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(jī)測(cè)振測(cè)擺系統(tǒng)改造的議題進(jìn)行了論述，通過改造測(cè)振測(cè)擺在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，有效提升了水電站運(yùn)行自動(dòng)化程度，為提高水電站運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性創(chuàng)造有力的支持條件。

關(guān)鍵詞：水電站;測(cè)振測(cè)擺系統(tǒng);在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1引言

近年來(lái)，作為傳統(tǒng)火力發(fā)電的重要補(bǔ)充力量，水力發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)市場(chǎng)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(huì)服務(wù)效能，借助現(xiàn)代科技力量加快提升水電站運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)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(tái)混流式水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量37.5MW，總裝機(jī)容量75MW，水輪機(jī)型號(hào)為HLA551C-LJ-310，發(fā)電機(jī)型號(hào)為：SF37.5-32/6400。電站現(xiàn)有的測(cè)振測(cè)擺系統(tǒng)已連續(xù)運(yùn)行13年，各測(cè)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(jì)運(yùn)行管理水平，提高水電站運(yùn)行的自動(dòng)化水平，現(xiàn)對(duì)電站測(cè)振測(cè)擺在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)。

3魚塘水電站機(jī)組主要技術(shù)要求

魚塘水電站機(jī)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(guó)家制定的技術(shù)規(guī)范或要求。

4魚塘水電站兩機(jī)測(cè)振測(cè)擺在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改造及成效

4.1監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成

魚塘電站2臺(tái)機(jī)組配置2套振擺在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，2臺(tái)機(jī)組配置1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)柜，機(jī)柜尺寸為：寬X厚X高=800×600×2260mm，屏體顏色為電力灰，色號(hào)代碼RAL7035。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要組成部分包括振動(dòng)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(jī)柜、振動(dòng)模塊、擺度模塊、信號(hào)通訊及電源電纜、上位機(jī)，采取一套系統(tǒng)監(jiān)視兩臺(tái)機(jī)組的方式，上位機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)視及報(bào)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(bào)警方案等傳輸至電站計(jì)算機(jī)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(cè)數(shù)據(jù)的集成（如機(jī)組啟停狀態(tài)、轉(zhuǎn)速等），實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)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(jī)層相應(yīng)的機(jī)組段。機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)原始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)由傳感器設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)采集獲得相應(yīng)的信號(hào)，然后對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行分析整理。監(jiān)測(cè)到的信息數(shù)據(jù)以暫態(tài)或穩(wěn)態(tài)的方式存儲(chǔ)在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。

4.2振動(dòng)擺度傳感器

振動(dòng)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(jī)架振動(dòng)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?hào)進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)各頻率波段數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行跟蹤過濾，對(duì)數(shù)據(jù)采集的方式采用的是同起點(diǎn)整周期的方式，更好地保障機(jī)組在任意轉(zhuǎn)速情況下都能夠完成對(duì)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(cè)振測(cè)擺點(diǎn)的數(shù)量來(lái)確定。鍵相測(cè)量模塊與振動(dòng)信號(hào)配合，用于軸的動(dòng)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(chǎng)配置獨(dú)立的設(shè)備機(jī)柜，機(jī)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(jī)界面，根據(jù)軟件配置顯示出相應(yīng)的監(jiān)測(cè)信息，通過人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)操作、查看和切換等功能。

4.4監(jiān)測(cè)分析軟件

監(jiān)測(cè)分析軟件以多種信息數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式來(lái)動(dòng)態(tài)顯示監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集處理的信息，如棒狀圖、結(jié)構(gòu)示意圖、機(jī)架振動(dòng)圖、趨勢(shì)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(jìn)行對(duì)比，使機(jī)組信息和運(yùn)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(wú)功情況、導(dǎo)葉開度等。通過分析軟件能夠判斷機(jī)組振動(dòng)或擺動(dòng)狀況是否滿足工藝設(shè)計(jì)的要求，判斷機(jī)組各部位運(yùn)行狀態(tài)是否正常。針對(duì)機(jī)組運(yùn)行的過渡過程進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，當(dāng)機(jī)組各部測(cè)點(diǎn)信號(hào)異?；蜍浖治鼋Y(jié)論異常時(shí)，能正確發(fā)出報(bào)警信號(hào)或開關(guān)量輸出信號(hào)。

4.5通訊及對(duì)時(shí)

測(cè)振測(cè)擺在線監(jiān)測(cè)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(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行連接來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過將機(jī)組實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與測(cè)振測(cè)擺采集數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)、分析，并將采集的振擺數(shù)據(jù)、分析結(jié)果傳輸至計(jì)算機(jī)監(jiān)控下位機(jī)系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)配合，實(shí)現(xiàn)機(jī)組測(cè)振測(cè)擺的遠(yuǎn)程監(jiān)視、遠(yuǎn)程診斷以及故障報(bào)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(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)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(cè)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(shí)鐘，與監(jiān)控系統(tǒng)合用GPS或北斗衛(wèi)星接收系統(tǒng)時(shí)鐘。

5結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)魚塘水電站進(jìn)行測(cè)振測(cè)擺在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改造升級(jí)，大大提高了水電站運(yùn)行管理的自動(dòng)化水平，改造升級(jí)后的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)滿足了水電站“無(wú)人值班、少人值守”的安全經(jīng)濟(jì)管理需求。通過對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的收集和分析，幫助電站人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，節(jié)省了電站檢修運(yùn)維時(shí)間和成本，助推水電站實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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