电气测试技术作业.pptx

发电厂的电气监测发电厂的电气监测 109217401班 黎星秀、何瑞、陈宇、魏巍巍电气测试技术作业引 言水力发电厂的电气监测火力发电厂的电气监测引言：引言：传感器种类很多，分类标准不一样，叫法也不一样，常见的有电阻传感器、电感式传感器、电容式传感器、温度传感器、压电式传感器、霍尔传感器、热电偶传感器、光电传感器等。在发电厂应用的传感器主要有电流传感器、电压传感器、光电传感器、压力传感器、液位传感器、温度传感器、流量传感器等，主要用来检测位置、直线位移、压力、温度、流量等。水力发电厂的电气监测水力发电厂的电气监测温度的检测压力的检测速度的检测流量的检测油混水的检测发电机摆度和振动的检测位移的检测1 1、温度的检测、温度的检测l温度传感器是一种将温度高低转变成电阻值小或其他电信号的装置。常见的有以铂、铜为主的热电阻传感器、以半导体材料为主的热敏电阻传感器和热电偶传感器等。l PT100铂热电阻在水电厂得到了广泛的应用温度传感器不仅用来检测水轮发电机组的上导、推力、下导、水导轴承的温度以及四部导轴承油槽中的油温，还主要测量发电机定子和转子的温度以及用来冷却它们的空气冷却器中水的温度。在实际的工作中，由于水轮发电机组的四部导轴承环境恶劣，经常出现铂电阻导线断裂的情况，因此需要对铂电阻的根部导线进行特殊的防护，以防止发电机组在转动过程中，油槽中的杂质对其进行不断的冲击。此外，盘柜的安装位置与传感器位置有相当的距离，为防止导线引起测量误差需要采用三线制接法。1 1、温度的检测、温度的检测1 1、温度的检测、温度的检测热电阻原理图：2 2、压力的检测、压力的检测压力传感器是一种将压力信号转变成电信号的传感器。根据工作原理，可分为压电式传感器、压阻式传感器和电容式传感器。它是检测气体、液体、固体等所有物质间作用力能量的总称，也包括测量高于大气压的压力计以及测量低于大气压的真空计。电容式压力传感器的电容量是由电极面积和2个电极间的距离决定，因灵敏度高、温度稳定性好、压力量程大等特点近来得到了迅速发展。在 水 电厂中，压力传感器主要用来检测压力气罐和压力油罐的压力以及集水井中用来检测水位的压力。此时，压力传感器将压力信号转换成4-20mA的电信号，用以计算出相应的压力信号或是水位信号。平板电容器如图所示：2 2、压力的检测、压力的检测3 3、速度的检测、速度的检测当圆光栅与工作轴一起转动时，光线透过两个光栅的线纹部分，形成明暗相间的条纹。光电元件接受这些明暗相间的光信号，并转换为交替变换的电信号。该电信号为两组近似于正弦波的电流信号A和B，如图(a)所示。A和B信号相位相差90，经放大和整形变成方形波。通过两个光栅的信号，还有一个“每转脉冲”，称为Z相脉冲，该脉冲也是通过上述处理得来的。Z脉冲用来产生机床的基准点。后来的脉冲被送到计数器，根据脉冲的数目和频率可测出工作轴的转角及转速。其分辨率取决于圆光栅的圈数和测量线路的细分倍数。脉冲传感器原理图：4 4、油混水的检测、油混水的检测l油混水传感器是一种用于测定油混水或油积水的电容式传感器。用于检测水轮发电机组自动化控制油系统中混入回油箱或漏油箱内水的含量，还可广泛作为油箱中油混水或油积水的检测。l油混水传感器置入被测介质中，当油中混入水后，介质值发生变化，传感器输出相应电信号。传感器送出的信号进行处理后，油中0-100含水率转化成相对应4-20mA输出。油混水传感器安装在小浪底水电厂上导、推力、下导、水导轴承四部导轴承的油槽中用以检测油槽中水的含量，防止出现水淹水导或是油槽中用来冷却油的水管发生破裂。但在实际的应用中，油混水的精度需要进一部提高，误报警时有发生。电容式液位传感器 原理图：4 4、油混水的检测、油混水的检测5 5、发电机摆度和振动的检测、发电机摆度和振动的检测l电涡流传感器用来检测水轮发电机组上导、下导、水导、大轴的摆度，它实际上是一种位移传感器，依靠探头线圈产生的高频电磁场在被测表面感应出电涡流和由此引起的线圈阻抗的变化来反映探头与被测表面的距离。l检测水轮发电机组的上机架、下机架、定子铁芯、定子机座以及顶盖和尾水管振动的传感器是一种速度传感器。常用的速度为具有弹簧-质量系统的磁电式传感器，它测量是被测物相对于地面的绝对运动。l振动和摆度的测量在小浪底水电厂中得到充分的应用，测量摆度有被测物X方向和Y方向，测量振动有被测物轴向和径向振动。通过采集水轮发电机组摆度和振动的数据可以检测顶盖和尾水管中的压力脉动、机组转动部分的机械不平衡度以及转子中心与机组中心是否偏移而引起电磁力不平衡等，从而机组在转动过程中的健康状态通过振动和摆度的测量得到充分的体现。