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水電機組在線監測系統簡析

發布時間:2020-01-15 15:39   類型:解決方案   人瀏覽
摘要:水電站中對機組的在線監測,已經是中大型水電站中必備系統,該系統不僅能夠實時監測機組的運行狀態,提供機組檢修的數據支持,還能對機組故障進行分析。本文通過機組在線監測經典配置,淺談其在水電站中的使用。 關鍵字:在線監測   振動傳感器   擺度傳感器   空氣間隙 Abstract: On-line monitoring of units in hydropower stations is already an essential system for medium and large-scale hydropower stations. This system can not only monitor the operating status of the units in real time, but also provide data support for unit maintenance, and can also analyze unit failures. This paper discusses the classic configuration of the unit online and discusses its use in hydropower stations. Keywords: Online monitoring   Vibration sensor   Swing sensor   Air gap 【中圖分類號】TV547+.3 【文獻標識碼】B  文章編號1606-5123(2019)11-0069-04 1 引言 隨著水電站的自動化程度越來越高,大部分中大型水電站都實現了“無人值班,少人值守”,水電站的檢修方式也慢慢由以前的計劃檢修逐漸轉為狀態檢修。機組在線監測就是一個為狀態檢修提供數據支撐的系統,它不僅可以提供檢修數據支撐,還可以對水電安全穩定運行提供數據監測。從近幾年來已經安裝了機組在線監測系統的電站實際運行效果來看,機組狀態在線監測系統在電站的安全穩定運作中發揮了重要作用。它能夠及時發現故障隱患,能夠分析機組運行的狀態,對機組檢修提供指導。 2 網絡架構 機組在線監測的內容包括機組的振動、擺度、壓力脈動、能力與效率、發電機氣隙、局部放電、磁通量、線棒振動。水電站機組狀態在線監測系統的網絡結構一般采用單星型網絡,由傳感器、數據采集單元、現地工控機、數據服務器、應用服務器、工程師工作站以及相關網絡設備組成。通常數據采集單元和現地工控機被布置在發電機層,計算機和網絡設備布置在計算機房和中控室。水電站機組狀態監測系統網絡結構參見圖1所示。                                   圖1 狀態監測系統網絡結構 3 傳感器測點配置 傳感器安裝在被測裝置上,將采集的信號轉換為模擬量信號傳送給數據采集單元。數據采集單元對機組的振動,擺度,壓力脈動,氣隙,磁通量進行處理分析匯總,再分別送給現地工控機和上位機,由他們進行圖形、圖表、曲線等直觀的方式在人機界面上顯示。 在線監測系統中一般會設置:狀態數據服務器用于存儲數據;工程師工作站提供給運行人員隨時監測和分析機組運行狀態信息。由于在線監測系統在水電站中屬于安全II區設備,通常在線監測系統為了與監控系統互取數據,還需要配置防火墻,向III區管理系統發布數據需要配置橫向隔離。水電站典型測點配置參見圖2所示。   圖2 傳感器測點配置 根據《水輪發電機組安裝技術規范》,以混流式水輪發電機組為例,通常機組設置上導,下導,水導三處擺度測點,每處在水平X、Y兩個方向上各安裝一只傳感器。設置上機架、下機架、頂蓋處振動測點,按照+X、-Y、Z方向分別安裝一只傳感器。在定子機座位置設置1-2個水平振動測點,1個垂直振動測點,定子鐵芯部位設置1-3組發電機定子鐵芯振動測點,每組1垂直、1水平。以及機組軸向位移一個測點。 由于尾水管窩帶引起的水壓脈動是水輪機普片存在的現象,并且會直接影響到水輪機的穩定性。所以在蝸殼進口、尾水管錐管、尾水管肘管、轉輪前導葉處安裝壓力脈動傳感器。 電機定子與轉子之間的空氣間隙會由于電磁力,離心力的作用下發生變化。不均勻的氣隙會影響發電機的穩定運行。通過檢測發電機定子與轉子之間的空氣間隙,可以及時掌握轉子磁極松動情況,定子的變形趨勢。另外,空氣間隙不均勻會導致磁拉力不平衡,而磁拉力不平衡時會引起振動,所以監測氣隙又可以給機組振動數據做輔助分析。氣隙傳感器的配置一般根據轉子直徑和高度來確定。轉子直徑小于7.5米時安裝4個傳感器,大于7.5米時安裝8個傳感器,轉子高度大于2.7米時安裝兩層傳感器。 通常一臺機組需要配置一個磁通量測點。通過檢測磁通量,可以精確的定位某一磁極發

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