專利名稱：一種發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)在線多功能監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的監(jiān)測技術(shù)，尤其涉及一種發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng) 在線多功能監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
勵磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分，是發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵控制設(shè)備之一；它對發(fā) 電機(jī)的運行可靠性、經(jīng)濟(jì)性及其它特性有直接的影響；良好的勵磁系統(tǒng)可以有效地提高電 力系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)穩(wěn)定極限水平和運行技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。由于勵磁系統(tǒng)對于發(fā)電機(jī)及電力系統(tǒng) 的穩(wěn)定運行有著重要的作用，因此勵磁系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，其造成的影響將是很大的。為了 保證勵磁系統(tǒng)正常運行，減小故障造成的損失，一方面需要采用高可靠性的勵磁設(shè)備；另一 方面，為了及時了解勵磁系統(tǒng)的運行狀態(tài)，加快事故的處理與原因分析，需對勵磁系統(tǒng)的狀 態(tài)進(jìn)行監(jiān)測并進(jìn)行事故錄波。為便于進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)與故障分析，在不少電廠都裝有發(fā)電機(jī)故障錄波裝置。發(fā) 變組故障錄波器是電力系統(tǒng)重要的二次設(shè)備之一，其作用有兩個一是監(jiān)錄系統(tǒng)在不同運 行工況和故障狀態(tài)下各種電氣量的變化情況，了解機(jī)組各電氣量的運行狀態(tài)變化規(guī)律，為 系統(tǒng)分析提供依據(jù)；二是檢驗機(jī)組繼電保護(hù)與安全自動裝置的動作行為，對于保證電力系 統(tǒng)安全運行及提高電能質(zhì)量起到了重要的作用。但發(fā)變組故障錄波裝置對勵磁系統(tǒng)的監(jiān)測 量有限，且對勵磁系統(tǒng)功率單元基本上沒有監(jiān)測。當(dāng)故障發(fā)生時，特別是勵磁系統(tǒng)發(fā)生故障 時，只能指出保護(hù)跳閘的原因，無法對故障的發(fā)生、發(fā)展進(jìn)行深入的分析。而勵磁系統(tǒng)是一 個連續(xù)的動態(tài)調(diào)節(jié)過程，其系統(tǒng)組成復(fù)雜、故障原因與現(xiàn)象多樣，并與發(fā)電機(jī)及電力系統(tǒng)等 諸多外部變量有千絲萬縷的聯(lián)系，這就給運行維護(hù)人員的故障判斷與維護(hù)決策帶來了很大 的困難。目前，國內(nèi)尚無發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)單獨配置的在線多功能監(jiān)測裝置。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點與不足，提供一種發(fā)電機(jī)勵 磁系統(tǒng)在線多功能監(jiān)測裝置。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的本實用新型包括有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流電壓測量回路、發(fā)電機(jī)定子電流電壓測量回 路、整流橋交流側(cè)電流電壓測量回路、開關(guān)量測量回路、前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)、后臺計算 機(jī)和顯示裝置；發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流電壓測量回路、發(fā)電機(jī)定子電流電壓測量回路、整流橋交流側(cè)電 流電壓測量回路和開關(guān)量測量回路分別與前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)連接；前置采樣器計算機(jī) 系統(tǒng)、后臺計算機(jī)和顯示裝置依次連接。工作原理發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流電壓測量回路的輸入端與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路相連，直接檢測發(fā)電機(jī)
3轉(zhuǎn)子電壓，并通過分流器檢測發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流；發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流電壓測量回路輸出端與前 置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)相連，將檢測到的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電壓與電流經(jīng)隔離調(diào)理后送至前置采樣 器計算機(jī)系統(tǒng)板內(nèi)外擴(kuò)的A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行采樣。發(fā)電機(jī)定子電流電壓測量回路的輸入端與發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器和電流互感器 相連，其輸出端與前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)相連，將三相交流電壓信號和三相交流電流 信號進(jìn)行隔離調(diào)理后送至前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)的CPU內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行采樣，并通 過計算得到發(fā)電機(jī)有功功率、無功功率與功率因數(shù)。整流橋交流側(cè)電流電壓測量回路的輸入端與整流橋交流側(cè)的電壓互感器和電流 互感器相連，其輸出端與前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)相連，將三相交流電壓信號和三相交流電 流信號進(jìn)行隔離調(diào)理后送至前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)的CPU內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行采樣，并 將過測量電壓電流間的相位檢測整流橋的控制角。