專利名稱：一種水輪發(fā)電機定子繞組的多點紅外測溫傳輸裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及水輪發(fā)電機定子繞組的測溫傳輸裝置，尤其涉及一種蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電 機定子繞組的多點紅外測溫傳輸裝置。
技術背景水輪發(fā)電機的傳統(tǒng)冷卻方式如水內冷技術過于復雜，冷卻系統(tǒng)組裝困難，存在很大的 安全運行隱患；空冷技術作為一種外冷技術，冷卻效果明顯不如內冷方式，風摩損耗大， 溫度分布不均勻造成應力和應變大，影響電機運行的安全可靠性，從而蒸發(fā)冷卻技術成 為了解決這些問題的唯一出路。我國自主研究開發(fā)的水輪發(fā)電機蒸發(fā)冷卻技術是一種內冷模式，它在繼'承了水內冷優(yōu)點 的同時完全避免了水內冷堵和漏的本質缺點。專利申請?zhí)枮?1131399.4的發(fā)明專利申請公開 了一種水輪發(fā)電機定子繞組蒸發(fā)冷卻裝置，這種裝置是內部充有冷卻介質的全封閉自循環(huán)系 統(tǒng)。這種自循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置的特點是利用水輪發(fā)電機的立式結構特點實現(xiàn)冷卻系統(tǒng)的無泵 自循環(huán)。由于無泵，系統(tǒng)的循環(huán)壓力很低，所以每一個循環(huán)支路的長度不能過長。實際上是 每一根定子線棒與聯(lián)接管一起構成一個獨立的循環(huán)支路。當水輪發(fā)電機定子有m根線棒，就 有m個彼此并聯(lián)的循環(huán)支路。例如三峽地下電站的水輪發(fā)電機采用了自循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置， 該機組設計共有540槽，1080根定子線棒，就表示有080個蒸發(fā)冷卻循環(huán)支路。這1080個 支路是彼此并聯(lián)的，為了實時監(jiān)測這些支路是否工作正常，監(jiān)測介質出口端線棒的溫度就是 必要的手段，這么多的支路逐一埋設溫度測量傳感器，例如熱電偶或鉑電阻，都需要有引線 從測點引到測量裝置，這使操作和維護有很大的工作量，如此多的測溫元件出線還降低了機 組運行的可靠性。 實用新型內容本實用新型的目的是提供一種水輪發(fā)電機定子繞組的多點紅外測溫傳輸裝置，該裝置能 夠突破電站機組采用的RTD或熱電偶等需連接線的測溫方式，實現(xiàn)了無接觸帶電測溫。本實用新型通過非接觸探測紅外能量(熱量)，并將其轉換為電信號，進而在顯示 器上生成熱圖像或溫度值，通過遠程傳輸至數(shù)據(jù)采集儀器，達到檢測目的，通過數(shù)據(jù)間 的比較，將探測到的熱量精確量化，能夠對發(fā)熱的故障區(qū)域進行準確識別和嚴格分析。由于近年來的技術革新，尤其表現(xiàn)在探測器技術，內置紅外照相機，各種自動功能，分 析軟件的發(fā)展等，使得紅外分析解決方案比以往更為經(jīng)濟有效。本實用新型可通過在水 輪發(fā)電機內部加裝導軌，配合步進電機作為位置驅動，實現(xiàn)對發(fā)電機全部定子線棒的端 部溫度實現(xiàn)實時監(jiān)測和溫度比較，本實用新型還可擴大應用于電力系統(tǒng)中高電壓帶電設 備的溫度監(jiān)測，以及其他常規(guī)空冷或水內冷水輪發(fā)電機組定、轉子的帶電溫度量測等。