一种碳刷检测和预警状态设置的方法

摘要

本发明公开了一种碳刷检测和预警状态设置的方法，包括步骤：设置采集周期；在采集周期内测量碳刷温度；获取采集周期内温度最大值并判断是否持续大于门限值；获取采集周期内最大值与最小值之差并判断是否大于门限值；获取采集周期内温升值并判断是否大于门限值；系统根据预警状态值预警。本发明通过对碳刷进行在线安全分析与预警，提高电厂运行决策时效性和预警预控能力。

权利要求

1.一种碳刷检测和预警状态设置的方法，其特征在于，包括步骤：S1:采用红外热像仪采集碳刷的工作温度；

S2:设置温度门限值W1、温差门限值V2、温升门限值A3，设置温升记录单位时间值U3，设置温升次数门限值N3；设置延迟时间值T；

S3:控制红外热像仪进行温度测量，设测量周期为Tmeas，碳刷的转速为Vangle，红外热像仪视场角为θ1，红外热像仪到最近碳刷的距离为d，碳刷装置所形成的圆形的半径为R，红外热像仪的帧率为Nframe，则：

S4:当从红外热像仪采集到的碳刷的最高温度高于温度门限值W1时，启动定时器Timer1，定时器Timer1的值设置为T；

在定时器Timer1运行期间，如果最高温度低于温度门限值W1，则停止定时器Timer1；如果最高温度持续高于温度门限值W1，则在定时器Timer1到时时，设置当前预警状态值Status为第一预警状态值Level1，并开始记录红外热像仪采集到的碳刷的最高温和最低温的差值Vm；

S5:当预警状态值Status为第一预警值Level1时，如果最高温度的值低于温度门限值W1，则启动定时器Timer1，定时器Timer1的值设置为T；在定时器Timer1运行中，如果最高温度的值高于温度门限值W1，则停止定时器Timer1，如果最高温度的值持续低于温度门限值W1，则在定时器Timer1到时时，设置当前预警状态值为正常状态值normal；

当预警状态值Status为第一预警值Level1时，如果最高温和最低温的差值Vm高于温差门限值V2，则启动定时器Timer2，Timer2的值设置为T，在定时器Timer2运行期间，如果温差值Vm低于温差门限值V2，则停止定时器Timer2；在定时器Timer2运行期间，如果温差值持续高于温差门限值V2，且最高温值大于温度门限值W1，则在定时器Timer2到时时，设置当前预警状态值Status为第二预警值Level2；

当预警状态值Status为第二预警值Level2时，如果最高温度的值低于温度门限值W1，则启动定时器Timer1，定时器Timer1的值设置为T，如果在定时器Timer1运行中，最高温度的值高于温度门限值W1，则停止定时器Timer1，如果最高温度的值连续设定时间长度内低于温度门限值W1，则在定时器Timer1到时时，则设置当前预警状态值为正常状态值normal；

当预警状态值Status为第二预警值Level2时，如果温差值低于温差门限值V2，则启动定时器Timer2，定时器Timer2的值设置为T，如果在定时器Timer2运行中，温差值高于温差门限值V2，则停止定时器Timer2，如果温差值连续设定时间长度内低于温差门限值V2，则在定时器Timer2到时时，判断当前最高温度的值是否大于或等于温度门限值W1，若是则设置当前预警状态值为第一等级Level1，否则设置当前预警状态值为正常状态值normal；

当预警状态值Status为第二预警值Level2时，设置定时器Period3，Period3的值设置为U3，记录当前最高温度值Wx，同时启动定时器Period3，在定时器Period3到时时，记录此时的最高温度值Wy，计算当前单位时间的温升值As1＝Wy‑Wx，周期性的启动定时器Period3，每次到时时记录当前最高温度值，记录温升值序列，设为As2，As3……AsN，比较温升值AsN与温升门限值A3，如果连续超过门限值A3的数目大于或等于温升次数门限值N3，且最高温值大于W1，且温差值大于温差门限值V2，则设置当前预警状态值Status为第三预警值level3；

当预警状态值Status为第三预警值level3时，如果最高温度的值低于温度门限值W1，则启动定时器Timer1，定时器Timer1的值设置为T，如果在定时器Timer1运行中，最高温度的值高于温度门限值W1，则停止定时器Timer1，如果最高温度的值连续设定时间长度内低于温度门限值W1，则在定时器Timer1到时时，设置当前预警状态值为正常状态值normal；

当预警状态值Status为第三预警值level3时，如果温差值低于温差门限值V2，则启动定时器Timer2，定时器Timer2的值设置为T，如果在定时器Timer2运行中，温差值高于温差门限值V2，则停止定时器Timer2，如果温差值持续低于温差门限值V2，则在Timer2到时时，判断当前最高温度的值是否大于或等于温度门限值W1，若是则设置当前预警状态值为第一预警值Level1，否则设置当前预警状态值为正常状态值normal；

