Устройство диагностики искрения щеточно-контактного аппарата турбогенератора

Устройство диагностики искрения щеточно-контактного аппарата турбогенератора для использования, например, в системах противоаварийной автоматики на электростанции включает четыре резонансные замкнутые антенны, антенный коммутатор, лестничный кварцевый фильтр, усилитель высокой частоты с дифференциальным входом, линейный детектор, блок управления, блок питания, стрелочный индикатор, усилитель постоянного тока, компаратор, блок световой и звуковой сигнализации. Устройство позволяет непрерывно и бесконтактно контролировать процесс искрения щеточно-контактного аппарата турбогенератора и сигнализировать о превышении установленных пороговых значений.

Заявленное техническое решение относится к области электротехники и предназначено для диагностики искрения щеточно-контактного аппарата турбогенератора с целью его безаварийной эксплуатации.

Из предшествующего уровня техники известно устройство для диагностики работы щеточно-контактного аппарата электрической машины, содержащее антенну, последовательно соединенные усилитель переменного тока, детектор, преобразователь сигнала и реле включения индикаторного элемента, отличающееся тем, что в него введены два буферных каскада с высоким входным сопротивлением и дифференциальный усилитель, выходом соединенный с входом усилителя переменного тока, а антенна выполнена сдвоенной в виде двух антенн, размещенных вблизи щеточно-контактного аппарата и подключенных через первый и второй буферные каскады с высоким входным сопротивлением к соответствующим входам дифференциального усилителя. RU 2071076 C1, G01R 31/34, Н02К 13/00, 27.12.1996.

Задача, на решение которой направлено данное техническое решение, заключается в расширении арсенала технических средств в данной области, повышении надежности работы турбогенератора.

Данная задача решается за счет того, что устройство диагностики искрения щеточно-контактного аппарата турбогенератора включает четыре резонансные замкнутые антенны, антенный коммутатор, лестничный кварцевый фильтр, усилитель высокой частоты с дифференциальным входом, линейный детектор, блок управления, блок питания, стрелочный индикатор, усилитель постоянного тока, компаратор, блок световой и звуковой сигнализации, причем резонансные замкнутые антенны соединены при помощи коаксиального кабеля с антенным коммутатором, установлены под кожухом щеточно-контактного аппарата и не имеют с ним гальванической связи, а антенный коммутатор, блок управления, усилитель высокой частоты с дифференциальным входом, линейный детектор, усилитель постоянного тока, компаратор имеют элементы температурной стабилизации режимов.

Техническим результатом, обеспечиваемым данной совокупностью признаков, является повышение эффективности противоаварийной защиты турбогенератора путем диагностики искрения щеточно-контактного аппарата турбогенератора.

Устройство поясняется фиг., на которой изображена функциональная схема заявленного устройства. Устройство включает: четыре резонансные замкнутые антенны ант.1 - ант.4; антенный коммутатор 1; лестничный кварцевый фильтр 2; усилитель высокой частоты с дифференциальным входом 3; линейный детектор 4; блок управления 5; блок питания 6; стрелочный индикатор 7; усилитель постоянного тока 8; блок световой и звуковой сигнализации 9; компаратор 10.

Заявленное устройство предназначено для постоянного контроля искрения под щетками и работает следующим образом.

Основным показателем качества работы системы токосъема турбогенератора является интенсивность искрения под щетками. Допустимый уровень искрения выбирается по согласованию с эксплуатационным персоналом и может быть выбран таким образом, что сигнал о пороговом значении степени искрения может быть выбран соответствующим степени искрения 1¼, 1½, 2 или 3 (ГОСТ 183-74).