開關(guān)量測量回路的輸入端與發(fā)電機(jī)出口斷路器、發(fā)電機(jī)磁場斷路器、整流橋交流 側(cè)開關(guān)和直流側(cè)開關(guān)等信號相連，其輸出端與前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)相連，經(jīng)光電隔離后 將開關(guān)量信號送前置采樣器計算機(jī)板內(nèi)開關(guān)量輸入回路。前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)的輸出端與后臺計算機(jī)的輸入端相連，將檢測的結(jié)果送到 后臺計算機(jī)進(jìn)行狀態(tài)在線監(jiān)測與錄波。后臺計算機(jī)的輸出端與顯示裝置的輸入端相連，用于顯示相關(guān)信息。后臺計算機(jī)配置有相關(guān)軟件，以實現(xiàn)對發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的狀態(tài)與參數(shù)在線監(jiān)測， 對發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)事件記錄，對發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)故障進(jìn)行錄波，對發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)試驗與 性能評價。本實用新型具有如下優(yōu)點與積極效果1、對勵磁系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測，及時反映發(fā)電機(jī)及勵磁系統(tǒng)的狀態(tài)，對設(shè)備 運行指導(dǎo)，提高發(fā)電機(jī)及電網(wǎng)的安全運行水平。2、對突變事件進(jìn)行自動錄波，有利于故障分析與事故處理。3、可在各并網(wǎng)發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)上安裝使用。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)方框圖。其中1-發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流電壓測量回路；2-發(fā)電機(jī)定子電流電壓測量回路；3-整流橋交流側(cè)電流電壓測量回路；4-開關(guān)量測量回路；5-前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)；6-后臺計算機(jī)；7-顯示裝置。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例詳細(xì)說明
4[0031]一、總體如圖1，本實用新型包括有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流電壓測量回路1、發(fā)電機(jī)定子電流電壓 測量回路2、整流橋交流側(cè)電流電壓測量回路3、開關(guān)量測量回路4、前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng) 5、后臺計算機(jī)6和顯示裝置7 ；發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流電壓測量回路1、發(fā)電機(jī)定子電流電壓測量回路2、整流橋交流側(cè) 電流電壓測量回路3和開關(guān)量測量回路4分別與前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)5連接；前置采樣 器計算機(jī)系統(tǒng)5、后臺計算機(jī)6和顯示裝置7前后依次連接。二、功能塊1、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流電壓測量回路1引自笈電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的直流電壓在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流電壓測量回路1中經(jīng)電阻分壓 后經(jīng)隔離放大器(如IS0122或IS0124)送至由運算放大器組成的濾波與增益調(diào)整電路，將 輸入的直流電壓信號調(diào)理為0-10V的電壓信號送至前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)5外擴(kuò)的A/D轉(zhuǎn) 換電路，用于測量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電壓。此外，引自發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)直流分流器的信號經(jīng)隔離放大器(如IS0122或IS0124) 送至由運算放大器組成的濾波與增益調(diào)整電路，將輸入的直流電壓信號調(diào)理為0-10V的電 壓信號送至前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)5外擴(kuò)的A/D轉(zhuǎn)換電路。用于測量發(fā)電轉(zhuǎn)子電流。2、發(fā)電機(jī)定子電流電壓測量回路2引自發(fā)電機(jī)定子側(cè)的三相電壓在發(fā)電機(jī)定子電流電壓測量回路2內(nèi)經(jīng)測量互感 器隔離后，經(jīng)運算放大器變換為0-10V的交變信號，送至前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)5內(nèi)置A/D 轉(zhuǎn)換電路。用于測量發(fā)電機(jī)定子側(cè)的三相交流電壓信號。此外，交流電壓信號還經(jīng)整形電 路后變換為方波信號，送至前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)5內(nèi)的高速信號輸入回路，用于測量發(fā) 電機(jī)的頻率與電壓量的相位。與此同時，引自發(fā)電機(jī)定子側(cè)的三相電流在在發(fā)電機(jī)定子電流電壓測量回路2內(nèi) 經(jīng)測量互感器隔離后，經(jīng)運算放大器變換為0-10V的交變信號，送至前置采樣器計算機(jī)系 統(tǒng)5內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換電路。用于測量發(fā)電機(jī)定子側(cè)的三相交流電流信號。