基于光纖傳感器的發(fā)電機(jī)定子鐵芯溫度檢測系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于光纖傳感器的發(fā)電機(jī)定子鐵芯溫度檢測系統(tǒng)及方法。在發(fā)電機(jī)定子鐵芯外圓柱面上開有螺旋形槽，光纖安裝在螺旋形槽內(nèi)并通過密封件密封，螺旋形槽兩端的密封件上設(shè)有監(jiān)測點(diǎn)開口，密封件上沿定子鐵芯高度方向間隔相同高度設(shè)有一監(jiān)測點(diǎn)開口，光纖在各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)開口處測溫。實(shí)時(shí)讀取各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的溫度值并設(shè)定閥值溫度、溫度允許極值、溫度標(biāo)準(zhǔn)差允許極值；然后根據(jù)溫度值進(jìn)行判斷，設(shè)定危險(xiǎn)等級進(jìn)而進(jìn)行報(bào)警。本發(fā)明采用螺旋式的光纖傳感器，可全面立體地呈現(xiàn)定子不同高度的溫度分布；對不同狀況下發(fā)電機(jī)的運(yùn)行采用不同的等級來區(qū)分對待，對于預(yù)防定子過熱損壞具有很好的前景；并且系統(tǒng)電絕緣性能好，抗干擾能力強(qiáng)，靈敏度高。
【專利說明】基于光纖傳感器的發(fā)電機(jī)定子鐵芯溫度檢測系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種溫度檢測系統(tǒng)和檢測方法，具體涉及到一種基于光纖傳感器的發(fā)電機(jī)定子鐵芯溫度檢測系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]國內(nèi)外發(fā)電機(jī)，由于部件發(fā)熱引起結(jié)構(gòu)件嚴(yán)重變形，導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)，危及電機(jī)運(yùn)行安全的情況時(shí)有發(fā)生。因此，準(zhǔn)確檢測與研究電機(jī)各部件溫升情況，將為今后電機(jī)高效、安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，再加上轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的作用，使得氣體在定轉(zhuǎn)子之間、或在定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)的流動(dòng)形態(tài)變得非常復(fù)雜。GB/T 7894-2009規(guī)定，水輪發(fā)電機(jī)定子鐵芯允許的溫升值為:B級85°C，F(xiàn)級105°C。因此，對發(fā)電機(jī)定子溫度的檢測是發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)是否正常的重要標(biāo)志之一。
[0003]專利號(hào)為201110409944.0的《基于光纖傳感器的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》介紹，包括:火災(zāi)探測模塊、信號(hào)處理模塊、控制處理模塊以及監(jiān)控模塊；所述的火災(zāi)探測模塊包括一路或多路探測通道，該探測通道為光纖傳感器；所述的信號(hào)處理模塊為探測模塊采集數(shù)據(jù)的處理中心，為探測主機(jī)；所述的探測主機(jī)與一路或多路的光纖傳感器相連；所述的控制處理模塊為火災(zāi)處理控制中心，包括PC機(jī)、通信模塊、火災(zāi)報(bào)警控制器、滅火系統(tǒng)及圖像監(jiān)控設(shè)備；所述的探測主機(jī)分別與PC機(jī)、圖像監(jiān)控設(shè)備以及火災(zāi)報(bào)警控制器相連；目前定子鐵芯溫度的檢測主要是用檢溫計(jì)法，但是測得的溫度比實(shí)際溫度多數(shù)偏低，偏低的數(shù)值也隨機(jī)而異。
[0004]目前檢溫探頭和所述光纖傳感器一般通常均勻地安裝在定子鐵芯的同一軸向上，不能全面立體地呈現(xiàn)定子鐵芯不同高度的溫度分布，當(dāng)溫度異常導(dǎo)致發(fā)電機(jī)不正常工作時(shí)，不能有效及時(shí)的顯示報(bào)警。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于光纖傳感器的發(fā)電機(jī)定子鐵芯溫度檢測系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)電絕緣性能好、抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高。采用螺旋式的光纖布置方式，并且加以相應(yīng)的檢測方法，從而及時(shí)有效反映定子鐵芯的溫度變化，對于預(yù)防發(fā)電機(jī)過熱損壞具有很好的前景。
[0006]本發(fā)明要解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:
[0007]—、一種基于光纖傳感器的發(fā)電機(jī)定子鐵芯溫度檢測系統(tǒng):
[0008]發(fā)電機(jī)的定子鐵芯上固定安裝有光纖傳感器，光纖傳感器的檢測信號(hào)通過信號(hào)處理模塊傳送到PC機(jī)，PC機(jī)連接報(bào)警裝置在發(fā)電機(jī)定子鐵芯外圓柱面上開有環(huán)繞定子鐵芯一周的螺旋形槽，光纖安裝在螺旋形槽內(nèi)并通過密封件密封，螺旋形槽兩端的密封件上設(shè)有監(jiān)測點(diǎn)開口，密封件上沿定子鐵芯高度方向間隔相同高度設(shè)有一監(jiān)測點(diǎn)開口，光纖在各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)開口處測溫。
[0009]所述的監(jiān)測點(diǎn)開口的總數(shù)為6?15個(gè)。
[0010]所述的每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)開口處的光纖繞圈長度大于3m。
[0011 ] 所述的信號(hào)處理模塊為信號(hào)解調(diào)器。
[0012]二、一種基于光纖傳感器的發(fā)電機(jī)定子溫度檢測方法,包括:
