用于发电机励磁功率柜的监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及功率柜监测领域，尤其涉及一种用于发电机励磁功率柜的监测装置。


背景技术：

2.同步发电机励磁装置是给发电机转子提供励磁电流建立旋转磁场的重要设备，励磁系统功率柜通常采用“n-1”配置原则(一个功率柜故障时，另一个功率柜能承担发电机的全部励磁电流)，每个功率柜由6只可控硅组成三相全控桥式整流电路，可控硅是提供大电流输出的重要功率器件，对保障发电机的安全稳定运行极为重要。
3.励磁装置大功率可控硅运行中往往会通过很大的电流，因可控硅器件本身和整流桥回路都存在一定电阻值，功率柜大量发热不可避免，要确保大功率可控硅器件的正常工作和器件安全，必须采取有效、可靠的手段对其进行散热通风，并及时检测通风系统工作状态和风温，一旦异常迅速切除功率柜，确保设备安全。
4.励磁功率柜柜体设计成配置上下通风口的结构形式，功率柜散热通风由柜底前门进风口和柜顶出风口的空气流动实现，驱使空气的流动由安装在柜顶出风口的两台轴流风机(一台工作，一台备用)实现。
5.传统的功率柜散热通风系统状态监测采用风压开关和驱动风机的接触器判断风机是否运行；采用铂热电阻监测风道的温度，一旦检测到励磁系统运行中两台风机均停止或风温过高，立即切除功率柜并发报警信号。功率柜散热通风系统风机的起停由励磁设备开、停机令控制，当接收到励磁系统开机令时，风机启动；接收到励磁停机令时，风机停止。一台风机故障时由励磁控制器判断后启动另一台风机，存在的问题是：不能量化柜体通风量的大小，当进风口滤网出现一定程度堵塞时，检测装置无法进行准确判断，从而导致功率柜长期在较高温度状态下运行，对可控硅功率器件以及其他电子元器件运行不利，影响器件的使用寿命。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的就在于为了解决上述问题设计了一种用于发电机励磁功率柜的监测装置。
7.本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
8.用于发电机励磁功率柜的监测装置，功率柜上安装有用于排出功率柜内高温空气的轴流冷却风机，励磁系统安装在功率柜内，监测设备包括显示模块、中央处理器和用于采集功率柜进风量的风量采集模块，风量采集模块的数据信号输出端与中央处理器的数据信号输入端连接，中央处理器的信号端与显示模块的信号端连接，中央处理器的控制信号输出端与励磁系统的控制信号输入端连接。
9.本实用新型的有益效果在于：在励磁系统工作时，通过风量采集模块采集功率柜的进风量，并将采集的进风量传输至中央处理器，中央处理器设置有风量下限阈值，中央处
理器通过进风量与风量下限阈值之间的大小关系量化柜体通风量的大小，判断功率柜的通风是否正常，并通过显示模块显示通风情况，当判断功率柜的通风不正常时，提醒维护人员进行维修更换功率柜进风口的滤网，以保证功率柜正常的通风，避免因通风量减小而导致励磁系统一直在高温环境下运行，对励磁系统的元器件正常运行产生不利影响，从而造成缩短元器件使用寿命的情况。
附图说明
10.图1是本实用新型用于发电机励磁功率柜的监测装置的结构示意图；
11.图2是本实用新型用于发电机励磁功率柜的监测装置的控制示意图；
12.其中相应的附图标记为：
13.1-功率柜，2-轴流冷却风机，3-风量采集模块，4-第一温度采集模块，5-第二温度采集模块，6-监测柜，7-荧光光纤测温解调器，8-出风通道，9-可控硅散热片，10-滤网。
具体实施方式
14.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
15.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
16.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
17.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
18.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