S6:当预警状态值Status为第三预警值level3时，如果温升值小于A3，且连续小于门限值A3的数目大于或等于N3，则判断温差值和最高温度的值：如果温差值大于或等于温差门限值V2，且最高温度的值大于或等于W1，则设置当前预警状态值为第二预警值Level2；如果温差值小于或等于温差门限值V2，且最高温度的值大于或等于温度门限值W1，则设置当前预警状态值为第一预警值Level1；

如果最高温度的值小于温度门限值W1，则设置当前预警状态值为正常状态值normal；

S7:系统根据预警状态值预警。

说明书

一种碳刷检测和预警状态设置的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及发电机的励磁碳刷安全检测的技术领域，尤其涉及一种碳刷检测和预警状态设置的方法。

背景技术

[0002] 发电机碳刷又称电机碳刷或者电机电刷，碳刷是用于电机的换向器或者滑环上作为导出导入电流的滑动接触体，并且是发电机上重要的组成部件。在发电机工作过程中，碳
刷始终与滑环进行摩擦，且在换向的瞬间还会产生电火花灼蚀，因此，电机碳刷是一种易损
件，从而需要对碳刷的状态(尤其是温度)进行监测，现有技术中，对于电机碳刷的监测采用
人工定期巡检的方式，这种方式一方面操作耗时长，在巡检过程中巡检工人存在安全风险，
另一方面，由于采用人工巡检的方式，碳刷在工作过程中的电流变化大，并且变化快，从而
造成采集的参数并不具有实际的参考意义，导致检测结果极为不准确。

[0003] 发电机碳刷的测温一般采用由人工使用测温设备定时巡检或采用点对点的红外线测温。人工巡检能全面的检测到整个碳刷系统的温度，但也存在如人员的疏忽大意等很
多客观因素，且无法24小时监控到碳刷的实时温度。红外线测温是针对点的测温，虽做到了
24小时测温，但点对点测温无法做到全方位的监测整个发电机碳刷系统的温度。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于针对上述问题，提供一种通过红外热像仪对碳刷进行安全检测及预警的方法，对碳刷进行在线安全分析与预警，提高电厂运行决策时效性和预警预控能
力。

[0005] 一种碳刷检测和预警状态设置的方法，包括步骤：

[0006] S1:采用红外热像仪采集碳刷的工作温度；

[0007] S2:设置温度门限值W1、温差门限值V2、温升门限值A3，设置温升记录单位时间值U3，设置温升次数门限值N3；设置延迟时间值T；

[0008] S3:控制红外热像仪进行温度测量，设测量周期为Tmeas，碳刷的转速为Vangle，红外热像仪视场角为θ1，红外热像仪到最近碳刷的距离为d，碳刷装置所形成的圆形的半径为
R，红外热像仪的帧率为Nframe，则：

[0009]

[0010] S4:当从红外热像仪采集到的碳刷的最高温度高于温度门限值W1时，启动定时器Timer1，定时器Timer1的值设置为T；在定时器Timer1运行期间，如果最高温度低于温度门
限值W1，则停止定时器Timer1；如果最高温度持续高于温度门限值W1，则在定时器Timer1到
时时，设置当前预警状态值Status为第一预警状态值Level1，并开始记录红外热像仪采集
到的碳刷的最高温和最低温的差值Vm；

[0011] S5:当预警状态值Status为第一预警值Level1时，如果最高温度的值低于温度门限值W1，则启动定时器Timer1，定时器Timer1的值设置为T；在定时器Timer1运行中，如果最
高温度的值高于温度门限值W1，则停止定时器Timer1，如果最高温度的值持续低于温度门
限值W1，则在定时器Timer1到时时，设置当前预警状态值为正常状态值normal；

[0012] 当预警状态值Status为第一预警值Level1时，如果最高温和最低温的差值Vm高于温差门限值V2，则启动定时器Timer2，Timer2的值设置为T，在定时器Timer2运行期间，如果
温差值Vm低于温差门限值V2，则停止定时器Timer2；在定时器Timer2运行期间，如果温差值
持续高于温差门限值V2，且最高温值大于温度门限值W1，则在定时器Timer2到时时，设置当
前预警状态值Status为第二预警值Level2；

[0013] 当预警状态值Status为第二预警值Level2时，如果最高温度的值低于温度门限值W1，则启动定时器Timer1，定时器Timer1的值设置为T，如果在定时器Timer1运行中，最高温
度的值高于温度门限值W1，则停止定时器Timer1，如果最高温度的值连续设定时间长度内
低于温度门限值W1，则在定时器Timer1到时时，则设置当前预警状态值为正常状态值
normal；

