一种基于集散控制的励磁所用氧化锌在线监测系统和方法与流程

本发明属于集散控制，具体属于一种基于集散控制的励磁所用氧化锌在线监测系统和方法。

背景技术：

1、集散控制(dcs，即distributed control system，直译为分散控制系统)。集散控制系统以多台微处理机分散应用于过程控制，通过通信网络、crt显示器、键盘、打印机等设备又实现高度集中的操作、显示和报警管理，这种实现集中管理、分散控制的新型控制装置。

2、氧化锌是一种非线性电阻，具有良好的非线性伏安特性，在发电机励磁系统中常常用作灭磁电阻和转子过电压保护。

3、氧化锌在正常的工作电压下，会有非常小泄露电流流过。当有过电压作用时，电阻会急剧下降，泄放过电压的能量，达到保护的效果。氧化锌与发电机转子并联，在事故跳闸中，可以让转子的励磁电压快速降低为零；在过电压时，可以让转子免受异常过电压的冲击，从而保障发电机的安全供电。因此，氧化锌的正常工作对电力设备乃至整个电力系统起着十分重要的作用。

4、氧化锌长时间运行会发热老化，甚至出现热击穿。环境中的水汽也会进入氧化锌内部而使阀片受潮，进而使氧化锌的泄露电流增大。氧化锌受上述因素影响，随着时间的推移导致绝缘性能降低时，与之并联的发电机转子将失去保护。因此，在氧化锌运行过程中对其进行实时的状态监测具有非常重要的意义。

5、无论是在现场进行测试，还是通过在线监测，往往都是通过测试氧化锌的压敏电压和泄漏电流，来判别氧化锌的性能是否老化失效。在发电机励磁系统现场，每年检修期间测试一次励磁系统灭磁与转子过电压所用氧化锌的基本特性与特征参数。测试过程中，需要断开氧化锌与外部的接线及保险，使用压敏电阻测试仪等设备逐一测试氧化锌的压敏电压和泄漏电流。

6、然而现有技术中需要测试人员到现场才能开展氧化锌测试；并且需要使用压敏电阻测试仪等设备才能进行氧化锌测试；氧化锌测试过程需要拆除与恢复外部的接线及保险；需要人工计算与比对数据才能判别氧化锌是否失效；需要等待检修周期无法及时判别氧化锌是否失效；

7、综上所述，现有技术中的氧化锌测试存在人工操作多，测试时间长，测试；流程复杂，测试结果不准确的问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于集散控制的励磁所用氧化锌在线监测系统和方法，用于解决背景技术中的问题，可以快速与高效判别氧化锌是否老化失效，提高励磁系统运行安全系数，从而提高发电机运行安全以及电网稳定运行系数。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于集散控制的励磁所用氧化锌在线监测系统，包括信号采集模块、在线监测模块和结果输出模块；

4、所述信号采集模块并联在励磁系统灭磁与转子过电压所用氧化锌上，用于采集氧化锌的数据；

5、所述在线监测模块并联在励磁系统灭磁与转子过电压所用氧化锌上，通过对氧化锌释放电能进行性能测试，并获取测试结果；

6、所述信号采集模块和在线监测模块的输出端连接结果输出模块，所述结果输出模块将在线监测模块的氧化锌监测数据送到集散控制系统，再接收集散控制系统反馈回来的判断结果，显示氧化锌是否正常运行。

7、优选的，当氧化锌的压敏电压变化率大于10％时，视为老化失效；当氧化锌的泄漏电流大于100μa，视为老化失效。

8、优选的，当失效氧化锌的总数大于整体数量的20％时，提醒更换整组氧化锌。

9、优选的，所述集散控制系统通过原始数据和现测数据的比较计算得出结果，并把结果反馈到结果输出模块，结果输出模块接收集散控制系统反馈回来的判断结果，将结果展现在显示屏上。

