富水电厂机组振动摆度及动能参数监测系统介绍

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1、富水电厂机组振动摆度及动能参数监测系统介绍摘要：通过机组振动摆度及动能参数监测系统的实施，有效地建立起了设备的预警机制，为机组实行状态检修提供了有力的决策依据。关键词：富水电厂振动摆度监测系统介绍1.引言水电站机组振动、摆度及动能参数在线监测系统以及运行设备的状态监测、控制、诊断是近年来国内外十分关注的发展方向，如何及早发现设备所存在的缺陷及延长设备运行寿命，有针对性地维护设备，由现行的计划检修体制进入状态检修，建立预测性维护机制，以及监测机组运行的动能参数，将会给电厂及电网的安全、经济运行带来显著的经济效益。2002年3月至2003年11月，我厂与武汉大学

2、动机学院合作,研制开发了机组振动摆度及动能参数监测系统，自投入以来，运行正常。现对该系统简要介绍如下：2.系统结构2.1系统硬件结构整个系统的硬件结构简图如图1所示。从图中可以看到，该系统的硬件工业控制机、数据采集卡、信号预处理器及相应的传感器组成。其它系统，如计算机监控系统、信息管理系统等，如需与本系统连接，在硬件上，可通过网络连接实现或通过工业控制机提供的RS232接口实现这种连接。图1中由虚线框围起的部分是系统的硬件结构。其所有零部件均安装于一个标准的机柜中。这些部件主要包括:一台工业控制机、一块32通道A/D与DIO多功能卡(以后简称A/D变换卡)、

3、网卡、信号前置器及UPS和相应的直流电源等。其核心部分为工业控制计算机，用于采集、处理、分析本机组的现场传感器信号，并负责将必要的信号通过网卡或RS232接口送入连接于同一网络上的数据库服务器。安装于该计算机内部的A/D变换卡用于将传感器而来的模拟信号转换为计算机内部的数字量，是实现数据采集的重要部件。此外，也利用该卡上设置的数字IO接口将必要的开关量输出，如振动、摆度报警信号通过继电器输出模块送出。另外，信号前置器也是每路模拟信号通道的重要组成之一，其作用在于：（1）实现传感器信号与现场站之间的电气隔离，同时也可避免各传感器间的信号窜扰；（2）将各传感器而

4、来的不同类型(电压或电流)、不同幅值的信号转换为统一的、适应于A/D变换卡输入幅值要求的电压信号；（3）按要求实现对信号的硬件滤波，这是保证信号分析精度的重要的、必不可少的重要手段之一。图1富水电厂振动摆度及动能监测系统硬件结构框图（单设备用于双机组）2.2监测系统的软件体系本系统全部信号的数据处理流程图如图2所示。软件开发环境为美国NationalInstrument公司的虚拟仪器开发平台Labwindows/CVI。图2监测系统的软件体系（单机）摆度和振动传感器、压力传感器、功率传感器检测到的机组有关部位的摆度、振动和压力等信息先送到信号各自的信号预处理

5、器进行电平变换、硬件滤波后，再送到高速A/D变换卡，转换为对应的数字量再送入工业PC机内由数据处理软件处理。在线监测、受控测量和数据录波分别以不同的方式控制采集子系统采集所需数据。由该子系统返回的数据送入数据分析处理子系统。该子系统对采回的数据则分别进行数字滤波、数值积分、快速傅立叶变换，以及报警逻辑处理和绘图等。然后通过人机接口子系统对各有关曲线进行实时显示、打印和存储。并对超标的信号进行报警输出。本装置的软件系统是按功能模块化编程的，整个系统的功能模块化结构如图3所示。图3软件系统功能模块化结构图实际上整个软件系统是一个复杂的数据处理和作图系统，它包括数

6、字滤波、数值积分、信号的快速傅立哀变换，以及数据¾图形处理和实时显示、存盘、打印等处理功能。3.系统功能系统安装投运后，所具备的功能如下所述：l实时监测：系统以监视图、棒图、数据表格、曲线等方式实时动态显示所监测到的上导、下导、水导三处摆度及上机架垂直振动的数据和状态，刷新周期最短可设为5秒；l摆度及振动分析：系统具有时域分析、频域分析、轴心轨迹分析，并以数据表格、曲线等方式实时动态显示分析结果；l数据记录：系统能按预先设定的方式记录有关数据、进行事件记录，使之形成历史数据库；l数据录波:数据录波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

7、波。然后通过返读的方式，将测得的波形调出进行观察，并对感兴趣的时段进行再存储并由受控测量功能读回进行深入分析研究，以便分析可能的原因。l报警功能：可根据预先设定的报警逻辑和门槛值实施报警（继电器接点输出）和进行语音提示、事件记录。l网络通讯：系统具有网络通讯功能，提供RS232/485接口或网卡以及最流行的网络操作系统Windows2000，并能将采集的数据以数据包的形式存放到网络工作站上。l机组的动能参数进行监测。这其中包括：机组出力、机组发电流量、机组发电效率、发电耗水率、累计发电量、累计耗水率等参数的显示以及日流量曲线、日负荷曲线和日耗水率曲线等的显示

8、。