[0014] 当预警状态值Status为第二预警值Level2时，如果温差值低于温差门限值V2，则启动定时器Timer2，定时器Timer2的值设置为T，如果在定时器Timer2运行中，温差值高于
温差门限值V2，则停止定时器Timer2，如果温差值连续设定时间长度内低于温差门限值V2，
则在定时器Timer2到时时，判断当前最高温度的值是否大于或等于温度门限值W1，若是则
设置当前预警状态值为第一等级Level1，否则设置当前预警状态值为正常状态值normal；

[0015] 当预警状态值Status为第二预警值Level2时，设置定时器Period3，Period3的值设置为U3，记录当前最高温度值Wx，同时启动定时器Period3，在定时器Period3到时时，记
录此时的最高温度值Wy，计算当前单位时间的温升值As1＝Wy‑Wx，周期性的启动定时器
Period3，每次到时时记录当前最高温度值，记录温升值序列，设为As2，As3……AsN，比较温
升值AsN与温升门限值A3，如果连续超过门限值A3的数目大于或等于温升次数门限值N3，且
最高温值大于W1，且温差值大于温差门限值V2，则设置当前预警状态值Status为第三预警
值level3；

[0016] 当预警状态值Status为第三预警值level3时，如果最高温度的值低于温度门限值W1，则启动定时器Timer1，定时器Timer1的值设置为T，如果在定时器Timer1运行中，最高温
度的值高于温度门限值W1，则停止定时器Timer1，如果最高温度的值连续设定时间长度内
低于温度门限值W1，则在定时器Timer1到时时，设置当前预警状态值为正常状态值normal；

[0017] 当预警状态值Status为第三预警值level3时，如果温差值低于温差门限值V2，则启动定时器Timer2，定时器Timer2的值设置为T，如果在定时器Timer2运行中，温差值高于
温差门限值V2，则停止定时器Timer2，如果温差值持续低于温差门限值V2，则在Timer2到时
时，判断当前最高温度的值是否大于或等于温度门限值W1，若是则设置当前预警状态值为
第一预警值Level1，否则设置当前预警状态值为正常状态值normal；

[0018] S6:当预警状态值Status为第三预警值level3时，如果温升值小于A3，且连续小于门限值A3的数目大于或等于N3，则判断温差值和最高温度的值：

[0019] 如果温差值大于或等于温差门限值V2，且最高温度的值大于或等于W1，则设置当前预警状态值为第二预警值Level2；如果温差值小于或等于温差门限值V2，且最高温度的
值大于或等于温度门限值W1，则设置当前预警状态值为第一预警值Level1；

[0020] 如果最高温度的值小于温度门限值W1，则设置当前预警状态值为正常状态值normal；

[0021] S7:系统根据预警状态值预警。

[0022] 本发明的有益效果在于：本发明通过设置采样周期，根据红外热像仪的帧率和碳刷的转动特性，通过本发明所提供的周期计算方式，能够保证充分测量，在不漏死角的对所
有碳刷进行测量的同时，避免浪费设置较长的测量采样时间，避免系统不能及时进行分析
和警告。系统在每个测量周期内将采集的数据进行比较，选择最高温度值，对碳刷进行在线
安全分析与预警，提高电厂运行决策时效性和预警预控能力。

附图说明

[0023] 图1是本发明的流程原理图。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图对本发明作进一步说明：

[0025] 如附图1所示，本发明一种碳刷检测和预警状态设置的方法，包括步骤：

[0026] S1:采用红外热像仪采集碳刷的工作温度；

[0027] S2:设置温度门限值W1、温差门限值V2、温升门限值A3，设置温升记录单位时间值U3，设置温升次数门限值N3；设置延迟时间值T；

[0028] S3:控制红外热像仪进行温度测量，设测量周期为Tmeas，碳刷的转速为Vangle，红外热像仪视场角为θ1，红外热像仪到最近碳刷的距离为d，碳刷装置所形成的圆形的半径为
R，红外热像仪的帧率为Nframe，则：

[0029]

[0030] S4:当从红外热像仪采集到的碳刷的最高温度高于温度门限值W1时，启动定时器Timer1，定时器Timer1的值设置为T；在定时器Timer1运行期间，如果最高温度低于温度门
限值W1，则停止定时器Timer1；如果最高温度持续高于温度门限值W1，则在定时器Timer1到
时时，设置当前预警状态值Status为第一预警状态值Level1，并开始记录红外热像仪采集
到的碳刷的最高温和最低温的差值Vm；

[0031] S5:当预警状态值Status为第一预警值Level1时，如果最高温度的值低于温度门限值W1，则启动定时器Timer1，定时器Timer1的值设置为T；在定时器Timer1运行中，如果最
高温度的值高于温度门限值W1，则停止定时器Timer1，如果最高温度的值持续低于温度门
限值W1，则在定时器Timer1到时时，设置当前预警状态值为正常状态值normal；

