在小浪底水电厂中应用到的各类传感器

9　发电机摆度和振动的检测

电涡流传感器用来检测水轮发电机组上导、下导、水导、大轴的摆度，它实际上是一种位移传感器，依靠探头线圈产生的高频电磁场在被测表面感应出电涡 流和由此引起的线圈阻抗的变化来反映探头与被测表面的距离。

检测水轮发电机组的上机架、下机架、定子铁芯、定子机座以及顶盖和尾水管振动的传感器是一种速度传感器。常用的速度传感器为具有弹簧-质量系统的 磁电式传感器，它测量是被测物相对于地面的绝对运动。

振动和摆度的测量在小浪底水电厂中得到充分的应用，测量摆度有被测物X方向和Y方向，测量振动有被测物轴向和径向振动。通过采集水轮发电机组摆度 和振 动的数据可以检测顶盖和尾水管中的压力脉动、机组转动部分的机械不平衡度以及转子中心与机组中心是否偏移而引起电磁力不平衡等，从而机组在转动过程中 的 健康状态通过振动和摆度的测量得到充分的体现。随着科学技术的发展，现在振动、摆度的检测是水电厂状态检修中重要组成部分。通过机组的状态检修大大提 高 了机组的使用效率。

10　位移的检测

测量位移的传感器主要有脉冲编码器和磁致位移传感器。

脉冲编码器是一种角位移传感器，能够把机械转角变成电脉冲。在小浪底电厂中，编码器应用于进水口闸门、尾水防淤闸门位移的检测。

小浪底筒阀位移的测量采用了磁致位移传感器。由于筒阀安装环境恶劣、同时要求较高的精度，因此采用磁致位移传感器。磁致位移传感器在工作时，由电 子仓 内电子电路产生一起始脉冲，此起始脉冲在波导丝中传输，同时产生一沿波导丝方向前进的旋转磁场，当这个磁场与磁环或浮球中的永久磁场相遇时，产生磁致 伸 缩效应，使波导丝发生扭动，这一扭动被安装在电子仓内的拾能机构所感知并转换成相应的电流脉冲，通过电子电路计算出两个脉冲之间的时间差，即可精确测 出 被测的位移和液位。

磁致位移传感器的输出信号是一个真正的绝对位置输出，而不是比例的或需要再放大处理的信号，所以不存在信号漂移或变值的情况，因此不必像其它液位 传感器一样需要定期重标和维护。但磁致位移传感器需要一定的硬件和软件支持。

11　位置的检测

位置传感器用来检测位置，反映某种状态的开关。常见的位置传感器主要有水浮子开关、磁浮子液位计、行程开关等。

水浮子开关是一种结构简单，使用安装方便的液位控制器。在小浪底顶盖排水控制回路中得到了应用。当水位高于浮子的安装位置时，浮子翻转，接点就会 动 作，将信号发送到相应的控制回路。但在实际应用中，经常由于浮子的密封度不好进水，导致接点不能正常动作或是动作后不能返回。

小浪 底电厂压油罐油位的测量采用磁浮子液位计，它是以浮球为测量元件，通过连杆上的磁刚将液位变化进行传送。液位计配有液位报警器和液位远传装 置。液位报警 器可实现液位的上、下极限报警及限位控制。液位远传装置可将液位变化转换成4-20mA电流信号，由于采用不锈刚等防腐材料，应用于腐蚀、有 毒、易燃等 场合。

行程开关是一种接触式位置传感器，其结构简单、动作可靠、价格低廉。当某个物体在运动过程中，碰到行程开关时，其内部接点就 会动作从而完成控制。 在小浪底水电厂中，发电机风闸位置、水轮机导叶锁锭位置均采用了行程开关。在实际应用中，行程开关由于不断地受到外力的作用，其整 体就会发生位移从而不能 正确地反应物体的位置，这点要引起注意。

12　大电流、高电压的检测

电压互感器PT和电流互感器CT主要是将一次系统的高电压和大电流按比例变换成低电压和小电流，供给测量仪表和保护装置使用。执行这些变换任务的 设备，最常见的就是我们通常所说的互感器。进行电压转换的是电压互感器而进行电流转换的互感器为电流互感器。

小浪底电厂中的电压互感器PT，主要是将220KV，35KV，10KV等高电压转换为100V；发电机机端采用变比为15000A/1A的电流 互感器。

值得注意的是严禁将电流互感器二次侧开路以及严禁在电压互感器二次侧短路或接地。

电压互感器和电流互感器都应用于交流回路。此外，还有将直流大电流转换为毫伏级别的分流器。

13　结束语

以上介绍的传感器在小浪底水电厂中的应用是目前的状况，但随着传感器的发展和科学技术水平的提高，更多更好的传感器将不断出现，从而使电厂的自动 化水平得到进一步的提高。