[实用新型]水轮发电机轴电流继电保护装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种水轮发电机轴电流继电保护装置。

背景技术：

大型水力发电厂都设计成发电机-变压器单元组的接线方式，发电机中性点不接地或者通过高阻接地，发电机发生单相对地故障-定子接地的可能性，远远高于其他的故障类型。发电机保护装置的一个重要任务就是要通过转子电流的变化探测这种类型的故障。如果发电机的转子回路发生两点接地故障，那么故障电流就会流经受影响的转子绕组。大型发电机的励磁电流很大，因此转子绕组的两点接地将会严重损坏转子和励磁机。如果转子的大部分绕组发生短路，畸变的磁场产生很大的机械力矩，造成一端受力强烈而另一端受力微小，结果将导致在转子本体上产生严重的受力不均衡。如果是大型发电机，机械力将达到50～100t。这会导致转子产生强烈的振动从而损坏轴承，甚至导致转子错位而损伤到定子绕组。还有，水轮发电机在运行时，可能引起磁通不平衡，该不平衡磁通与轴切割产生的轴电势，沿转子轴向分布，由于大轴的内阻很小，如果它沿轴承和底板形成闭合的回路，轴电流就可能达到很大数值。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种水轮发电机轴电流继电保护装置，通过检测水轮发电机大轴产生的轴电流，在轴电流大于设定值的时候实时发出报警信号，以防止轴承绝缘被击穿，损坏轴承和其他部件。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

水轮发电机轴电流继电保护装置，其组成包括：水轮发电机机轴，所述的机轴外面套装互感器，所述的互感器通过数据线连接检测装置，所述的检测装置包括放大器，所述的放大器连接双通道滤波器，所述的双通道滤波器分别通过A/D转换器连接微控制器，所述的微控制器连接显示器，所述的微控制器通过RS232接口连接上位机，所述的微控制器连接光电耦合器，所述的光电耦合器连接功率放大器，所述的功率放大器连接继电器，所述的微控制器控制试验电流电路。

有益效果：

1.本实用新型利用轴电流互感器检测出来的轴电流基波或三次谐波电流信号，来监视轴承绝缘状态的。当电机轴绝缘低下或有击穿时，由于电机轴承不对称，机轴将产生轴电流而损坏机轴的绝缘，产生故障。其损坏的程度将取决于轴电流的幅值和持续时间，为了使电机能够安全运行，提前发现机轴绝缘故障，以便采取相应措施，就需要灵敏的轴电流继电保护设备，在小量程时可以精确测量小电流，当电流超出当前量程可以自动切换到大程，使仪表仍能精确测出电流大小。

2.本实用新型通过模数转换，把模拟量转换成数字量，通过数字滤波，可排除干扰，使数据更加准确。

3.本实用新型可以把数据传送给远程计算机，实现远程监控。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是检测装置的结构示意图。

附图3是本实用新型的电路图。

具体实施方式：

实施例1：

水轮发电机轴电流继电保护装置，其组成包括：水轮发电机机轴1，所述的机轴外面套装互感器2，所述的互感器通过数据线连接检测装置3，所述的检测装置包括放大器4，所述的放大器连接双通道滤波器5，所述的双通道滤波器分别通过A/D转换器6连接微控制器7，所述的微控制器连接显示器8，所述的微控制器通过RS232接口9连接上位机10，所述的微控制器连接光电耦合器11，所述的光电耦合器连接功率放大器12，所述的功率放大器连接继电器13，所述的微控制器控制试验电流电路的电流14。

工作过程：

本型号轴电流继电器是利用轴电流互感器检测出来的轴电流基波或三次谐波电流信号，来检测轴承绝缘状态的。

当电机轴绝缘低下或有击穿时，由于电机轴承不对称，机轴将产生轴电流而损坏其绝缘，发生故障。其损坏程度将取决于轴电流的幅值和持续时间。

为了使电机能够安全运行，提前发现机轴的绝缘故障，以便采取相应措施，就需要有灵敏的轴电流继电保护设备。

本继电器是由：放大器、双通道滤波器、A/D转换、单片机智能分析判断控制及过电流动作等环节组成。轴电流指示仪表采用了先进的数字技术，动作灵敏，控制精确，显示直观，其组成框图请参阅原理方框图。

BZL-10C型轴电流继电器采用了两种工作方式，即按电流基波分量或电流的三次谐波分量进行检测动作。

当电机内干扰磁场较强，且互感器输出电流中含有三次谐波分量时，仪器可同时测量50HZ和150HZ信号，电流信号经滤波器滤除50HZ或150Hz的杂散干扰电流，使继电器能够稳定的检测。