魚塘電站兩機測振測擺在線監測系統改造

殷少波

摘 要：本文以貴州省遵義市道真縣舊城鎮魚塘水電站為例圍繞水輪發電機測振測擺系統改造的議題進行了論述，通過改造測振測擺在線監測系統，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濟性創造有力的支持條件。

關鍵詞：水電站;測振測擺系統;在線監測系統

1引言

近年來，作為傳統火力發電的重要補充力量，水力發電在能源結構市場中占據的地位和比重不斷提升。為了更好地發揮出水電站的民生和社會服務效能，借助現代科技力量加快提升水電站運行的安全性和經濟性是水電站工作研究的重要內容。

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境內，目前共兩臺混流式水輪發電機組，單機容量37.5MW，總裝機容量75MW，水輪機型號為HLA551C-LJ-310，發電機型號為：SF37.5-32/6400。電站現有的測振測擺系統已連續運行13年，各測量元件及處理模塊已不具備安全生產要求。為提高水電站安全經濟運行管理水平，提高水電站運行的自動化水平，現對電站測振測擺在線監測系統進行改造升級。

3魚塘水電站機組主要技術要求

魚塘水電站機組主要技術和相關指標應符合行業權威技術標準及國家制定的技術規范或要求。

4魚塘水電站兩機測振測擺在線監測系統改造及成效

4.1監測系統組成

魚塘電站2臺機組配置2套振擺在線監測系統，2臺機組配置1個標準的機柜，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。監測系統的主要組成部分包括振動傳感器、擺度傳感器、鍵相傳感器、數據采集處理系統、分析軟件、系統機柜、振動模塊、擺度模塊、信號通訊及電源電纜、上位機，采取一套系統監視兩臺機組的方式，上位機實時監視及報警功能。系統應能通過通訊功能將所有采集數據、報警方案等傳輸至電站計算機監控。系統應具備拓展功能，通過與電站現有狀態監測數據的集成（如機組啟停狀態、轉速等），實現對機組故障的診斷。其中數據采集處理系統以及顯示單元系統安裝在水電站主廠房發電機層相應的機組段。機組現場原始監測數據由傳感器設備現場采集獲得相應的信號，然后對采集到的信號進行分析整理。監測到的信息數據以暫態或穩態的方式存儲在監測系統中。

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數據采集系統

數據采集系統主要包括機架振動模塊、鍵相模塊、大軸擺度模塊。數據采集系統能夠對信號進行預處理，對各頻率波段數據信號進行跟蹤過濾，對數據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速情況下都能夠完成對數據的采集。數據采集系統的具體模塊數量根據水電站測振測擺點的數量來確定。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備的故障分析與診斷。

數據采集系統現場配置獨立的設備機柜，機柜除安裝系統模塊及其他必備電子元器件外，還配置相應的人機界面，根據軟件配置顯示出相應的監測信息，通過人機界面實現操作、查看和切換等功能。

4.4監測分析軟件

監測分析軟件以多種信息數據呈現方式來動態顯示監測系統采集處理的信息，如棒狀圖、結構示意圖、機架振動圖、趨勢圖、表格等。軟件具備歷史數據的查詢功能，能夠將最新數據和歷史數據進行對比，使機組信息和運行狀態數據更加清晰了然。具備專業數據分析的功能，如分析有功情況、無功情況、導葉開度等。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計的要求，判斷機組各部位運行狀態是否正常。針對機組運行的過渡過程進行實時數據分析，當機組各部測點信號異常或軟件分析結論異常時，能正確發出報警信號或開關量輸出信號。

4.5通訊及對時

測振測擺在線監測系統的通訊功能主要是通過以太網IP設置以及與電站計算機監控系統進行連接來實現。通過將機組實時數據與測振測擺采集數據進行比對、分析，并將采集的振擺數據、分析結果傳輸至計算機監控下位機系統，與計算機監控系統配合，實現機組測振測擺的遠程監視、遠程診斷以及故障報警功能。連接方式采用以態網、USB接口、串口連接（RS232/RS485）等方式，在標準通訊協議基礎上實現監測系統與其它系統數據交換的目標，形成的遠程狀態監測網具有EC61850通訊協議和具有104規約等。系統所有設備采用標準時鐘，與監控系統合用GPS或北斗衛星接收系統時鐘。

5結語

通過對魚塘水電站進行測振測擺在線監測系統改造升級，大大提高了水電站運行管理的自動化水平，改造升級后的監測系統滿足了水電站“無人值班、少人值守”的安全經濟管理需求。通過對監測數據的收集和分析，幫助電站人員及時發現異常，節省了電站檢修運維時間和成本，助推水電站實現高質量發展的目標。

參考文獻：

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