Устройство имеет первичные преобразователи в виде четырех изолированных резонансных замкнутых антенн (см., например, Бунин С.Г., Яйленко Л.П. Справочник радиолюбителя - коротковолновика. Киев. Технiка. 1984. С.225-237) ант.1 - ант.4, закрепленных под кожухом щеточно-контактного аппарата и не имеющих с ним гальванической связи. Антенны имеют близкие электрические параметры и соединены при помощи коаксиальных кабелей с антенным коммутатором 1. Антенный коммутатор (см. например, Ленк Дж. Электронные схемы. М. Мир. 1985. С.172-192) осуществляет поочередное круговое подключение к измерительному тракту всех четырех антенн. Лестничный кварцевый фильтр 2 (см., например, Малов В.В. Пьезорезонансные датчики. М. Энергоатомиздат. 1989. С.81-89), на который поступает сигнал от антенного коммутатора, служит для пропускания высокочастотного сигнала в строго определенном диапазоне частот. Применение фильтра позволяет заметно ослабить высокочастотные помехи, вызванные процессами токопередачи в щеточно-контактном аппарате, работой производственных механизмов и системы тиристорного возбуждения. Усилитель высокой частоты с дифференциальным входом 3 (см., например, Бунин С.Г., Яйленко Л.П. Справочник радиолюбителя - коротковолновика. Киев. Технiка. 1984. С.27-30) необходим для усиления полезного (несущего информацию об уровне искрения) сигнала до уровня достаточного для работы линейного детектора 4 (см., например. Горошков Б.И. Элементы радиоэлектронных устройств. М. Радио и связь. 1988. С.96-98) на линейном участке. Усилитель постоянного тока 8 (см., например, Гершунский Б.С. Справочник по расчету электронных схем. Киев. Вища школа. 1983. С.90-98, 148-150) усиливает продетектированный сигнал. Стрелочный индикатор 7 (см., например, Кушнир Ф.В. Электрорадиоизмерения. 1983. С.53-61) позволяет визуально контролировать тенденцию изменения уровня искрения в щеточно-контактном аппарате. Компаратор 10 (см., например, Коломбет Е.А. Микроэлектронные средства обработки аналоговых сигналов. М. Радио и связь. 1991. С.159-173) необходим для сравнения электрического сигнала, поступающего с усилителя постоянного тока, с пороговым уровнем. При превышении этого уровня срабатывает блок световой и звуковой сигнализации 9 (см., например, Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры. М. Высшая школа. 1989. С.250-256). Блок управления 5 (см., например, Схемотехника ЭВМ / Под ред. Соловьева Г.Н. М., Высшая школа. 1985. С.361-376) может работать в автоматическом и ручном режимах. В автоматическом режиме антенный коммутатор 1 поочередно подключает антенны к кварцевому фильтру 2. При превышении уровня сигнала на одной из антенн сверх допустимого происходит переключение компаратора 10 и сигнал с него поступает как на блок индикации 9, так и на блок управления 5. В дальнейшем происходит отслеживание сигнала именно с этой антенны. В ручном режиме работы возможно подключение к измерительному тракту любой из антенн в произвольной очередности. Для исключения ложных срабатываний крмпаратора 10 в момент переключения антенн сигнал с блока управления 5 одновременно подается на усилитель постоянного тока 3, что приводит к уменьшению его коэффициента усиления. Блок питания 6 (см., например, Гершунский Б.С. Справочник по расчету электронных схем. Киев. Вища школа. 1983. С.7-75) предназначен для снабжения узлов схемы электрической энергией путем преобразования сетевого напряжения до требуемых значений.

Антенный коммутатор, блок управления, усилитель высокой частоты с дифференциальным входом, линейный детектор, усилитель постоянного тока, компаратор имеют элементы температурной стабилизации режимов, что уменьшает изменение (уход) параметров при изменении температуры.

Устройство диагностики искрения щеточно-контактного аппарата турбогенератора, характеризующееся тем, что оно включает четыре резонансные замкнутые антенны, антенный коммутатор, лестничный кварцевый фильтр, усилитель высокой частоты с дифференциальным входом, линейный детектор, блок управления, блок питания, стрелочный индикатор, усилитель постоянного тока, компаратор, блок световой и звуковой сигнализации, причем резонансные замкнутые антенны соединены при помощи коаксиального кабеля с антенным коммутатором, установлены под кожухом щеточно-контактного аппарата турбогенератора и не имеют с ним гальванической связи, а антенный коммутатор, блок управления, усилитель высокой частоты, линейный детектор, усилитель постоянного тока, компаратор имеют элементы температурной стабилизации режимов.