高频反射式涡流传感器工作原理:涡流的发生 6 6、位移的检测、位移的检测l小浪底筒阀位移的测量采用了磁致位移传感器。由于筒阀安装环境恶劣、同时要求较高的精度，因此采用磁致位移传感器。磁致位移传感器在工作时，由电子仓内电子电路产生一起始脉冲，此起始脉冲在波导丝中传输，同时产生一沿波导丝方向前进的旋转磁场，当这个磁场与磁环或浮球中的永久磁场相遇时，产生磁致伸缩效应，使波导丝发生扭动，这一扭动被安装在电子仓内的拾能。l机构所感知并转换成相应的电流脉冲，通过电子电路计算出两个脉冲之间的时间差，即可精确测出被测的位移和液位。l磁致位移传感器的输出信号是一个真正的绝对位置6 6、位移的检测、位移的检测输出，而不是比例的或需要再放大处理的信号，所以不存在信号漂移或变值的情况，因此不必像其它液位传感器一样需要定期重标和维护。但磁致位移传感器需要一定的硬件和软件支持。磁致位移传感器原理图火力发电厂的电气监测火力发电厂的电气监测物位的测量位移的测量温度的测量1 1、物位的检测、物位的检测物位测量传感器的分类及其原理物位测量传感器可分两大类：测量物位连续变化的传感器：测量以状态为目标的开关式传感器（物 位开关）连续式测量传感器主要用于连续控制的料仓、灰库等方面，也可用于多点报警系统；开关式物位测量传感器主要用于顺序控制的限位等。下面主要介绍三种连续式物位测量传感器的基本原理 1.1雷达测量原理 雷达测量应用“发射反射接收”测量原理。雷达传感器的天线以波束的形式发射最小5.8GHZ的雷达信号，反射回来的回波信号仍由天线接收；雷达脉冲信号从发射到接收的运行时间与测量传感器到介质表面的距离以及物位成比例。1 1、物位的检测、物位的检测雷达物位测量原理图 1.2相位跟踪测量原理相位跟踪原理利用高频传输线作为探头。探头由两根平行导线组成，垂直悬挂在贮罐内。(见图2)电子部件沿测量传感器发送一个高频正弦波，这一正弦波产生一个电磁场。电磁场同时绕两根导线移动。1 1、物位的检测、物位的检测这一信号以一个恒定的速度向料面移动到达料面处，该信号被反射并以相同的速度往回移动。该信号之所以会从料面反射回来，是因为测量传感器的阻抗在空气与物料的介面处发生了突变。因为电磁场延伸到测量传感器两根导线的外部，所以探头的阻抗取决于周围介质的介电常数。1 1、物位的检测、物位的检测 1.3 超声波测量原理 它是一种非接触式的物位测量传感器,其原理是工作时向液面或粉体表面发射一束超声波，被其反射后，测量传感器再接收此反射波。超声波发生器是利用压电晶体的电致伸缩效应，在电极上施加频率高于20kHz的交流电压，压电晶体就会产生超声机械振动，从而发出超声波，如图所示。1 1、物位的检测、物位的检测超声波发生器原理图超声波接收器原理图超声波接收器是利用压电晶体的压电效应原理工作的，其原理图如上图所示。在压电晶体的电轴或机械轴的两端面施加某一频率的超声波，则在压电晶体的电轴的两个端面出现频率与外加超声波频率相同的交变电荷，交变电荷的幅值与所施加的超声波强度成正比。通过测量电路将交变的电荷转化为电压或电流输出。1 1、物位的检测、物位的检测2 2、位移的检测、位移的检测电涡流式检测保护装置用于监视汽轮机转子的轴向位移、转子和汽缸的相对膨胀量、主轴偏心度、转速、轴振动和轴瓦振动等。它是利用高频电磁场与被测导体间的涡流效应原理制成的，由探头、前置器、监视器和稳压电源等组成，如图1所示为电涡流式轴向位移测量装置的组成示意。探头通过支架固定在汽轮机组上，其端头绕有平面检测线圈。电涡流传感器测量汽轮机转子的轴向位移电涡流传感器测量汽轮机转子的轴向位移 当转子位移时，转子凸缘与探头间的距离d发生变化。对于指定的传感器探头，线圈电感L仅与被测距离d有关。通过测量等效电感L的变化量即可测量位移。电涡流式轴向位移测量装置的组成示意2 2、位移的检测、位移的检测3 3、温度的检测、温度的检测温度检测的原理：热电偶测温的基本原理是两种不同材质导体组成闭合回路,当两端存在不同温度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在热电势，这就是所谓的塞贝克效应。热电偶直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与仪表连接，显示热电偶所产生的热电势。特点：热电偶传感器是目前接触式测温中应用最广的热电式传感器，具有结构简单，制作方便，测温范围宽等特点。3 3、温度的检测、温度的检测