魚塘電站兩機測振測擺在線監(jiān)測系統(tǒng)改造

殷少波

摘 要：本文以貴州省遵義市道真縣舊城鎮(zhèn)魚塘水電站為例圍繞水輪發(fā)電機測振測擺系統(tǒng)改造的議題進行了論述，通過改造測振測擺在線監(jiān)測系統(tǒng)，有效提升了水電站運行自動化程度，為提高水電站運行安全性和經(jīng)濟性創(chuàng)造有力的支持條件。

關(guān)鍵詞：水電站;測振測擺系統(tǒng);在線監(jiān)測系統(tǒng)

1引言

近年來，作為傳統(tǒng)火力發(fā)電的重要補充力量，水力發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)市場中占據(jù)的地位和比重不斷提升。為了更好地發(fā)揮出水電站的民生和社會服務(wù)效能，借助現(xiàn)代科技力量加快提升水電站運行的安全性和經(jīng)濟性是水電站工作研究的重要內(nèi)容。

2魚塘水電站概況

魚塘水電站位于貴州省遵義市道真縣舊城鎮(zhèn)境內(nèi)，目前共兩臺混流式水輪發(fā)電機組，單機容量37.5MW，總裝機容量75MW，水輪機型號為HLA551C-LJ-310，發(fā)電機型號為：SF37.5-32/6400。電站現(xiàn)有的測振測擺系統(tǒng)已連續(xù)運行13年，各測量元件及處理模塊已不具備安全生產(chǎn)要求。為提高水電站安全經(jīng)濟運行管理水平，提高水電站運行的自動化水平，現(xiàn)對電站測振測擺在線監(jiān)測系統(tǒng)進行改造升級。

3魚塘水電站機組主要技術(shù)要求

魚塘水電站機組主要技術(shù)和相關(guān)指標(biāo)應(yīng)符合行業(yè)權(quán)威技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及國家制定的技術(shù)規(guī)范或要求。

4魚塘水電站兩機測振測擺在線監(jiān)測系統(tǒng)改造及成效

4.1監(jiān)測系統(tǒng)組成

魚塘電站2臺機組配置2套振擺在線監(jiān)測系統(tǒng)，2臺機組配置1個標(biāo)準(zhǔn)的機柜，機柜尺寸為：寬X厚X高=800×600×2260mm，屏體顏色為電力灰，色號代碼RAL7035。監(jiān)測系統(tǒng)的主要組成部分包括振動傳感器、擺度傳感器、鍵相傳感器、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)、分析軟件、系統(tǒng)機柜、振動模塊、擺度模塊、信號通訊及電源電纜、上位機，采取一套系統(tǒng)監(jiān)視兩臺機組的方式，上位機實時監(jiān)視及報警功能。系統(tǒng)應(yīng)能通過通訊功能將所有采集數(shù)據(jù)、報警方案等傳輸至電站計算機監(jiān)控。系統(tǒng)應(yīng)具備拓展功能，通過與電站現(xiàn)有狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的集成（如機組啟停狀態(tài)、轉(zhuǎn)速等），實現(xiàn)對機組故障的診斷。其中數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)以及顯示單元系統(tǒng)安裝在水電站主廠房發(fā)電機層相應(yīng)的機組段。機組現(xiàn)場原始監(jiān)測數(shù)據(jù)由傳感器設(shè)備現(xiàn)場采集獲得相應(yīng)的信號，然后對采集到的信號進行分析整理。監(jiān)測到的信息數(shù)據(jù)以暫態(tài)或穩(wěn)態(tài)的方式存儲在監(jiān)測系統(tǒng)中。

4.2振動擺度傳感器

振動擺度傳感器安裝及布置如圖2所示：

4.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要包括機架振動模塊、鍵相模塊、大軸擺度模塊。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠?qū)π盘栠M行預(yù)處理，對各頻率波段數(shù)據(jù)信號進行跟蹤過濾，對數(shù)據(jù)采集的方式采用的是同起點整周期的方式，更好地保障機組在任意轉(zhuǎn)速情況下都能夠完成對數(shù)據(jù)的采集。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的具體模塊數(shù)量根據(jù)水電站測振測擺點的數(shù)量來確定。鍵相測量模塊與振動信號配合，用于軸的動平衡分析以及設(shè)備的故障分析與診斷。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)現(xiàn)場配置獨立的設(shè)備機柜，機柜除安裝系統(tǒng)模塊及其他必備電子元器件外，還配置相應(yīng)的人機界面，根據(jù)軟件配置顯示出相應(yīng)的監(jiān)測信息，通過人機界面實現(xiàn)操作、查看和切換等功能。

4.4監(jiān)測分析軟件

監(jiān)測分析軟件以多種信息數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式來動態(tài)顯示監(jiān)測系統(tǒng)采集處理的信息，如棒狀圖、結(jié)構(gòu)示意圖、機架振動圖、趨勢圖、表格等。軟件具備歷史數(shù)據(jù)的查詢功能，能夠?qū)⒆钚聰?shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進行對比，使機組信息和運行狀態(tài)數(shù)據(jù)更加清晰了然。具備專業(yè)數(shù)據(jù)分析的功能，如分析有功情況、無功情況、導(dǎo)葉開度等。通過分析軟件能夠判斷機組振動或擺動狀況是否滿足工藝設(shè)計的要求，判斷機組各部位運行狀態(tài)是否正常。針對機組運行的過渡過程進行實時數(shù)據(jù)分析，當(dāng)機組各部測點信號異?；蜍浖治鼋Y(jié)論異常時，能正確發(fā)出報警信號或開關(guān)量輸出信號。

4.5通訊及對時

測振測擺在線監(jiān)測系統(tǒng)的通訊功能主要是通過以太網(wǎng)IP設(shè)置以及與電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行連接來實現(xiàn)。通過將機組實時數(shù)據(jù)與測振測擺采集數(shù)據(jù)進行比對、分析，并將采集的振擺數(shù)據(jù)、分析結(jié)果傳輸至計算機監(jiān)控下位機系統(tǒng)，與計算機監(jiān)控系統(tǒng)配合，實現(xiàn)機組測振測擺的遠(yuǎn)程監(jiān)視、遠(yuǎn)程診斷以及故障報警功能。連接方式采用以態(tài)網(wǎng)、USB接口、串口連接（RS232/RS485）等方式，在標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議基礎(chǔ)上實現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)與其它系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的目標(biāo)，形成的遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測網(wǎng)具有EC61850通訊協(xié)議和具有104規(guī)約等。系統(tǒng)所有設(shè)備采用標(biāo)準(zhǔn)時鐘，與監(jiān)控系統(tǒng)合用GPS或北斗衛(wèi)星接收系統(tǒng)時鐘。

5結(jié)語

通過對魚塘水電站進行測振測擺在線監(jiān)測系統(tǒng)改造升級，大大提高了水電站運行管理的自動化水平，改造升級后的監(jiān)測系統(tǒng)滿足了水電站“無人值班、少人值守”的安全經(jīng)濟管理需求。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的收集和分析，幫助電站人員及時發(fā)現(xiàn)異常，節(jié)省了電站檢修運維時間和成本，助推水電站實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo)。

參考文獻：

[1]小型水電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)，王生勇，百科論壇電子雜志，2019（000），002