本實用新型將紅外測溫裝置與溫度巡檢和遠程傳輸技術相結合，創(chuàng)新性的應用于發(fā) 電機組的帶電測溫。本實用新型水輪發(fā)電機定子繞組的多點紅外測溫傳輸裝置，包括發(fā)電機定子繞組、 上集汽環(huán)管，支撐鋼架，卡套接頭，紅外測溫儀，軌道系統(tǒng)，步進電機，軌道車和地面 接收系統(tǒng)。發(fā)電機定子繞組上端部通過上絕緣引管與上集汽環(huán)管相連接，上集汽環(huán)管通 過卡套接頭與支撐鋼架連接。支撐鋼架與軌道系統(tǒng)相連接，軌道系統(tǒng)與上集汽環(huán)管同心， 位于上集汽環(huán)管的內側下方，支撐鋼架將軌道系統(tǒng)通過卡套結構固定在上集汽環(huán)管上。 紅外測溫儀固定在軌道車上，軌道車由步進電機驅動在軌道上運動，軌道車運動步長由 發(fā)電機定子的槽距確定，紅外測溫儀的紅外射線聚焦鏡頭對準電機定子繞組線棒上端部 側點。軌道系統(tǒng)可以是沿發(fā)電機定子圓周的整圓結構，也可以是由N個分瓣弧形結構 拼裝而成。參與測量的測溫儀可以是一臺也可以是多臺，用于固定測溫儀的軌道車可以 是沿整圓軌道單向運動，或是通過控制外接電源的接線方式實現(xiàn)步進電機正反轉，從而 使軌道車沿分瓣弧型軌道做往復運動。本實用新型的水輪發(fā)電機定子繞組的多點紅外測溫傳輸裝置，與現(xiàn)有大型機組測溫技 術相比，具有下列顯著的特點和效果(1) 溫度測量點可多可少，自由靈活。(2) 本裝置采用了無接觸帶電測溫技術，使測量系統(tǒng)的安裝和維護檢修量大大減小，并 且提高了安全可靠性。(3) 本裝置將紅外測溫裝置與溫度巡檢和遠程傳輸技術相結合，創(chuàng)新性的應用于發(fā)電機 組的帶電測溫，簡化了數(shù)百甚至上千點測溫系統(tǒng)所需的龐大布線系統(tǒng)，提高了操作便利 性。


圖1為水輪發(fā)電機定子繞組的多點紅外測溫傳輸裝置； 圖2為紅外測溫系統(tǒng)軌道部分的工作過程流程圖； 圖3為紅外測溫系統(tǒng)地面接受部分的工作過程流程圖；圖1中，IO是發(fā)電機定子繞組，20是上絕緣引管，30是上集汽環(huán)管，40是卡套接頭，50是支撐鋼架，60是軌道系統(tǒng)，70是軌道車，80是紅外測溫儀。
具體實施方式
發(fā)電機定子繞組10作為目標測量對象，其上端部通過上絕緣引管20與上集汽環(huán)管30相 連接，上集汽環(huán)管30通過卡套接頭40與支撐鋼架50連接。支撐鋼架50與軌道系統(tǒng)60相連 接，用于固定軌道系統(tǒng).60。軌道系統(tǒng)60與軌道車70接觸，軌道車70上固定放置紅外測溫 儀80。軌道系統(tǒng)60與上集汽環(huán)管30同心，位于上集汽環(huán)管30的內側下方，軌道車70由 步進電機驅動在軌道系統(tǒng)60上按照一定的步長運動，安放在軌道車上的紅外測溫儀80其紅 外射線聚焦鏡頭對準發(fā)電機定子繞組10的出液上端部，隨著紅外測溫儀80沿圓周的運動， 通過非接觸探測發(fā)電機定子繞組IO上端部的紅外能量(熱量)，并將其轉換為電信號， 進而在顯示器上生成熱圖像或溫度值。然后利用遠程信號傳輸技術將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛娼邮?系統(tǒng)，達到對所有發(fā)電機定子繞組10溫度檢測巡檢的目的。