滑环温度的红外在线监测.pdf

The oftheon-line of system monitoringslipring 。 滑环温度的红外在线监测 陈碧辉曾旭 摘要：以红外测温技术为基础，研究对大中型发电机组滑环温度的实 时监测系统的构建。简要分析了发电机滑环温度异常的原因，并介绍了测 温系统的总体结构． 。 关键词：滑环、红外测温 l、引言 发电机转动部件是发电机的核心设备之一，其可靠稳定的运行是电厂 安全生产的重要保证．转动部件最容易出现问题的就是滑环损伤，发电机 运行中滑环温度升高和冒火花是最常见的故障，如果不能及时发现，将可 能引起滑环环火，造成发电设备退出运行。 2、炭刷和滑环温升浅析 发电机运行过程中，滑环和碳刷之间存在相对位移和浮动摩擦。在并 联碳刷的电流分布平均的情况下，滑环表面形成一层均匀的氧化膜，碳刷 和滑环将保持在一个稳定的温度下运行，不会出现温度异常的情况。 由于长期运行或更换碳刷，压紧弹簧、碳刷和滑环物理性能将发生改 变，如电刷压紧弹簧刷压出现差异，碳刷导电性能降低，集电环光洁度下 降，这些都有可能让并联碳刷和滑环的接触电阻不一致，使滑环上不能形 成良好的氧化膜，造成了电流分配不均：从而引起滑环和碳刷的温度异常 上升，严重时将出现环火，使滑环和碳刷装置受损。另一方面，机组振动 和摆度对碳刷和滑环的接触电阻也有影响，转子不平衡，机组振动摆度大 时，接触电阻也会变化，这都有可能引起碳刷电流不均匀，导致碳刷和滑 环温度的异常升高． 近一个时期的安全通报，出现数起碳刷和转子滑环故障引起的停机事 故，给企业造成了巨大的损失。因此j应对滑环的温度采取必要的监测方 式。目前，我们对碳刷和滑环的监测主要靠运行人员的巡视检查，这种方 式不能及时的在故障初期发现设备异常．由于被测点是转动带电部位，常 -99． 规的测温方法难以使用，如-果对转动部件的温度采用红外非接触式温度监 、 。 测，可以控制故障恶化和避免重大事故发生，提高设备安全运行的可靠性． 3、滑环温度在线监测系统 滑环温度在线监测系统，采用红外测温探头作为传感器元件，非接触 测量滑环温度，采用485总线通信，通过数据处理和数据将温度在上位机 或现地显示出来，总体结构如图1． 在每台机组集电环处，装设4个红外测温探头，分别安装在发电机转 子正、负级滑环的+X和．X方向，由它测量滑环的表面温度，再通过RS485 总线将温度数据传送到PC机，通过计算机可以在远方实时监测滑环温度， 温度超限的时候报警。 4、系统的实现 4．I红外测温探头软硬件的实现： 采用IRT／型的红外测温仪作为测温元件进行温度测量，经过单片机．c AVR自带的1Am．．转换器。将4—20毫安的模拟量信号转变为数字信号，单 片机将该数字信号串行口输出，经过电平转换后由485总线将数据上送到 数据采集单元．探头的硬件结构和软件流程设计见图2和图3． ·90· 图2 图3 4．2数据采集单元硬件和软件构成； l 选用Interl6位单片机80C96KC作为控制芯片‘，外扩了32kB的RAM 及l28kB的FLASH，分别用于数据寄存，程序存储和历史数据记录，选用 1 时钟芯片DS2C887记录系统的时间，采用液晶显示温度数据和操作界面， 片机的串口，可以采用一片PLD芯片GAL20V8控制两个485芯片。