水轮发电机组振动摆度监测装置系统改造

水轮发电机组振动摆度监测装置系统改造

发表时间：2018-06-04T15:29:21.997Z 来源：《防护工程》2018年第3期作者：陈锋1 郭泽嘉1 陈育新2 [导读] 提高了机组运行状况的鉴别判断分析，整体取得良好的效果。为此在同类设备的系统升级换代，系统改造可提供专业性参考。

广东省源天工程有限公司广东省增城市 511340 摘要：本文简要介绍我单位对广东省潮州供水枢纽西溪电站2#发电机组机组振动摆度监测系统装置改造情况，介绍新旧设备情况，以及针对性的整体改造方案等以及系统监测点布置，对改造后效果进行了评价，可供类似机组系统改造提供参考。关键词：发电机组；振动摆度；传感器；系统改造。

1 概况

广东省潮州供水枢纽是以供水为主，结合发电、兼顾航运及改善水环境的综合利用的大（I）型水利工程。机组为灯泡贯流式水轮发电机组，天津阿尔斯通水电设备有限公司制造，广东省源天工程有限公司安装，总装机容量为46MW，年发电量为20812万kWh。其中西溪电站发电机组于2006年5月正式投运，2016年对西溪电站2#水轮发电机组进行A级检修期间由我单位负责实施，并完成该机组振动摆度监测系统装置改造专项。

原电站发电机组采用的是美国派利斯（PredicTech）公司产品--单通道机壳振动变送保护表TM系列, 传感器分别为：涡流传感器系列以及振动传感器系列的低频速度/位移传感器 TM079VD，考虑该设备在本电站运行状态不佳，数据失真，且多次送检机构检测发现个别探头设备已故障等异常现象，为了确保潮州供水枢纽机电设备的安全运行，做好安全生产工作，满足潮州供水枢纽机组稳定运行需要，更好检测机组运行时振动状态，特制定方案：采用新的装置设备（北京中元瑞讯）对该旧系统进行替换改造，并增加完善振动测量点，提高监测安全性。

2改造必要性和现有缺陷问题灯泡贯流式机组,具有适用水头低、过机流量大以及效率高等特点，广泛用于开发低水头水力资源。但由于机组转动惯量小，使得振动值较大，相应水轮机水力振动对其影响也较大，故考虑机组安全的稳定性，对该系统进行系统改造能对机组的各运行方式进行监督测量，了解机组振动情况是非常有必要的。且现有设备在西溪2#发电机组运行中，采集数据不稳定，且原设备多次出现信息误报，数据失真。经送检广东电网公司电力科学研究院机构检测，校验过程中发现型号为PT079VD系列，（西溪2＃垂直、水平方向振动器）的传感器放在垂直或水平方向校验时无论标准振动台振动开多大，信号始终为4mA，怀疑传感器损坏。传感器设备放在水平方向校验时有输出，且线性关系无法对应（4～20mA对应0～500um）。

3设备监测点布置及传感器特点：3.1、设备监测点布置：测点1、水导振动：选用低频速度传感器，根据机组现有位置选择在(正X、正Y)各安装一组传感器；测点2、发导振动：选用低频速度传感器，根据机组原有位置选择在(正X、正Y)各安装一组传感器；测点3、组合振动：选用低频速度传感器，根据机组原有位置选择在(正X、正Y)各安装一组传感器；测点4、大轴位移：选用电涡流传感器，根据机组发导后油槽位置选择在(正X、正Y)各安装一组传感器；测点5、定、转子空气间隙：选用加拿大IRIS公司生产的GMS平板电容传感器，根据机组发电机定子位置选择在(正X、正Y)各安装一组传感器，数据接入监控系统，完成大轴位移定转子气隙的监测。其他测点由该监测模块配合监测记录数据，完成相对对应的数据监测记录。

设备监测点布置示意图现场气隙监测传感器施工图3.2、系统主机：选用主控工作站MSC100、系统GMH550、数据采集分析装置DMS600等组成，由系统框架、电源模块、系统模块、各种监测模块和软件模块组成。水力机组状态监测系统可实现对水力机组的振动、摆度等物理量的准确测量，为机组建立功能全面、实用性强的故障诊断分析系统。

3.3、传感器特点如下：

4施工技术方案

4.1完成摆度、轴向位移、振动测点施工

（1）大轴摆度测点正对轴领，支架做成可以拆卸的，便于以后机组检修拆装方便。（2）振动测点的安装，利用专用的托板来固定振动传感器，而托板要分别焊接在组合轴承、发导轴承和水导轴承上，组合轴承+X/+Y方向分别焊接一块，发导轴承+X/+Y方向分别焊接一块（，水导轴承+X/+Y方向分别焊接一块。（3）水导摆度+X和转速测点公用同一个支架，两者的探头中心距为60mm。实际位置根据现场情况调整。

4.2采集器、端子箱的安装

考虑传感器所带自身电缆的因素及现场位置情况，将大轴摆度X，Y和组合轴承振动X，Y合用一个端子箱（TB01），端子箱固定在灯泡体内；发导轴承振动X，Y、水导轴承振动X，Y、键相（转速）测点，共五个测点传感器合用一个端子箱（TB02）；空气间隙+X，+Y共用一个端子箱（TB03），端子箱固定在灯泡头内。

4.3模拟量和开关量接入

有功功率、励磁电流、导叶开度、桨叶开度可直接接入4～20mA的模拟量到采集预处理单元相应通道，也可通过变送器后再输入系统内。并根据图纸发电机出口开关信号取自电厂监控盘，要取常开接点。

4.4盘柜配线及设备调试

按要求根据实际现场的电缆层等合理布线，标识清晰，相关的配线资料完备，并结合机组试运行进行设备调试。

4.5系统整体信号采集图如下（线监测系统振动信号的处理过程）

5 结语

本次西溪电站2#发电机组A级检修由我单位负责施工，并针对性地对水轮发电机组振动摆度监测系统装置进行专项改造。对该系统改造，不仅提高了机组安全监测可靠性和先进性，将多数据进行分析后统一同个平台数据处理，数据分析开放性、独立性，并且针对该种发电机组型号做了在线监测合理测点布置和分析。本次系统改造后，提高了现场值班人员的实用性，提高了机组运行状况的鉴别判断分析，整体取得良好的效果。为此在同类设备的系统升级换代，系统改造可提供专业性参考。参考文献：

[1]设备技术图纸资料

[2]水轮发电机自动化元件（装置）及其系统基本技术条件 GB/T11805

[3]水轮发电机组振动监测装置设置导则 DL/T556

[4]水轮发电机组状态在线监测系统技术导则 GB/T28570