[0032] 当预警状态值Status为第一预警值Level1时，如果最高温和最低温的差值Vm高于温差门限值V2，则启动定时器Timer2，Timer2的值设置为T，在定时器Timer2运行期间，如果
温差值Vm低于温差门限值V2，则停止定时器Timer2；在定时器Timer2运行期间，如果温差值
持续高于温差门限值V2，且最高温值大于温度门限值W1，则在定时器Timer2到时时，设置当
前预警状态值Status为第二预警值Level2；

[0033] 当预警状态值Status为第二预警值Level2时，如果最高温度的值低于温度门限值W1，则启动定时器Timer1，定时器Timer1的值设置为T，如果在定时器Timer1运行中，最高温
度的值高于温度门限值W1，则停止定时器Timer1，如果最高温度的值连续设定时间长度内
低于温度门限值W1，则在定时器Timer1到时时，则设置当前预警状态值为正常状态值
normal；

[0034] 当预警状态值Status为第二预警值Level2时，如果温差值低于温差门限值V2，则启动定时器Timer2，定时器Timer2的值设置为T，如果在定时器Timer2运行中，温差值高于
温差门限值V2，则停止定时器Timer2，如果温差值连续设定时间长度内低于温差门限值V2，
则在定时器Timer2到时时，判断当前最高温度的值是否大于或等于温度门限值W1，若是则
设置当前预警状态值为第一等级Level1，否则设置当前预警状态值为正常状态值normal；

[0035] 当预警状态值Status为第二预警值Level2时，设置定时器Period3，Period3的值设置为U3，记录当前最高温度值Wx，同时启动定时器Period3，在定时器Period3到时时，记
录此时的最高温度值Wy，计算当前单位时间的温升值As1＝Wy‑Wx，周期性的启动定时器
Period3，每次到时时记录当前最高温度值，记录温升值序列，设为As2，As3……AsN，比较温
升值AsN与温升门限值A3，如果连续超过门限值A3的数目大于或等于温升次数门限值N3，且
最高温值大于W1，且温差值大于温差门限值V2，则设置当前预警状态值Status为第三预警
值level3；

[0036] 当预警状态值Status为第三预警值level3时，如果最高温度的值低于温度门限值W1，则启动定时器Timer1，定时器Timer1的值设置为T，如果在定时器Timer1运行中，最高温
度的值高于温度门限值W1，则停止定时器Timer1，如果最高温度的值连续设定时间长度内
低于温度门限值W1，则在定时器Timer1到时时，设置当前预警状态值为正常状态值normal；

[0037] 当预警状态值Status为第三预警值level3时，如果温差值低于温差门限值V2，则启动定时器Timer2，定时器Timer2的值设置为T，如果在定时器Timer2运行中，温差值高于
温差门限值V2，则停止定时器Timer2，如果温差值持续低于温差门限值V2，则在Timer2到时
时，判断当前最高温度的值是否大于或等于温度门限值W1，若是则设置当前预警状态值为
第一预警值Level1，否则设置当前预警状态值为正常状态值normal；

[0038] S6:当预警状态值Status为第三预警值level3时，如果温升值小于A3，且连续小于门限值A3的数目大于或等于N3，则判断温差值和最高温度的值：

[0039] 如果温差值大于或等于温差门限值V2，且最高温度的值大于或等于W1，则设置当前预警状态值为第二预警值Level2；如果温差值小于或等于温差门限值V2，且最高温度的
值大于或等于温度门限值W1，则设置当前预警状态值为第一预警值Level1；

[0040] 如果最高温度的值小于温度门限值W1，则设置当前预警状态值为正常状态值normal；

[0041] S7:系统根据预警状态值预警。

[0042] 本发明设置采样周期在于根据红外热像仪的帧率和碳刷的转动特性，以通过本发明所提供的周期计算方式，来保证能充分测量，不漏死角的对所有碳刷进行测量的同时，也
避免浪费设置较长的测量采样时间，使得系统不能及时进行分析和警告。系统在每个测量
周期内将采集的数据进行比较，选择最高温度值。

[0043] 本发明通过设置采样周期，根据红外热像仪的帧率和碳刷的转动特性，通过本发明所提供的周期计算方式，能够保证充分测量，在不漏死角的对所有碳刷进行测量的同时，
避免浪费设置较长的测量采样时间，避免系统不能及时进行分析和警告。系统在每个测量
周期内将采集的数据进行比较，选择最高温度值，对碳刷进行在线安全分析与预警，提高电
厂运行决策时效性和预警预控能力。

[0044] 本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。