圖2是紅外測溫系統(tǒng)軌道部分的工作過程流程圖，紅外測溫系統(tǒng)軌道部分由四個功能模 塊構成，包括供電系統(tǒng)，紅外測溫儀，數(shù)據(jù)轉換和紅外發(fā)射，即將紅外測溫儀采集到的紅 外熱信號利用數(shù)據(jù)轉換裝置轉換成電信號，再利用紅外發(fā)射裝置將信號發(fā)送至地面接收系統(tǒng)。圖3是紅外測溫系統(tǒng)地面接收部分的工作過程流程圖，紅外測溫系統(tǒng)地面接收部分由三 個功能模塊構成，包括紅外接收，數(shù)據(jù)傳輸和報警輸出。主要用于接收軌道系統(tǒng)發(fā)出的信 號，并將信號進行現(xiàn)地和遠程的傳輸并實現(xiàn)故障報警功能。本實用新型的水輪發(fā)電機定子繞組的多點紅外測溫傳輸裝置可以實現(xiàn)發(fā)電機定子整圓的 無接觸帶電測溫，簡化了龐大的布線系統(tǒng)，提高了操作的便利性。本實用新型的水輪發(fā)電機定子繞組的多點紅外測溫傳輸裝置可擴大應用于電力系統(tǒng)中 髙電壓帶電設備的溫度監(jiān)測，以及其他常規(guī)空冷或水內冷水輪發(fā)電機組定、轉子的帶電溫 度量測等。
權利要求1、一種水輪發(fā)電機定子繞組的多點紅外測溫傳輸裝置，其特征在于，該傳輸裝置包括發(fā)電機定子繞組(10)、上集汽環(huán)管(30)，支撐鋼架(50)，卡套接頭(40)，紅外測溫儀(80)，軌道系統(tǒng)(60)，步進電機，軌道車(70)和地面接收系統(tǒng)；發(fā)電機定子繞組(10)上端部通過上絕緣引管(20)與上集汽環(huán)管(30)相連接，上集汽環(huán)管(30)通過卡套接頭(40)與支撐鋼架(50)連接；支撐鋼架(50)與軌道系統(tǒng)(60)相連接；軌道系統(tǒng)(60)與上集汽環(huán)管(30)同心，位于上集汽環(huán)管(30)的內側下方，軌道車(70)由步進電機驅動在軌道系統(tǒng)(60)上運動，安放在軌道車上的紅外測溫儀(80)的紅外射線聚焦鏡頭對準發(fā)電機定子繞組(10)的出液上端部。
2、 根據(jù)權利要求1所述的水輪發(fā)電機定子繞組的多點紅外測溫傳輸裝置，其特征是所 述的軌道車運動步長由發(fā)電機定子的槽距確定。
3、 根據(jù)權利要求1所述的水輪發(fā)電機定子繞組的多點紅外測溫傳輸裝置，其特征是所 述軌道系統(tǒng)是沿發(fā)電機定子圓周的整圓結構，或者是分瓣弧形結構。
專利摘要一種水輪發(fā)電機定子繞組的多點紅外測溫傳輸裝置，包括發(fā)電機定子繞組(10)、上集汽環(huán)管(30)，支撐鋼架(50)，卡套接頭(40)，紅外測溫儀(80)，軌道系統(tǒng)(60)，步進電機，軌道車(70)和地面接收系統(tǒng)；發(fā)電機定子繞組(10)上端部通過上絕緣引管(20)與上集汽環(huán)管(30)相連接，上集汽環(huán)管(30)通過卡套接頭(40)與支撐鋼架(50)連接；支撐鋼架(50)與軌道系統(tǒng)(60)相連接；軌道系統(tǒng)(60)與上集汽環(huán)管(30)同心，位于上集汽環(huán)管(30)的內側下方，軌道車(70)由步進電機驅動在軌道系統(tǒng)(60)上運動，安放在軌道車上的紅外測溫儀(80)的紅外射線聚焦鏡頭對準發(fā)電機定子繞組(10)的出液上端部。
文檔編號G01J5/00GK201322650SQ20082012298
公開日2009年10月7日 申請日期2008年10月24日 優(yōu)先權日2008年10月24日
發(fā)明者田新東, 袁佳毅, 錢光岳, 琳 阮, 顧國彪 申請人:中國科學院電工研究所