在小浪底水電廠中應用到的各類傳感器

9　發(fā)電機擺度和振動的檢測

電渦流傳感器用來檢測水輪發(fā)電機組上導、下導、水導、大軸的擺度，它實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)電機組的上機架、下機架、定子鐵芯、定子機座以及頂蓋和尾水管振動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動。

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

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，能夠把機械轉(zhuǎn)角變成電脈沖。在小浪底電廠中，編碼器應用于進水口閘門、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，由電 子倉 內(nèi)電子電路產(chǎn)生一起始脈沖，此起始脈沖在波導絲中傳輸，同時產(chǎn)生一沿波導絲方向前進的旋轉(zhuǎn)磁場，當這個磁場與磁環(huán)或浮球中的永久磁場相遇時，產(chǎn)生磁致 伸 縮效應，使波導絲發(fā)生扭動，這一扭動被安裝在電子倉內(nèi)的拾能機構(gòu)所感知并轉(zhuǎn)換成相應的電流脈沖，通過電子電路計算出兩個脈沖之間的時間差，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和維護。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、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用。當水位高于浮子的安裝位置時，浮子翻轉(zhuǎn)，接點就會 動 作，將信號發(fā)送到相應的控制回路。但在實際應用中，經(jīng)常由于浮子的密封度不好進水，導致接點不能正常動作或是動作后不能返回。

小浪 底電廠壓油罐油位的測量采用磁浮子液位計，它是以浮球為測量元件，通過連桿上的磁剛將液位變化進行傳送。液位計配有液位報警器和液位遠傳裝 置。液位報警 器可實現(xiàn)液位的上、下極限報警及限位控制。液位遠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、動作可靠、價格低廉。當某個物體在運動過程中，碰到行程開關(guān)時，其內(nèi)部接點就 會動作從而完成控制。 在小浪底水電廠中，發(fā)電機風閘位置、水輪機導葉鎖錠位置均采用了行程開關(guān)。在實際應用中，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 正確地反應物體的位置，這點要引起注意。

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。進行電壓轉(zhuǎn)換的是電壓互感器而進行電流轉(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)電機機端采用變比為15000A/1A的電流 互感器。

值得注意的是嚴禁將電流互感器二次側(cè)開路以及嚴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用是目前的狀況，但隨著傳感器的發(fā)展和科學技術(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 化水平得到進一步的提高。