汽轮发电机三相突然短路检测装置

摘要

本发明公开一种汽轮发电机三相突然短路检测装置。扭矩传感器的转子部分随着被测的汽轮发电机转子旋转，实时采集汽轮发电机的瞬时转矩和瞬时转速信号，并通过无线传输将瞬时转矩和瞬时转速数据送入扭矩传感器的定子部分，扭矩传感器的定子部分通过信号连接线将采集的瞬时转矩和瞬时转速信号传送到可重配置嵌入式系统，可重配置嵌入式系统通过程序判断汽轮发电机瞬时转矩和瞬时转速是否存在突变，在汽轮发电机处于瞬时三相突然短路阶段就能判断出汽轮发电机处于三相突然短路的事故状态中，同时能够实时记录汽轮发电机在各个工况下的瞬时转矩和瞬时转速数据。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种用于汽轮发电机三相突然短路在线检测装置。

背景技术：

目前，火电厂采用传统的大电流互感器测量三相突然短路电流，对电机进行保护。汽轮发电机三相突然短路可以分为瞬态突然短路和稳态突然短路两个阶段：汽轮发电机三相突然短路第一个阶段是瞬态突然短路阶段，在三相突然短路初始瞬间，发电机短路电流上升为额定电流的20-30倍，短路电流形成的电磁力释放巨大能量，使发电机瞬时转矩和瞬时转速产生瞬间突变，对发电机转轴形成不规则扭震，严重时会使转子产生裂纹，同时短路电流产生的热能可烧毁绕组线棒绝缘，当瞬态突然短路的能量释放完毕后进入稳态突然短路阶段，此时短路电流持续为发电机额定电流的2-3倍，仍然会对机组造成巨大危害。传统的大电流互感器的由于分辨精度和测量量程等原因，实质上大电流互感器监测的是汽轮发电机三相突然短路的稳态突然短路电流，即在汽轮发电机三相突然短路的瞬态突然短路阶段结束后，火电厂的继电保护装置才开始动作，对电机进行保护。

发明内容：

本发明的目的是公开一种汽轮发电机三相突然短路检测装置，能够直接准确地测量出汽轮发电机的瞬时转矩和瞬时转速数据，通过程序判断汽轮发电机瞬时转矩和瞬时转速是否存在突变，在汽轮发电机处于瞬时突然短路阶段就能判断出汽轮发电机处于三相突然短路的事故状态中，同时能够实时记录汽轮发电机在各个工况下的瞬时转矩和瞬时转速数据。本发明的技术方案为：一种汽轮发电机三相突然短路检测装置：被测的汽轮发电机转子上安装HBM-T40F型扭矩传感器的转子部分，HBM-T40F型扭矩传感器的转子部分随着汽轮发电机转子旋转，实时采集汽轮发电机的瞬时转矩和瞬时转速信号，并通过无线传输将瞬时转矩和瞬时转速数据送入HBM-T40F型扭矩传感器的定子部分，HBM-T40F型扭矩传感器的定子部分通过信号连接线将采集的瞬时转矩和瞬时转速信号传送到CompactRIO-910X可重配置嵌入式系统，CompactRIO-910X可重配置嵌入式系统对瞬时转矩和瞬时转速数据进行处理，通过嵌入式程序检测是否存在瞬时转速和瞬时转矩的突变，并将判断结果和瞬时转矩和瞬时转速数据传送到Moxa AWK3121型无线传输装置，Moxa AWK3121型无线传输装置通过WiFi技术将判断结果和瞬时转矩和瞬时转速数据发送到D-LinkDIW-2370AP型无线数据接收装置,D-LinkDIW-2370AP型无线接收装置通过工业以太网将瞬时转矩和瞬时转速数据传送到远程 计算机，远程计算机实时显示和存储上传的判断结果和瞬时转矩和瞬时转速数据，并将相应的报警信号发送到电厂的继保装置中。

传统的大电流互感器的由于分辨精度和测量量程过饱和等原因，没有办法在汽轮发电机突然短路时测得转速和转矩突变时的瞬态电流，实质上监测的是汽轮发电机三相突然短路的稳态突然短路电流，即在汽轮发电机三相突然短路的瞬态突然短路阶段结束后，火电厂的继电保护装置才开始动作，对电机进行保护。本发明采用的HBM-T40FM型扭矩传感器具有采样率高(每秒可达3.8M个采样点)，精度高(可达0.1％)，抗干扰能力强的特点，能在汽轮发电机三相突然短路过程中直接，可靠地采集汽轮发电机瞬时转矩和瞬时转速信号，通过具有并行数据处理功能的CompactRIO-910X可重配置嵌入式系统(数据的分辨率可达25ns)，来检测汽轮发电机的瞬时转速和转矩是否存在突变，能够在三相突然短路的瞬态过程中触发报警信号，减少三相突然短路瞬态过程对电机的危害，改变了长期以来电厂只能在汽轮发电机组三相突然短路转为稳态突然短路时才能进行保护的原有状况。

本发明采用的YiFi(无线保真技术)较其它无线通信技术具有传输速度快，传输距离远，抗电磁干扰能力强,误码率低的特点，尤其适合电厂复杂的工作环境。本发明使用的扭矩传感器具有高采样率的 特点，能够在三相突然短路的瞬态突然短路阶段就将转矩变化和转速变化测出，传递到远程计算机上，由远程计算机的检测程序判断出发电机是否处于三相突然短路的阶段，并将报警信号传递给火电厂的继电保护装置，减少了反应时间，降低了汽轮发电机三相突然短路事故造成的损失，为汽轮发电机组的安全运行提供了新的保护措施。

附图说明：

图1发明原理框图

图2本发明安装和工作连接图

具体实施方式：

如图1所示，一种汽轮发电机三相突然短路检测装置，包括扭矩传感器，可重配置嵌入式系统，无线数据传输装置,无线数据接收装置，远程计算机。

如图2所示，将HBM-T40FM型扭矩传感器安装在汽轮发电机1和拖动机8之间，其中HBM-T40FM型扭矩传感器转子部分3直接安装在被测汽轮发电机转子2上，通过无线传输的方式将实时测得瞬时转矩和瞬时转速信号传递到HBM-T40FM型扭矩传感器定子部分4，HBM-T40FM型扭矩传感器定子部分4通过RS422数据传输线5将瞬时转矩和瞬时转速信号传递到CompactRIO-910X可重配置嵌入式系统6上，CompactRIO-910X可重配置嵌入式系统6对瞬时转矩和瞬时转速数据进行处理，通过嵌入式程序检测是否存在瞬时转速和瞬时转 矩的突变，并将判断结果和瞬时转矩和瞬时转速数据传送到MoxaAWK3121型无线传输装置7上，Moxa AWK3121型无线传输装置7通过YiFi技术将判断结果瞬时转矩和瞬时转速数据传递到D-LinkDIW-2370AP型无线数据接收装置9上，D-LinkDIW-2370AP型无线数据接收装置9通过工业以太网将判断结果和瞬时转矩和瞬时转速数据传递给远程计算机10，安装了测试软件的远程计算机10实时显示和存储上传的判断结果和瞬时转矩和瞬时转速数据，并将相应的报警信号发送到电厂的继保装置中。