19.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
20.下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。
21.如图1、图2所示，用于发电机励磁功率柜1的监测设备，功率柜1上安装有用于排出功率柜1内高温空气的轴流冷却风机2，励磁系统安装在功率柜1内，其特征在于，监测设备
包括显示模块、中央处理器和用于采集功率柜1进风量的风量采集模块3，风量采集模块3的数据信号输出端与中央处理器的数据信号输入端连接，中央处理器的信号端与显示模块的信号端连接，中央处理器的控制信号输出端与励磁系统的控制信号输入端连接，功率柜1的进风口安装有滤网10，风量采集模块3为风量传感器，风量传感器安装在轴流冷却风机2的出风通道8内或进风通道内，由于功率柜1的出风口处直接安装轴流冷却风机2，没有安装滤网10，因此所检测到轴流冷却风机2出风通道8的出风量即为采集功率柜1进风量，当风量传感器安装在进风通道内时，进风通道安装在功率柜1的进风口处，中央处理器安装在监测柜6内，显示模块安装在监测柜6上。
22.运行前，首先根据现场实际情况设定风通量阈值q1、q2和q3，q1、q2和q3的值依次减小；风通量阈值q1用于判断功率柜1的通风是否正常；风通量阈值q2用于提醒维护人员检查进风口是否被堵塞或者滤网10是否需要更换；风通量阈值q3用于功率柜1通风系统故障输出。
23.监测设备还包括两个第一温度采集模块4和六个第二温度采集模块5，两个第一温度采集模块4分别用于采集功率柜1进风口和出风口的温度，六个第二温度采集模块5分别用于采集可控硅散热片9表面的温度，两个第一温度采集模块4的数据信号输出端和六个第二温度采集模块5的数据信号输出端均与中央处理器的数据信号输入端连接，第一温度采集模块4和第二温度采集模块5均为荧光光纤测温传感器。
24.励磁系统运行时，风量传感器检测实时采集功率柜1的进风量，并将数据信号传输至中央处理器，中央处理器判断接收到的进风量数据与q1、q2和q3之间的大小关系，从而确定功率柜1的通风是否正常，当进风量大于等于风通量阈值q1时，功率柜1的通风正常；当进风量接近风通量阈值q2时，功率柜1的通风异常，且需要维护人员检查进风口的滤网10是否需要更换或者被堵塞；当进风量接近风通量阈值q3时，功率柜1的通风故障，再结合六个第二温度采集模块5采集到的温度综合判断，中央处理器控制励磁系统启动机组跳闸或停机；
25.对中央处理器设定差值阈值和可控硅散热片9上的温度阈值，两个第一温度采集模块4分别采集功率柜1进风口和出风口的温度，六个第二温度采集模块5分别采集可控硅散热片9表面的温度，并将采集到的温度数据传输至中央处理器，中央处理器分析计算进风口和出风口温度差值，并根据温度差值与预先设定的差值阈值判断整个功率柜1的发热程度，同时结合可控硅散热片9上的温度与预先设定可控硅散热片9上的温度阈值，当检测到的六个可控硅散热片9上的温度正常，而进风口和出风口的温度差值也属于正常范围时，可提醒维护人员对功率柜1其他电子器件、铜排连接处等位置进行检查处理，避免功率柜1事故发生；当六个第二温度采集模块5其中有采集到的温度超过预先设定可控硅散热片9上的温度阈值时，中央处理器控制励磁系统启动机组跳闸或停机；可控硅散热片9上的温度阈值为可控硅散热片9上的最大允许值，根据可控硅生产厂家特性参数确定，通常在125℃以下。
26.监测设备还包括用于采集励磁系统中整流桥桥臂电流的采集霍尔传感器，霍尔传感器的数据信号输出端均与中央处理器的数据信号输入端连接；
27.由于在功率柜1中用大功率晶闸管整流，使得电路中不再只是传统的50周的正弦波，出现了各种不同的波形；对于这类电路，采用传统的测量方法不能反应其真实波形，故采用霍尔传感器对整流桥桥臂的电流进行采集，霍尔传感器可以测量任意波形的电流和电压，输出端能真实地反映输入端电流或电压的波形参数，霍尔传感器通过屏蔽线接入中央
处理器。
28.本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。