邵春林
浙江浙能华光潭水力发电有限公司，浙江 杭州 311300
摘要：混流式水轮发电机组状态监测系统主要通过监测与水轮发电机组稳定性有关的数据，如各部导轴承摆度、机架振动、定子振动、顶盖振动、抬机量、压力脉动、键相等，实时监控水轮发电机组的运行情况，有效的反映机组运行状况，有利于准确诊断异常状况、及时发现设备隐患、从而制定科学的检修维护计划，避免被迫停机而造成损失。[ 1、刘伟，李万俊 机组状态监测系统在糯扎渡电厂的应用及维护 水电厂自动化 ]华光潭水电全厂4台发电机组都安装了机组状态监测系统，确保监测系统稳定运行，保证机组安全运行。本文介绍了华光潭水电站机组状态监测系统的详情、应用情况及相关的维护措施。
关键词：华光潭水电站、机组状态监测、故障诊断
引言
华光潭水电站下属一、二级电站，集控中心设在二级电站。全站共4台机组，一级由两台30兆瓦混流式水轮发电机组组成。。二级由两台12.5兆瓦的混流式水轮发电机组组成，总装机85兆瓦，一、二级电站均为常规引水式电站，由2个大坝和2个厂房组成，一二级电站首尾相距22km左右。四台机组安装的机组状态监测系统均是北京华科同安公司的TN8000水轮发电机组稳定性监测分析系统。
1、系统概述和测点布置
1、1系统组成
华光潭水电站4台机组的机组状态监测系统由现地传感器、数据采集柜站、状态数据库服务器、WEB服务器、工程师站、正向隔离装置、网络设备等组成，[ 2、刘伟，李万俊 机组状态监测系统在糯扎渡电厂的应用及维护 水电厂自动化 ]一级站数据通过华光潭光纤环网系统传输至二级站。其网络拓扑图详见图1.
.png)
1.2传感器测点配置
根据华光潭水电站机组状态监测系统的实际需要，监测点包含了机组振动摆度、压力脉动、抬机量等，具体清单如表1所示。
.png)
1.3传感器的选型
华光潭水电站传感器选择如下所示：
1.3.1键相及摆度传感器（华科同安IN-081）
◆ 测量原理：电涡流或感应式接近开关
◆ 频响范围：0～10KHz(-3dB)
◆ 测量范围：2 mm，线性量程起点大于1mm
◆ 灵敏度： -8mV/μm
◆ 幅值非线性度：≤±2%
◆ 温漂：≤0.1%/℃
◆ 防护等级：IP66
◆ 工作温度：-10～+125℃
◆ 误差： 满足API670的要求
◆ 延伸电缆：传感器自带8米带屏蔽抗油污的专用延伸电缆，可根据需要延长，最长可达1000米。
◆ 供电电压：-18V～-30VDC，@5mA
1.3.2低频振动传感器（华科同安TVS-201）
◆量程： ±1mm
◆灵敏度： 8V/mm±5%
◆工作频响范围：0.3～200 Hz(-3dB)
◆幅值非线性度：≤5%
◆防护等级：防尘，防潮(95 ％不冷凝)
◆工作温度：-30～+60℃
1.3.3
压力变送器（瑞士Keller 21Y）
1.3.4
抬机量位移传感器（华科同安TES-120）
◆ 测量原理：涡流
◆ 频响范围：0～10KHz(-3dB)
◆ 测量范围：20 mm
◆ 灵敏度： -0.5mV/μm
◆ 线性误差： ±1%
◆ 灵敏度误差：±2%
◆ 工作温度：-10～+150°C
◆ 储存温度：-30～+150°C
◆ 供电电压：-24VDC，5mA
2数据采集
2.1 智能数据采集箱
每台机组配数据采集站一个，数据采集站设备安装在机柜内。机柜内配置数据采集箱、液晶显示器、键盘和鼠标、网络交换机以及模块、端子等。
智能进行数据信息采集箱中各模块均能进行智能数据管理，数据可以独立工作，其中一个通道或一个模块的故障，不会导致其他的通道或其他的模块无法正常工作。
2.2信号流程
本地传感器信号通过多芯屏蔽电缆连接到TN8000系统的输入端，然后通过专用电缆传输到各个采集模块，由采集模块进行预处理和采集，转换成数字信号，再通过总线传输到系统板上，然后进行大量的在线信号处理和处理，得到各种特征参数和一些反映机组运行状态的原始数据。[ 3、肖瑞怀 在线监测系统在机组状态检修中的应用 科技创新与应用]详见图2
