[实用新型]工业互联网模式水轮机大轴实时同步保护装置

说明书

本实用新型涉及一种工业互联网模式水轮机大轴实时同步保护装置，属于水轮机大轴保护技术领域。该装置包括输入模块、HMI工控机、总线、模拟量输出模块、开关量输出模块、同步网络控制模块和电源逆变器；输入模块与水轮发电机上的传感器相连，用于将传感器采集到的水轮发电机轴电流、轴电压模拟信号转化为数字信号；电源逆变器的输入端与电源相连，输出端与同步网络控制模块相连；同步网络控制模块通过总线分别与输入模块、HMI工控机、开关量输出模块、开关量输出模块相连；同步网络控制模块通过以太网接口与网络相连。本装置结构新颖，实现了水轮机大轴保护中的轴电压和轴电流监测，数据精准同步，便于定位故障点。

技术领域

本实用新型属于水轮机大轴保护技术领域，具体涉及一种工业互联网模式水轮机大轴实时同步保护装置。

背景技术

随着工业发展对清洁能源的需求日益增长，水力发电机容量越来越大，机组的故障往往造成的损失也越来越大。提前预防事故的发生变得越来越重要。为了做好预防工作，对故障的发生时间点的精确记录，以及数据之间的相关性分析，对保护和监测设备提出更高的要求。

对发电机的保护，传统的离散的控制方式如图1，突显出不能适应整个监控系统的实时、同步的要求。存在的主要问题：

1.装置采用单片机，PLC模式，单片机本身对时间没有严格的约定。每套装置各自为政，只起到报警作用，无法将报警和信号带有准确的时间信息，在数据分析上没有基准。

2.由于信号采集还是基于单片机的硬件滤波，原始数据不完整，导致只能对有限频率的信号进行傅立叶频域转换，而不能对广泛的频率任意进行监测。会遗漏所需要的报警信息。

例如，专利号CN201120191855.9实用新型专利，采用的还是传统的基于单片机，PLC的设计，是离散的结构；装置内部采用FPGA逻辑门阵列编程，原始数据频带不宽，0-300Hz基本围绕50Hz，150Hz在做监控；PLC做数据处理，PLC、单片机和采集到的信号，没有高精度时间戳同步；通过MODBUS串行通讯将实时数据、告警单元远传，串行通讯的实时性差，设备间传送信息无法实现很好的同步。总之，各报警信号都是通过单片机，PLC等传统技术来实现。报警信号的同步无法保证，在进行数据分析时，不利于得到正确的结果。

同时，部分装置所进行的频谱分析，在时域内的同步无法保证，频谱分析结果容易造成偏差。因此如何克服现有技术的不足是目前涂料技术领域亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种工业互联网模式水轮机大轴实时同步保护装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

工业互联网模式水轮机大轴实时同步保护装置，包括输入模块、HMI工控机、总线、模拟量输出模块、开关量输出模块、同步网络控制模块和电源逆变器；

输入模块与水轮发电机上的传感器相连，用于将传感器采集到的水轮发电机轴电流、轴电压模拟信号转化为数字信号；

电源逆变器的输入端与电源相连，输出端与同步网络控制模块相连；

同步网络控制模块通过总线分别与输入模块、HMI工控机、模拟量输出模块、开关量输出模块相连；

同步网络控制模块通过以太网接口与网络相连。

进一步，优选的是，输入模块为A/D模数转换器。

进一步，优选的是，同步网络控制模块通过RJ接口与输入模块、HMI工控机、模拟量输出模块、开关量输出模块相连。

进一步，优选的是，HMI工控机中还包括数据存储模块，数据存储模块通过总线与输入模块相连。

进一步，优选的是，HMI工控机上安装有触摸屏。