[发明专利]水电站发电机转子绕组温度在线监测系统及方法

说明书

本发明公开了一种水电站发电机转子绕组温度在线监测系统及方法，其中系统包括RFID无源测温标签、RFID信号发射天线、RFID信号接收天线、光电转换开关、数据转换模块、上位机；RFID无源测温标签安装于发电机转子的凸磁极处；RFID信号发射天线、RFID信号接收天线并排安装于发电机转子外部；上位机、数据转换模块、光电转换开关依次连接，光电转换开关还与RFID信号发射天线、RFID信号接收天线连接。能够实现直接在线监测水电站发电机转子的温度变化，为后续判断发电机转子绕组可能出现的故障、故障预警、提早维修检修提供了数据基础，为水电站发电机的安全运行提供了可靠的监测手段。

技术领域

本发明涉及发电电动机技术领域，尤其涉及一种水电站发电机转子绕组温度在线监测系统及方法。

背景技术

对于水电站发电机转子而言，转子绕组会承受正常运行时的交变电磁力作用和突然短路时所产生的巨大温升和过热影响。长期过大的温度会造成发电机转子绕组绝缘下降甚至损伤，严重的故障将引发相间短路事故。一般的电气监测和外部部件温度监测反映不出这种危险的温度变化，难以避免突然事故的发生。通过发电机转子绕组温度参数的变化可以及时预测转子绕组异常变化，及早预警，及早处理，避免恶性事故的发生。因此，直接监测转子绕组的温度是非常必要的。

发明内容

本发明提供了一种水电站发电机转子绕组温度在线监测系统及方法，以解决目前无法直接监测水电站发电机转子绕组温度的问题。

第一方面，提供了一种水电站发电机转子绕组温度在线监测系统，包括RFID无源测温标签、RFID信号发射天线、RFID信号接收天线、光电转换开关、数据转换模块、上位机；

所述RFID无源测温标签安装于发电机转子的凸磁极处；所述RFID信号发射天线、RFID信号接收天线并排安装于发电机转子外部；所述上位机、数据转换模块、光电转换开关依次连接，所述光电转换开关还与所述RFID信号发射天线、RFID信号接收天线连接。

进一步地，所述RFID信号发射天线用于向所述RFID无源测温标签发出测温信号，所述RFID信号接收天线用于接收所述RFID无源测温标签所发出的温度信号；所述光电转换开关用于对所述数据转换模块与所述RFID信号发射天线、RFID信号接收天线之间的连接进行控制；所述数据转换模块用于将上位机发出的测温信号传输至所述RFID信号发射天线，还用于将所述RFID信号接收天线接收的温度信号传输至上位机进行监测和显示。

进一步地，包括多个所述RFID无源测温标签，多个所述RFID无源测温标签分别安装于水电站发电机转子的各个凸磁极处。

进一步地，所述RFID信号发射天线与RFID信号接收天线之间的间距L为：

L＝2Rsin(πrt)

其中，R为所述RFID信号发射天线、RFID信号接收天线与发电机转子的轴心距离，r为发电机转子的转速，t为所述RFID无源测温标签从接收到测温信号到发出温度信号的时间间隔。

进一步地，所述光电转换开关的光电感应探头安装于所述RFID信号发射天线远离所述RFID信号接收天线的一侧；在所述光电感应探头被靠近的所述RFID无源测温标签触发时，所述光电转换开关与所述RFID信号发射天线连接导通，与所述RFID信号接收天线断开连接，并在预设延时后，所述光电转换开关与所述RFID信号接收天线连接导通，与所述RFID信号发射天线断开连接，且预设延时小于所述RFID无源测温标签从接收到测温信号到发出温度信号的时间间隔。

进一步地，所述数据转换模块包括依次连接的阅读器、微处理单元、边缘计算单元，所述阅读器还与所述光电转换开关连接，所述边缘计算单元与所述上位机连接。

进一步地，所述微处理单元通过RS232/485串行通信线与所述阅读器连接，所述边缘计算单元通过RS232/485串行通信线与所述微处理单元连接，所述上位机通过以太网与所述边缘计算单元连接。