详细分析磁翻板液位计

作者: clcc123 日期: 2018-06-30 19:47:59 人气: - 评论: 0

介绍
  一个水电站是一个地下发电厂,配备6台水力发电机组,单机容量为700MW。该发电机是一种垂直轴半伞式。发电机的上部轴承油箱配有磁性挡板液位计和液位计。模拟和数字信号被发送到监控系统。磁开关是一个重要的开关信号,用于通过磁翻板液位计确定油位是否正常。外部磁场导致磁翻板液位计的磁性开关发生故障,这不仅会影响操作。人员判断油位是否正常也会影响汽轮发电机组的安全稳定运行。因此,如何有效地消除外部磁场对磁性开关的干扰值得研究。
  本文介绍了磁翻板液位计的磁开关是由外部磁场引起的,分析了不同类型的磁干扰源和不同类型的磁屏蔽材料。总结了不同磁干扰源与磁屏蔽材料之间的关系。结果表明,通过使用高磁导率材料作为低频磁场的屏蔽体可以实现磁场屏蔽,并且需要对高频磁场同时进行电场屏蔽和磁场屏蔽由于存在电场分量和磁场分量,所以存在场。通过分析和研究,我们终于找到了解决外部磁场引起的磁性液位计磁性开关问题的解决方案。 
2.磁翻转板级计原理介绍
  磁性液位计是基于浮力和磁力耦合而开发的。当被测容器中的液位升降时,液位计的管体内的磁性浮子也会升降。浮子中的永久磁铁通过磁耦合器传递到磁柱指示器,并驱动红色和白色柱子翻转180°,当液位升高时,柱子由白色变为红色。液位下降时,色谱柱由红色变为白色。指示器的红白色连接点是容器中液位的实际高度,从而实现清晰的液位。说明。控制液位计在磁性翻转板液位计上增加了一个磁性开关。在监测液位的同时,磁性开关信号可用于控制或报警液位。遥控器类型是在磁翻板液位计中。在增加4〜20mA传动传感器的基础上,液位通过传感器,电缆和仪表通过控制室进行远程监测和控制,同时监测液位。该磁性开关是一种非接触式无源电子开关元件,它配备有两个铁弹性黄色片状电极并且还填充有惰性气体。通常,两个簧片是分开的。当有磁性物质接近时,两个簧片被磁化吸引并相互接触。簧片将拉在一起并使连接到触点的电路通信。外在磁力消失后,两个黄色部分由于其自身的弹性而分离,并且电路被打开。因此,磁开关是由磁场信号控制的开关装置。

磁翻板水平仪原理图
3.分析磁力开关故障的原因
  分析某水电站监控故障信息表,发现磁开关误动作时间与励磁系统启动时间一致,且磁开关安装位置恰好在励磁电缆下方,初步确定励磁引起的励磁开关故障目前的磁场干扰。在发现这个问题后,磁开关靠近运行中的发电机滑环室。由于这里磁场强,磁场开关再次受到磁场力的作用。因此,可以断定磁开关的故障是由外部磁场干扰引起的。进一步的分析表明,激励电流是直流电,感应磁场是低频磁场。
  磁性开关内部设有铁弹簧簧片。在低频磁场中,铁筘被磁化,使得弹簧簧吸吮导通,油位计的内部磁翻板未到达磁开关动作值的位置。 ,所以监测误报油位异常信号。当设备关闭时,励磁电缆中的电流消失,但磁开关故障信号此时不会返回。以下将通过滞后循环阅读解释这种现象。

强磁性材料的磁滞回线图
  从图2(强磁性材料的磁滞回线)可以看出,当电流通过激励电缆时,在周边感应出磁场,磁开关中的铁簧被磁化并达到饱和状态。过了一段时间。装置关闭后,激励电缆中的电流消失,周围的磁场开始减弱,磁开关中的铁筘也开始消磁。从图2中可以看出,当周围磁场减小到0时,磁滞回线是正确的,因为在存在矫顽力的情况下,铁簧片的磁性不会完全消失,因此磁性开关的信号发生故障将不会返回。在这种情况下,必须使用磁开关附近的磁场来产生与原始磁场方向相反的磁场,使得矫顽力相互抵消,铁簧片中的磁场消失,并且磁性开关故障信号返回。 
4.屏蔽外部磁场的措施
4.1磁屏蔽原理介绍
  磁场是由磁铁产生的。磁铁的N极指向S极,并在磁铁的外侧形成封闭形式。离源越近,磁场强度越强。屏蔽磁场的原理是使用磁屏蔽材料来改变磁场的方向。由于磁场通过低磁阻路径旁路,因此可以保护被屏蔽物体免受磁场的干扰。磁场屏蔽分为静磁屏蔽和电磁屏蔽。 
  静磁场是恒定电流或由永磁体产生的磁场。静磁屏蔽由具有高磁导率M的铁磁材料制成以屏蔽外部磁场。静磁屏蔽的原理可以用磁路的概念来解释。如果将铁磁材料制成具有如图2所示横截面的电路,则在外部磁场中,大部分磁场集中在铁磁电路中。这允许分析空腔中的铁磁材料和空气作为平行磁路。因为铁磁材料的磁导率比空气的磁导率高几千倍,所以空腔的磁阻比铁磁材料的磁阻大得多,并且外磁场的绝大多数磁感应线将跟随铁磁材料穿过壁并且进入空腔的磁通非常小。因此,被铁磁材料屏蔽的空腔基本上是空闲的。磁场,以达到静磁屏蔽的目的。


磁场屏蔽示意图
  当电磁场在传导介质中传播时,其场(E和H)的幅度随着距离的增加呈指数衰减。从能量的观点来看,当电磁波在导电介质中传播时存在能量损失,因此它表现为场的振幅减小。导体场的数量最多,导体越深,场越小。这种现象也被称为趋肤效应。趋肤效应可用于防止高频电磁波穿透到良导体中并制造电磁屏蔽装置。电磁屏蔽是抑制干扰,提高设备可靠性,提高产品质量的有效手段。正确使用电磁屏蔽可以抑制外部高频电磁波的干扰,也可以避免与其他设备干扰作为干扰源。 
4.2磁屏蔽材料的选择
  磁屏蔽材料的磁导率与外部磁场的强度有关。外部磁场强度不同,磁性材料的磁导率也不同,饱和磁通密度也不同。因此,磁屏蔽的作用也不同。对低频磁场进行屏蔽时,选用磁钢,坡莫合金,铁等导磁率高的材料,选用铜,铝等导电率高的材料,屏蔽高频磁场。 
4.3治疗措施
  从以上分析可以看出,水轮发电机组各轴承单元的磁力矫直机油位计的干扰属于低频磁场干扰,屏蔽材料应采用高渗透材料制成。 。由于条件的限制,我们选择厚度为5mm的铁板作为屏蔽。材料,并在设计时尽可能少地留下孔和间隙,以避免增加磁屏蔽体的磁阻,从而降低屏蔽效果,开机后确认上导轴承油箱油位异常信号不再报告。 
5。结论
  低频磁场干扰是造成水电站水电机组导向轴承油槽磁偏转器水准仪磁开关故障的重要因素。经过多次实验和分析,得出以下结论:
1)用于屏蔽低频磁场的材料应该是具有高磁导率材料的磁性翻板液位计;
2)当磁场强度较大时,应增加磁屏蔽材料的厚度;
3)尽可能减少屏蔽体的接缝和孔,以避免增加磁屏蔽体的磁阻,降低屏蔽效果。间隙和孔沿着磁场的方向分布。


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