水轮发电机ZDL-P可编程轴电流监测装置PLC配置

水轮发电机ZDL-P可编程轴电流监测装置PLC配置

ZDL-P可编程轴电流监测装置采用德国SIEMENS公司PLC为核心控制部件构成控制器，采用空心环形互感器为轴电流传感器，监测水轮发电机组大轴产生的轴电流变化。PLC实时监测轴电流传感器的变化值，该数值与大轴电流呈线性变化关系，经滤波、数值变换处理后，确认轴电流超过整定值后，PLC控制器输出二级报警信号。控制器采用液晶作为显示单元，参数整定、实时显示清晰直观。同时，PLC控制器可输出与轴电流（0~5A）对应标准的4~20mA模拟量信号，满足计算机监控系统测量要求。

ZDL-P可编程轴电流监测装置特点

■ 以进口高性能PLC为核心控制部件，具有良好的可靠性；

■ PLC可对数值进行智能化处理，2级报警接点输出，报警接点整定值可在量程范围内任意整定，报警接点可分别整定延时时间，使用灵活方便；

■ 轴电流传感器采用分半环型结构，易于安装；

■ 采用背光液晶显示器作为人机界面，轴电流参数值及装置状态清晰直观；

■ 测量范围：0~5A   过流能力： 10A

■ 测量精度：＜1%

■ 数显方式：液晶显示

■ 输出信号：继电器接点输出3组（SPDT）

■接点容量：10A/AC230V  5A/DC30V  （阻性负载）

■ 延时时间：   0.5S~5S（独立设定）

■ 模拟量输出：4~20mA  负载阻抗：500Ω

■ 工作环境：  温度0～50℃湿度＜95%

■电源： AC86~265V或DC110~340V

水轮发电机轴电流的作用

水轮发电机轴电流互感器在电力系统中起着至关重要的作用。以下是其主要功能的详细解析：

1. 监测与保护：轴电流互感器能够实时监测发电机轴电流的变化。一旦检测到异常电流，如过载或短路等情况，它可以迅速触发保护装置，切断电源，从而防止设备损坏和事故发生。

2. 提高效率：通过对轴电流的精确测量，可以优化发电机的运行状态，提高其效率。这有助于降低能源消耗和减少排放，实现更加环保和高效的电力生产。

3. 故障诊断：轴电流互感器提供的数据可以用于故障诊断和分析。通过对历史数据的分析，可以及时发现潜在的问题，并采取相应的措施进行维修和保养，从而延长发电机的使用寿命。

总之，水轮发电机轴电流互感器的安装位置和功能对于确保电力系统的安全、稳定和高效运行具有重要意义。在选择安装位置时，应根据实际情况进行综合评估；同时，要充分认识到轴电流互感器在电力系统中的关键作用，以确保水轮发电机组的正常运行。

尽管轴电势有效值不大，但在发电机内部各种交变的脉冲磁场的作用下，其峰值可能很高。对水轮发电机而言，由于转子大轴电阻很小，且一般轴承与大轴间只有不到1 mm 的油膜间隙，如轴领与大轴间绝缘破坏，轴电压将沿轴承和底板形成闭合回路产生轴电流。视瓦面油膜破坏情况，轻则使润滑油劣化进一步恶化轴瓦的运行环境，轴承震动增大，重则对轴瓦放电甚至击穿，对轴瓦造成电气侵蚀，灼伤瓦面和镜板。除了对瓦面和镜板造成潜在损坏外，如果轴电流足够大，还会磁化大轴。已知发生过的故障轴电流最大值可达数百安培。有案例[4]表明，某200 MW 汽轮发电机发生轴承油膜被轴电压击穿而受破坏，导致较大轴电流。经过近4个月的检修再次起动并列时，由于轴向剩磁太大，转轴成为单极直流发电机，感应电动势产生的轴电流很快使轴瓦冒烟，被迫再次停机进行严格退磁，才使剩磁降低。

通过轴CT 对通过大轴的交流电流的大小进行监测的方法是国内机组制造厂商普遍采用的一种方法。

ZDL-P可编程PLC轴电流监测装置能够通过轴CT 将发电机大轴上产生的轴电流检测出来，并根据不同的轴电流值发出相应的信号，从而有效地防止轴电流的破坏，保护轴承及轴领。同时，轴电流保护装置还可将测量值转换为电流或电压信号送监控记录。

轴电流保护装置由轴电流互感器和轴电流信号装置组成。其结构如图3 所示。轴电流监测装置主要监测轴电流中的基波分量与三次谐波分量。轴电流互感器在设计上一方面考虑安装拆卸方便性，设计成两瓣或者四瓣结构，另一方面考虑监测的灵敏性，铁芯采用特殊硅钢片卷绕，可以检测出1 A 以下的轴电流。