隔河岩水电厂机组振动监测系统

HUBEIWATERPOWER

湖北水力发电

总第80期

TotalNo.80

文章编号:1671-3354(2008)06-0057-03

隔河岩水电厂机组振动监测系统

宋子友

(湖北隔河岩水电厂,湖北长阳　443503)

摘要:论述了隔河岩电厂机组振动监测系统的硬件的配置,软件系统的功能,对监测数据进行了分析。关键词:振动监测;受控参数;硬件配置;软件功能;资料分析

中图分类号:TM312　　　文献标志码:B

Vibrationmonitoringsystemforhydro2generatingsetsofGeheyanHydropowerPlant

SONGZiyou

(HubeiGeheyanHydropowerPlant,Changyang443503,China)

Abstract:Theconfigurationofhardwareandfunctionofsoftwaresystemofthevibrationmonitoringsystemforhydro2generatingsetsofGeheyanHydropowerPlant,andtheanalysisofmonitoreddataaredescribed.

Keywords:vibrationmonitoring;controlledparameters;hardwareconfiguration;softwarefunction;dataanalysis(少人值守)之　　隔河岩电厂在实现了“无人值班”

后,于1998年11月4日顺利通过了国家电力公司组织的一流水电厂的验收,被正式命名为“一流水电厂”。在新的管理模式下,如何保证机组安全运行,及早发现设备所存在的缺陷,有针对性的维护设备,并逐步实现维修体制由计划检修向状态检修转变,成了电厂面临的一个重大课题,为此电厂与原武汉水利电力大学联合开发了隔河岩水电厂机组振动监测分析系统。该振动监测系统以工业pc机为主体,与摆度、振动传感器及有关功能模块和信号预处理器共同组成。利用该系统,通过对机组振动的周期性监测,能够不断地在线监测机组缺陷的缓慢变化过程,为检修提供可靠依据,同时也为运行调度提供可靠信息。

导轴承摆度频谱曲线;下机架和顶盖振动频谱和振动幅值—时间曲线。1.2　受控测量

受控测量又分为受控测量1和受控测量2:①受控测量1。受控测量1是指在人为控制下监测感兴趣的工况或某一时段的摆度和振动情况,并可将此摆度振动图形进行存储,待需要时可读出作进一步分析;②受控测量2。受控测量2是在预先设定的一段时间内对机组的摆度和振动情况进行连续采样录波,然后通过返读的方式,将测得的摆度、振动的时域特牲和频谱特性调出进行观察,对感兴趣的时段进行深入分析研究,也可存盘。

此外,系统稍作扩充后还可对机组的流量、效率进行监测,可对机组盘车及其他一些试验进行检测。

1　系统主要功能

监测系统具有连续监测和受控测量两种基本功能。1.1　连续监测

系统可用来在线连续监测和显示机组各导轴承处的摆度、下机架和顶盖振动,并能以图形的形式定时或召唤打印输出大轴轨迹;各导轴承时间—幅值曲线;各

收稿日期:2008-07-03

作者简介:宋子友,男,高级工程师。

2　系统组成

2.1　硬件系统配置

振动监测系统的硬件配置总体简图见图1,它由装于上导、下导和水导的6只摆度传感器、下机架和顶盖的4只传感器及用来监测有功、无功、上下游水位的模块、信号预处理板、快速高精度A/D变换模块及打

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湖北水力发电2008年第6期

印机组成。

图3　软件系统功能模块化结构图

3　3号机组振动测试分析

图1　系统硬件总体简化框

机组主要参数(见表1)。

表1　机组主要参数

名称水轮机型号

设计水头最大水头最小水头额定出力导叶数量转轮叶片数量水导瓦块数发电机型号额定转速

r/min

2.2　软件系统功能

本系统全部信号的数据处理流程如图2即摆度和振动信号先送到信号预处理板进行放大滤波后,再送到高速A/D变卡转换对应的数字量再送入工业PC机内,由数据处理软件处理同时机组的有功、无功和上下游水位等模拟信号经低速A/D转换模块转换为数字量,也送入工业PC内由数字处理软件处理。

单位

mmmMW

参数值

HL231-LJ-574

10312180.731024134块筒式瓦SF300-400-1244

136.444201232图2　系统信号数据流程图

转子磁极数

推力瓦块数上导瓦块数下导瓦块数数字处理软件则分别进行数字滤波,数据积分,快速付立叶变换,以及报警逻辑处理和绘图等,然后对有关曲线进行实时显示、打印和存储,并对超标信号进行报警输出。

本装置的软件系统是按模块化编程的,整个系统的功能模块结构如图3所示。当系统启动后,可通过选项视窗选择连续监测或受控测量,以及通道率定。

3.1　现场测试数据

3号机振动分析系统共装有10个传感器,其中在上、下导和水导的X、Y方向有6个,另有4个分别装于下机架和顶盖的X、Y方向,用以测量各自的垂直振动。所测得数据见表2。

mm　　

表2　实测摆度、振动数据表

测点/双幅

工况空载无励空载有励

34.5MW53MW82.3MW112.2MW140MW170MW194MW241.4MW279.76MW58

上导X摆度0.140.280.350.280.280.330.320.290.290.250.25

上导Y摆度0.140.230.250.240.240.280.260.250.260.210.21

下导X摆度0.120.240.240.250.220.340.300.270.290.220.21

下导Y摆度0.120.210.230.220.200.240.290.200.220.180.87

水导X摆度0.450.450.500.490.470.760.550.510.600.400.39

水导Y摆度0.440.450.510.480.500.830.600.540.600.400.38

下机架1振动0.160.140.120.200.180.240.160.110.130.080.16

下机架2振动0.150.180.150.250.260.210.160.100.260.170.21

顶盖1振动0.740.420.740.790.660.550.700.450.490.400.83

顶盖2振动1.00.850.800.800.890.630.680.720.431.30.57

宋子友:隔河岩水电厂机组振动监测系统3.2　振动、摆度波形图

由于篇幅所限,仅将振动较为强烈的工况即P=112MW时的有关图形,列于图4～图7。

图4　摆度时间曲线

图5　摆度频谱

图6　振动时间曲线

2008年11月

图7　振动频谱

　　(1)发电机存在着一定的电磁不平衡,上、下导摆

度主要是由这种电磁不平衡力所引起的。从空载无励和有励两种工况所测得波形图可以看出,发电机存在着一定的电磁不平衡,因为空载无励时,上导摆度0.14mm,下导摆度0.12mm,而空载有励时,上导X摆度为0.28mm,上导Y摆度为0.23mm,下导X摆度为0.24mm,下导Y摆度为0.21mm,而水导摆度在两工况下基本一致。可见加励后,由于发电机存在电磁不平衡力,致使上、下导摆度增加了一倍。摆度频率是机组的转速频率(f=136.4/60=2.77),这可从摆度频谱特性和摆度时窗波形中得到验证。

(2)在试验水头(H=98.59)下,机组振动敏感区为100～200MW,水导摆度严重超标,其主要原因是尾水管涡带。从实测的波形可以看出,在100～200MW的负荷区,水导摆度明显增大,其中,尤其是在机组112MW时,水导摆度值最大(X方向为0.76mm,

Y方向为0.83mm),这是因为尾水管中产生强烈涡带

所致。另外,3号机自1994年6月投产以来一直存在振动较大的现象,从本次试验测得的顶盖和下机架的振动数据也可看出,其振动值无一定规律且数值较大。

4　结　语

该振动监测系统通过在3号机组的运行,确实为水轮发电机组的在线监测提供了一种较好的装置,如果能将水压脉动信号等引入该装置将更有利于对设备

进行运行分析。

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