在小浪底水電廠中應(yīng)用到的各類傳感器

9　發(fā)電機(jī)擺度和振動(dòng)的檢測

電渦流傳感器用來檢測水輪發(fā)電機(jī)組上導(dǎo)、下導(dǎo)、水導(dǎo)、大軸的擺度，它實(shí)際上是一種位移傳感器，依靠探頭線圈產(chǎn)生的高頻電磁場在被測表面感應(yīng)出電渦 流和由此引起的線圈阻抗的變化來反映探頭與被測表面的距離。

檢測水輪發(fā)電機(jī)組的上機(jī)架、下機(jī)架、定子鐵芯、定子機(jī)座以及頂蓋和尾水管振動(dòng)的傳感器是一種速度傳感器。常用的速度傳感器為具有彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)的 磁電式傳感器，它測量是被測物相對于地面的絕對運(yùn)動(dòng)。

振動(dòng)和擺度的測量在小浪底水電廠中得到充分的應(yīng)用，測量擺度有被測物X方向和Y方向，測量振動(dòng)有被測物軸向和徑向振動(dòng)。通過采集水輪發(fā)電機(jī)組擺度 和振 動(dòng)的數(shù)據(jù)可以檢測頂蓋和尾水管中的壓力脈動(dòng)、機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的機(jī)械不平衡度以及轉(zhuǎn)子中心與機(jī)組中心是否偏移而引起電磁力不平衡等，從而機(jī)組在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中 的 健康狀態(tài)通過振動(dòng)和擺度的測量得到充分的體現(xiàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在振動(dòng)、擺度的檢測是水電廠狀態(tài)檢修中重要組成部分。通過機(jī)組的狀態(tài)檢修大大提 高 了機(jī)組的使用效率。

10　位移的檢測

測量位移的傳感器主要有脈沖編碼器和磁致位移傳感器。

脈沖編碼器是一種角位移傳感器，能夠把機(jī)械轉(zhuǎn)角變成電脈沖。在小浪底電廠中，編碼器應(yīng)用于進(jìn)水口閘門、尾水防淤閘門位移的檢測。

小浪底筒閥位移的測量采用了磁致位移傳感器。由于筒閥安裝環(huán)境惡劣、同時(shí)要求較高的精度，因此采用磁致位移傳感器。磁致位移傳感器在工作時(shí)，由電 子倉 內(nèi)電子電路產(chǎn)生一起始脈沖，此起始脈沖在波導(dǎo)絲中傳輸，同時(shí)產(chǎn)生一沿波導(dǎo)絲方向前進(jìn)的旋轉(zhuǎn)磁場，當(dāng)這個(gè)磁場與磁環(huán)或浮球中的永久磁場相遇時(shí)，產(chǎn)生磁致 伸 縮效應(yīng)，使波導(dǎo)絲發(fā)生扭動(dòng)，這一扭動(dòng)被安裝在電子倉內(nèi)的拾能機(jī)構(gòu)所感知并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流脈沖，通過電子電路計(jì)算出兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間差，即可精確測 出 被測的位移和液位。

磁致位移傳感器的輸出信號是一個(gè)真正的絕對位置輸出，而不是比例的或需要再放大處理的信號，所以不存在信號漂移或變值的情況，因此不必像其它液位 傳感器一樣需要定期重標(biāo)和維護(hù)。但磁致位移傳感器需要一定的硬件和軟件支持。

11　位置的檢測

位置傳感器用來檢測位置，反映某種狀態(tài)的開關(guān)。常見的位置傳感器主要有水浮子開關(guān)、磁浮子液位計(jì)、行程開關(guān)等。

水浮子開關(guān)是一種結(jié)構(gòu)簡單，使用安裝方便的液位控制器。在小浪底頂蓋排水控制回路中得到了應(yīng)用。當(dāng)水位高于浮子的安裝位置時(shí)，浮子翻轉(zhuǎn)，接點(diǎn)就會 動(dòng) 作，將信號發(fā)送到相應(yīng)的控制回路。但在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常由于浮子的密封度不好進(jìn)水，導(dǎo)致接點(diǎn)不能正常動(dòng)作或是動(dòng)作后不能返回。

小浪 底電廠壓油罐油位的測量采用磁浮子液位計(jì)，它是以浮球?yàn)闇y量元件，通過連桿上的磁剛將液位變化進(jìn)行傳送。液位計(jì)配有液位報(bào)警器和液位遠(yuǎn)傳裝 置。液位報(bào)警 器可實(shí)現(xiàn)液位的上、下極限報(bào)警及限位控制。液位遠(yuǎn)傳裝置可將液位變化轉(zhuǎn)換成4-20mA電流信號，由于采用不銹剛等防腐材料，應(yīng)用于腐蝕、有 毒、易燃等 場合。

行程開關(guān)是一種接觸式位置傳感器，其結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)作可靠、價(jià)格低廉。當(dāng)某個(gè)物體在運(yùn)動(dòng)過程中，碰到行程開關(guān)時(shí)，其內(nèi)部接點(diǎn)就 會動(dòng)作從而完成控制。 在小浪底水電廠中，發(fā)電機(jī)風(fēng)閘位置、水輪機(jī)導(dǎo)葉鎖錠位置均采用了行程開關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用中，行程開關(guān)由于不斷地受到外力的作用，其整 體就會發(fā)生位移從而不能 正確地反應(yīng)物體的位置，這點(diǎn)要引起注意。

12　大電流、高電壓的檢測

電壓互感器PT和電流互感器CT主要是將一次系統(tǒng)的高電壓和大電流按比例變換成低電壓和小電流，供給測量儀表和保護(hù)裝置使用。執(zhí)行這些變換任務(wù)的 設(shè)備，最常見的就是我們通常所說的互感器。進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換的是電壓互感器而進(jìn)行電流轉(zhuǎn)換的互感器為電流互感器。

小浪底電廠中的電壓互感器PT，主要是將220KV，35KV，10KV等高電壓轉(zhuǎn)換為100V；發(fā)電機(jī)機(jī)端采用變比為15000A/1A的電流 互感器。

值得注意的是嚴(yán)禁將電流互感器二次側(cè)開路以及嚴(yán)禁在電壓互感器二次側(cè)短路或接地。

電壓互感器和電流互感器都應(yīng)用于交流回路。此外，還有將直流大電流轉(zhuǎn)換為毫伏級別的分流器。

13　結(jié)束語

以上介紹的傳感器在小浪底水電廠中的應(yīng)用是目前的狀況，但隨著傳感器的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，更多更好的傳感器將不斷出現(xiàn)，從而使電廠的自動(dòng) 化水平得到進(jìn)一步的提高。