.png)
图2 信号流程示意图
3机组状态监测系统功能及实际应用
3.1实时监测功能
状态监测系统能以结构图、表格数据、曲线数据等多种方式并且以实时动态的形式显示水轮机组所监测的数据和状态。
3.2报警功能
可以提供多种报警功能的形式：频谱靶区、趋势报警等等。系统可以根据机组实际运行工况进行优化，并提供报警功能，为故障早期识别提供有效的手段，信号类分别设置。
3.3. 趋势分析功能
3.3.1 提供实时趋势分析，以利于运行人员及时掌握机组最新的运行状态。
3.3.2 提供准确且完善的趋势分析功能，可以分析任意两个或两个及其以上参数之间的关系，可以任意选择横轴和垂直轴，可以任意设置时间段可，也可以以时间为坐标轴。[ 4、赵连辉,衣传宝,刘镖峰,麻志成,何霏霏 白山7号抽水蓄能机组在线监测系统 水电自动化与大坝监测]
4. 事故追忆功能
系统可完整地将机组出现异常情况前1个小时后半小时的数据快速准确地记录到黑匣子数据库中，确保机组在发生各类事故后能提供完整、详细的数据，并且可以提供通过系统分析后的分析数据。
5. 数据管理功能
5.1 系统提供庞大和完备的数据库，并有强大的管理功能，全面记录单位数据，形成历史数据库、电梯数据库、功能数据库、样品数据库等。
5.2 系统拥有自动管理数据的功能，在运行的过程当中可以自动维护、检查和清理无效数据。
6. 信号分析功能
系统应能提供各种信号分析功能，包括：
常规分析：波形图、频谱图、轴心轨迹图。
额定转速运行时：极坐标图、轴心位置图、趋势图、振动棒图和数字显示等。
压力脉动监测数据分析：可以实时采集蜗壳和尾水管的压力信息，并且显示压力脉动的波形和频谱从而分析两个监测点的压力脉动问题，得出压力与导叶开度的关系。
7.华光潭机组基于状态监测系统动平衡试验考虑方案考虑
华光潭#1、#2机组由东方电机公司生产，机组转速为500rpm，目前稳态运行下，推力、上导、下导摆度超过标准值，通过状态监测系统数据分析，基本确定由于机组转子不平衡原因引起。现通过数据分析后将该两台机组的动平衡试验方案整理如下：
以键相片对应的转子位置为起点（暂定首尾磁极间，具体根据现场实际情况确定），向机组逆转动方向180°上部主力筋板位置以焊接方式增加20Kg配重专用金属块进行首次配重。
8.提高检修维护水平
8.机组状态监测系统是判断机组是否正常运行重要的依据,也是机组检修时的重要依据，为了机组及设备的可靠运行，需要对状态监测系统进行必要的维护和检修。并且从两个方面入手，提高检修维护水平。
8.1技术手段
8.1.1华光潭水电人员为保证系统设备的正常运行，定期对所有机组的现地采集柜进行清扫维护；
8.1.2通过机组的A修对所有传感器进行校验；
8.1.3信息人员定期对后台服务器进行补丁更新、病毒杀查等；
8.1.4定期进行数据备份 。
8.2管理手段
8.2.1编写检修维护规程，使得检修维护工作有章可循，按计划实行 。
8.2.2指定专门人员来管理和维护系统.这样可以提高相关人员的责任心，从而深入了解和熟悉系统，不断提高自身对状态监测系统的认识和维护水平。
8.2.3定期进行巡检。运行人员每日需对设备进行三次巡检，维护人员也会定期对状态监测系统进行维护和检修。通过系统自动诊断功能检查系统各个环节的状态，尤其是各个传感器、数据采集箱、状态数据服务器及网络通讯状态，及时发现和排除故障，确保系统稳定安全运行。
9总 结
9.1华光潭水电机组状态监测系统针对华光潭水电机组的特点进行了针对性设计，功能全面、运行稳定，对把握机组的特点，预防事故等方面均起了重要作用。
9.2机组在线监测系统不仅能精准地找出故障原因所在，为后续华光潭机组减小振动摆度提供了准确的配重方位，为我厂带来了许多便利。