3、整流橋交流側(cè)電流電壓測量回路3引自整流橋交流側(cè)的三相電壓在整流橋交流側(cè)電流電壓測量回路3經(jīng)測量互感 器隔離后，經(jīng)運算放大器變換為0-10V的交變信號，送至前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)5內(nèi)置A/D 轉(zhuǎn)換電路。用于整流橋交流側(cè)的三相交流電壓信號。此外，交流電壓信號還經(jīng)整形電路后 變換為方波信號，送至前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)5內(nèi)的高速信號輸入回路，用于測量整流橋 交流側(cè)的三相交流電壓量的相位。與此同時，引自整流橋交流側(cè)的三相電流或整流橋橋臂的交流電流信號在整流橋 交流側(cè)電流電壓測量回路3內(nèi)經(jīng)測量互感器隔離后，經(jīng)運算放大器變換為0-10V的交變信 號，送至前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)5內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換電路。用于測量整流橋交流側(cè)的三相交流 電流信號。此外，交流電流信號還經(jīng)整形電路后變換為方波信號，送至前置采樣器計算機(jī)系 統(tǒng)5內(nèi)的高速信號輸入回路，用于測量整流橋交流側(cè)的三相交流電流量的相位。4、開關(guān)量測量回路4開關(guān)量測量回路4采用光電隔離技術(shù)，其功能是將發(fā)電機(jī)出口斷路器、發(fā)電機(jī)磁 場斷路器、整流橋交流側(cè)開關(guān)和直流側(cè)開關(guān)等信號經(jīng)光電隔離后送至前置采樣器計算機(jī)系
5統(tǒng)5內(nèi)開關(guān)量輸入回路。5、前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)5前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)5由DSP構(gòu)成。其功能是采集發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流電壓測量回路1引入的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電壓與轉(zhuǎn)子電 流；采集發(fā)電機(jī)定子電流電壓測量回路2引入的發(fā)電機(jī)定子側(cè)三相電壓與三相電流，測量 發(fā)電機(jī)頻率，并計算發(fā)電機(jī)的有功功率與無功功率及功率因數(shù)；采集整流橋交流側(cè)電流電 壓測量回路3引入的整流橋交流側(cè)三相電壓與三相電流及相位，并計算整流橋的控制角； 采集開關(guān)量測量回路4引入的發(fā)電機(jī)與勵磁系統(tǒng)的開關(guān)量。并將計算后的數(shù)據(jù)送后臺計算 機(jī)6。6、后臺計算機(jī)6后臺計算機(jī)6由工業(yè)控制計算機(jī)與顯示屏構(gòu)成。其功能是對前置采樣器送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計算、顯示，并進(jìn)行錄波。后臺計算機(jī)6配置有狀態(tài)與參數(shù)監(jiān)測軟件，事件記錄軟件，故障錄波軟件與試驗 分析軟件。以實現(xiàn)對發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的狀態(tài)與參數(shù)在線監(jiān)測，對發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)事件記錄， 對發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)故障進(jìn)行錄波，對發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)試驗與性能評價。7、顯示裝置7顯示裝置7可選用CRT或觸摸屏。其功能是進(jìn)行參數(shù)與狀態(tài)顯示，圖形與曲線顯示。
權(quán)利要求一種發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)在線多功能監(jiān)測裝置，其特征在于包括有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流電壓測量回路(1)、發(fā)電機(jī)定子電流電壓測量回路(2)、整流橋交流側(cè)電流電壓測量回路(3)、開關(guān)量測量回路(4)、前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)(5)、后臺計算機(jī)(6)和顯示裝置(7)；發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流電壓測量回路(1)、發(fā)電機(jī)定子電流電壓測量回路(2)、整流橋交流側(cè)電流電壓測量回路(3)和開關(guān)量測量回路(4)分別與前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)(5)連接；前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)(5)、后臺計算機(jī)(6)和顯示裝置(7)前后依次連接。
專利摘要本實用新型公開了一種發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)在線多功能監(jiān)測裝置，涉及一種發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的監(jiān)測技術(shù)。本實用新型的結(jié)構(gòu)是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流電壓測量回路(1)、發(fā)電機(jī)定子電流電壓測量回路(2)、整流橋交流側(cè)電流電壓測量回路(3)和開關(guān)量測量回路(4)分別與前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)(5)連接；前置采樣器計算機(jī)系統(tǒng)(5)、后臺計算機(jī)(6)和顯示裝置(7)前后依次連接。本實用新型對勵磁系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測，及時反映發(fā)電機(jī)及勵磁系統(tǒng)的狀態(tài)，對設(shè)備運行指導(dǎo)，提高發(fā)電機(jī)及電網(wǎng)的安全運行水平；對突變事件進(jìn)行自動錄波，有利于故障分析與事故處理；可在各并網(wǎng)發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)上安裝使用。
文檔編號G01R21/133GK201740855SQ20102021772
公開日2011年2月9日 申請日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者康健, 徐華安, 朱江 申請人:湖北省電力試驗研究院