[0013]I)采用以下系統(tǒng)檢測:發(fā)電機(jī)的定子鐵芯上固定安裝有光纖傳感器，光纖傳感器的檢測信號(hào)通過信號(hào)處理模塊傳送到PC機(jī)，PC機(jī)連接報(bào)警裝置；在發(fā)電機(jī)定子鐵芯外圓柱面上開有環(huán)繞定子鐵芯一周的螺旋形槽，光纖安裝在螺旋形槽內(nèi)并通過密封件密封，螺旋形槽兩端的密封件上設(shè)有監(jiān)測點(diǎn)開口，密封件上沿定子鐵芯高度方向間隔相同高度h設(shè)有一監(jiān)測點(diǎn)開口，光纖在各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)開口處測溫作為光纖傳感器；
[0014]2)實(shí)時(shí)讀取各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的溫度值A(chǔ)i, Ai分別為Al，A2, A3...An,并設(shè)定閥值溫度Tmax、溫度允許極值a、溫度標(biāo)準(zhǔn)差允許極值b ；
[0015]3)當(dāng)各監(jiān)測點(diǎn)的溫度值A(chǔ)i中一個(gè)或者一個(gè)以上的溫度大于閥值溫度Tmax，則設(shè)定為第一危險(xiǎn)等級，報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警，發(fā)電機(jī)停止工作；反之，如果IAiI STmax，則繼續(xù)下一步驟；
[0016]4)如果?兩足A1-An < a則繼續(xù)下一步驟；如果不?兩足A1-An <a，則設(shè)定為弟二危險(xiǎn)等級，報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警；
[0017]5)如果滿足|4-4+1|<^7(k[l5n-1])則繼續(xù)下一步驟；如果不滿足

【權(quán)利要求】
1.一種基于光纖傳感器的發(fā)電機(jī)定子鐵芯溫度檢測系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)的定子鐵芯(4)上固定安裝有光纖傳感器，光纖傳感器的檢測信號(hào)通過信號(hào)處理模塊傳送到PC機(jī)，PC機(jī)連接報(bào)警裝置；其特征在于:在發(fā)電機(jī)定子鐵芯(4)外圓柱面上開有環(huán)繞定子鐵芯(4) 一周的螺旋形槽(3)，光纖(2)安裝在螺旋形槽(3)內(nèi)并通過密封件(5)密封，螺旋形槽(3)兩端的密封件(5)上設(shè)有監(jiān)測點(diǎn)(I)開口，密封件(5)上沿定子鐵芯(4)高度方向間隔相同高度設(shè)有一監(jiān)測點(diǎn)⑴開口，光纖⑵在各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)⑴開口處測溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖傳感器的發(fā)電機(jī)定子鐵芯溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的監(jiān)測點(diǎn)(I)開口的總數(shù)為6~15個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖傳感器的發(fā)電機(jī)定子鐵芯溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)(I)開口處的光纖(2)繞圈長度大于3m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖傳感器的發(fā)電機(jī)定子鐵芯溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的信號(hào)處理模塊為信號(hào)解調(diào)器。
5.應(yīng)用于權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的一種基于光纖傳感器的發(fā)電機(jī)定子溫度檢測方法，其特征在于包括: 1)采用以下系統(tǒng)檢測:發(fā)電機(jī)的定子鐵芯(4)上固定安裝有光纖傳感器，光纖傳感器的檢測信號(hào)通過信號(hào)處理模塊傳送到PC機(jī)，PC機(jī)連接報(bào)警裝置；在發(fā)電機(jī)定子鐵芯(4)外圓柱面上開有環(huán)繞定子鐵芯(4) 一周的螺旋形槽，光纖(2)安裝在螺旋形槽內(nèi)并通過密封件(5)密封，螺旋形槽兩端的密封件(5)上設(shè)有監(jiān)測點(diǎn)(I)開口，密封件(5)上沿定子鐵芯(4)高度方向間隔相同高度h設(shè)有一監(jiān)測點(diǎn)⑴開口，光纖(2)在各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)⑴開口處測溫作為光纖傳感器； 2)實(shí)時(shí)讀取各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)(I)的溫度值A(chǔ)i,Ai分別為Al，A2，A3...An，并設(shè)定閥值溫度Tmax、溫度允許極值a、溫度標(biāo)準(zhǔn)差允許極值b ； 3)當(dāng)各監(jiān)測點(diǎn)(I)的溫度值A(chǔ)i中一個(gè)或者一個(gè)以上的溫度大于閥值溫度Tmax，則設(shè)定為第一危險(xiǎn)等級，報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警，發(fā)電機(jī)停止工作；反之，如果IAiI STmax，則繼續(xù)下一步驟； 4)如果滿足IA1-AnI≤a則繼續(xù)下一步驟；如果不滿足IA1-AnI≤a，則設(shè)定為第二危險(xiǎn)等級，報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警； 5)如果滿足
則繼續(xù)下一步驟；如果不滿足
，則設(shè)定為第三危險(xiǎn)等級，報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警；
6)計(jì)算各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)溫度值A(chǔ)i的平均值
并計(jì)算溫度值的方差
如果滿足s，則表示發(fā)電機(jī)運(yùn)行正常，報(bào)警裝置不報(bào)警；如果不滿足 S ≤ b則設(shè)定為第四危險(xiǎn)等級，報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于光纖傳感器的發(fā)電機(jī)定子溫度檢測方法,其特征在于:所述的定子鐵芯的閥值溫度為Tmax為90°C。
【文檔編號(hào)】G01K11/32GK104180922SQ201410415002
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】陳樂 , 馬東波, 吳燕明, 李桃, 富雅瓊 申請人:中國計(jì)量學(xué)院