鱼塘电站两机测振测摆在线监测系统改造

殷少波

摘 要：本文以贵州省遵义市道真县旧城镇鱼塘水电站为例围绕水轮发电机测振测摆系统改造的议题进行了论述，通过改造测振测摆在线监测系统，有效提升了水电站运行自动化程度，为提高水电站运行安全性和经济性创造有力的支持条件。

关键词：水电站;测振测摆系统;在线监测系统

1引言

近年来，作为传统火力发电的重要补充力量，水力发电在能源结构市场中占据的地位和比重不断提升。为了更好地发挥出水电站的民生和社会服务效能，借助现代科技力量加快提升水电站运行的安全性和经济性是水电站工作研究的重要内容。

2鱼塘水电站概况

鱼塘水电站位于贵州省遵义市道真县旧城镇境内，目前共两台混流式水轮发电机组，单机容量37.5MW，总装机容量75MW，水轮机型号为HLA551C-LJ-310，发电机型号为：SF37.5-32/6400。电站现有的测振测摆系统已连续运行13年，各测量元件及处理模块已不具备安全生产要求。为提高水电站安全经济运行管理水平，提高水电站运行的自动化水平，现对电站测振测摆在线监测系统进行改造升级。

3鱼塘水电站机组主要技术要求

鱼塘水电站机组主要技术和相关指标应符合行业权威技术标准及国家制定的技术规范或要求。

4鱼塘水电站两机测振测摆在线监测系统改造及成效

4.1监测系统组成

鱼塘电站2台机组配置2套振摆在线监测系统，2台机组配置1个标准的机柜，机柜尺寸为：宽X厚X高=800×600×2260mm，屏体颜色为电力灰，色号代码RAL7035。监测系统的主要组成部分包括振动传感器、摆度传感器、键相传感器、数据采集处理系统、分析软件、系统机柜、振动模块、摆度模块、信号通讯及电源电缆、上位机，采取一套系统监视两台机组的方式，上位机实时监视及报警功能。系统应能通过通讯功能将所有采集数据、报警方案等传输至电站计算机监控。系统应具备拓展功能，通过与电站现有状态监测数据的集成（如机组启停状态、转速等），实现对机组故障的诊断。其中数据采集处理系统以及显示单元系统安装在水电站主厂房发电机层相应的机组段。机组现场原始监测数据由传感器设备现场采集获得相应的信号，然后对采集到的信号进行分析整理。监测到的信息数据以暂态或稳态的方式存储在监测系统中。

4.2振动摆度传感器

振动摆度传感器安装及布置如图2所示：

4.3数据采集系统

数据采集系统主要包括机架振动模块、键相模块、大轴摆度模块。数据采集系统能够对信号进行预处理，对各频率波段数据信号进行跟踪过滤，对数据采集的方式采用的是同起点整周期的方式，更好地保障机组在任意转速情况下都能够完成对数据的采集。数据采集系统的具体模块数量根据水电站测振测摆点的数量来确定。键相测量模块与振动信号配合，用于轴的动平衡分析以及设备的故障分析与诊断。

数据采集系统现场配置独立的设备机柜，机柜除安装系统模块及其他必备电子元器件外，还配置相应的人机界面，根据软件配置显示出相应的监测信息，通过人机界面实现操作、查看和切换等功能。

4.4监测分析软件

監测分析软件以多种信息数据呈现方式来动态显示监测系统采集处理的信息，如棒状图、结构示意图、机架振动图、趋势图、表格等。软件具备历史数据的查询功能，能够将最新数据和历史数据进行对比，使机组信息和运行状态数据更加清晰了然。具备专业数据分析的功能，如分析有功情况、无功情况、导叶开度等。通过分析软件能够判断机组振动或摆动状况是否满足工艺设计的要求，判断机组各部位运行状态是否正常。针对机组运行的过渡过程进行实时数据分析，当机组各部测点信号异常或软件分析结论异常时，能正确发出报警信号或开关量输出信号。

4.5通讯及对时

测振测摆在线监测系统的通讯功能主要是通过以太网IP设置以及与电站计算机监控系统进行连接来实现。通过将机组实时数据与测振测摆采集数据进行比对、分析，并将采集的振摆数据、分析结果传输至计算机监控下位机系统，与计算机监控系统配合，实现机组测振测摆的远程监视、远程诊断以及故障报警功能。连接方式采用以态网、USB接口、串口连接（RS232/RS485）等方式，在标准通讯协议基础上实现监测系统与其它系统数据交换的目标，形成的远程状态监测网具有EC61850通讯协议和具有104规约等。系统所有设备采用标准时钟，与监控系统合用GPS或北斗卫星接收系统时钟。

5结语

通过对鱼塘水电站进行测振测摆在线监测系统改造升级，大大提高了水电站运行管理的自动化水平，改造升级后的监测系统满足了水电站“无人值班、少人值守”的安全经济管理需求。通过对监测数据的收集和分析，帮助电站人员及时发现异常，节省了电站检修运维时间和成本，助推水电站实现高质量发展的目标。

参考文献：

[1]小型水电站自动化监控系统，王生勇，百科论坛电子杂志，2019（000），002