10、优选的，当氧化锌的测试结果都正常时，不显示每一个氧化锌的压敏电压和泄漏电流；

11、当氧化锌的测试结果为失效时，显示失效氧化锌的具体编号，以及对应的压敏电压和泄漏电流初始数据和现测数据。

12、优选的，所述在线监测模块为电感，电感用于储存电能，通过开关量进行控制电感电能的释放，从而进行测试氧化锌的压敏电压和泄漏电流。

13、优选的，所述信号采集模块采用同步采样adc芯片ad7607bstz。

14、优选的，所述氧化锌并联在转子正负母线。

15、一种基于集散控制的励磁所用氧化锌在线监测方法，包括以下过程，

16、信号采集模块采集氧化锌的数据，将每台机组的每个氧化锌进行编号，并将编号录入进线监测系统；将对应氧化锌的出厂初始数据录入系统；

17、在线监测模块对氧化锌释放电能进行性能测试，并获取测试结果；

18、按照编号对应对比每个氧化锌的出厂初始数据和测试结果，判断氧化锌性能是否失效，并将判断结果通过结果输出模块进行输出。

19、优选的，氧化锌的出厂初始数据包括压敏电压和泄漏电流。

20、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

21、本发明提供一种基于集散控制的励磁所用氧化锌在线监测系统，通过在线采集与分析氧化锌压敏电压与泄漏电流数值，从而可以快速与高效判别氧化锌是否老化失效。本发明的监测系统不需要到现场就可以开展氧化锌测试，节约测试的人工与时间成本；并且不需要使用压敏电阻测试仪等设备就能进行氧化锌测试，节约测试的设备成本；在氧化锌测试过程不需要拆除与恢复外部的接线及保险，节约测试的人工与时间成本；不需要人工计算与比对数据就能判别氧化锌是否失效，节约测试的人工与时间成本；不需要等待检修周期也可以及时判别氧化锌是否失效，节约测试的时间成本；本发明提高励磁系统运行安全系数，从而提高发电机运行安全以及电网稳定运行系数的在线监测方法。

技术特征：

1.一种基于集散控制的励磁所用氧化锌在线监测系统，其特征在于，包括信号采集模块、在线监测模块和结果输出模块；

2.根据权利要求1所述的一种基于集散控制的励磁所用氧化锌在线监测系统，其特征在于，当氧化锌的压敏电压变化率大于10％时，视为老化失效；当氧化锌的泄漏电流大于100μa，视为老化失效。

3.根据权利要求1所述的一种基于集散控制的励磁所用氧化锌在线监测系统，其特征在于，当失效氧化锌的总数大于整体数量的20％时，提醒更换整组氧化锌。

4.根据权利要求1所述的一种基于集散控制的励磁所用氧化锌在线监测系统，其特征在于，所述集散控制系统通过原始数据和现测数据的比较计算得出结果，并把结果反馈到结果输出模块，结果输出模块接收集散控制系统反馈回来的判断结果，将结果展现在显示屏上。

5.根据权利要求1所述的一种基于集散控制的励磁所用氧化锌在线监测系统，其特征在于，当氧化锌的测试结果都正常时，不显示每一个氧化锌的压敏电压和泄漏电流；

6.根据权利要求1所述的一种基于集散控制的励磁所用氧化锌在线监测系统，其特征在于，所述在线监测模块为电感，电感用于储存电能，通过开关量进行控制电感电能的释放，从而进行测试氧化锌的压敏电压和泄漏电流。

7.根据权利要求1所述的一种基于集散控制的励磁所用氧化锌在线监测系统，其特征在于，所述信号采集模块采用同步采样adc芯片ad7607bstz。

8.根据权利要求1所述的一种基于集散控制的励磁所用氧化锌在线监测系统，其特征在于，所述氧化锌并联在转子正负母线。

9.一种基于集散控制的励磁所用氧化锌在线监测方法，其特征在于，包括以下过程，

10.根据权利要求9所述的一种基于集散控制的励磁所用氧化锌在线监测方法，其特征在于，氧化锌的出厂初始数据包括压敏电压和泄漏电流。

技术总结本发明公开了一种基于集散控制的励磁所用氧化锌在线监测系统和方法，包括信号采集模块、在线监测模块和结果输出模块；信号采集模块并联在励磁系统灭磁与转子过电压所用氧化锌上，用于采集氧化锌的数据；在线监测模块并联在励磁系统灭磁与转子过电压所用氧化锌上，通过对氧化锌释放电能进行性能测试，并获取测试结果；信号采集模块和在线监测模块的输出端连接结果输出模块，结果输出模块将在线监测模块的氧化锌监测数据送到集散控制系统，再接收集散控制系统反馈回来的判断结果，显示氧化锌是否正常运行。可以快速与高效判别氧化锌是否老化失效，提高励磁系统运行安全系数，从而提高发电机运行安全以及电网稳定运行系数。技术研发人员：刘华林受保护的技术使用者：大唐水电科学技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25