在小浪底水電廠中應用到的各類傳感器

9　發電機擺度和振動的檢測

電渦流傳感器用來檢測水輪發電機組上導、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-質量系統的 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。通過采集水輪發電機組擺度 和振 動的數據可以檢測頂蓋和尾水管中的壓力脈動、機組轉動部分的機械不平衡度以及轉子中心與機組中心是否偏移而引起電磁力不平衡等，從而機組在轉動過程中 的 健康狀態通過振動和擺度的測量得到充分的體現。隨著科學技術的發展，現在振動、擺度的檢測是水電廠狀態檢修中重要組成部分。通過機組的狀態檢修大大提 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 內電子電路產生一起始脈沖，此起始脈沖在波導絲中傳輸，同時產生一沿波導絲方向前進的旋轉磁場，當這個磁場與磁環或浮球中的永久磁場相遇時，產生磁致 伸 縮效應，使波導絲發生扭動，這一扭動被安裝在電子倉內的拾能機構所感知并轉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，反映某種狀態的開關。常見的位置傳感器主要有水浮子開關、磁浮子液位計、行程開關等。

水浮子開關是一種結構簡單，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，接點就會 動 作，將信號發送到相應的控制回路。但在實際應用中，經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。

行程開關是一種接觸式位置傳感器，其結構簡單、動作可靠、價格低廉。當某個物體在運動過程中，碰到行程開關時，其內部接點就 會動作從而完成控制。 在小浪底水電廠中，發電機風閘位置、水輪機導葉鎖錠位置均采用了行程開關。在實際應用中，行程開關由于不斷地受到外力的作用，其整 體就會發生位移從而不能 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。執行這些變換任務的 設備，最常見的就是我們通常所說的互感器。進行電壓轉換的是電壓互感器而進行電流轉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等高電壓轉換為100V；發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開路以及嚴禁在電壓互感器二次側短路或接地。

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換為毫伏級別的分流器。

13　結束語

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，但隨著傳感器的發展和科學技術水平的提高，更多更好的傳感器將不斷出現，從而使電廠的自動 化水平得到進一步的提高。