SPU2100產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與技術(shù)優(yōu)勢

1、 第一章 水電機(jī)組振擺保護(hù)綜述1.1 水電機(jī)組振擺保護(hù)概念水電機(jī)組振擺保護(hù)的概念一般認(rèn)為是從石化、汽輪機(jī)組等高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的監(jiān)測演變而來的，并直接運(yùn)用到水輪機(jī)組上。這也是業(yè)界的普遍認(rèn)識，但是水輪機(jī)組振動擺度的信號特點(diǎn)與石化、汽輪機(jī)組有明顯不同，它的信號主要分布在低頻和超低頻上，同時水機(jī)振動的表現(xiàn)形式和危害也和一般意義上的監(jiān)測設(shè)備不一樣，所以水機(jī)的振擺保護(hù)和汽輪機(jī)的振擺保護(hù)有本質(zhì)的不同。水機(jī)振擺保護(hù)之所以比較難做，主要是因?yàn)橐龊谜駭[系統(tǒng)，必須懂得水機(jī)振動機(jī)理，但是水機(jī)振動誘發(fā)原因很多，如果采用單一峰峰值或均值報警很可能導(dǎo)致保護(hù)的誤動作，造成電廠的損失，所以此類保護(hù)裝置的設(shè)計比傳統(tǒng)的保護(hù)裝置要

2、復(fù)雜的多，遠(yuǎn)不是一個振擺測試儀表就能解決問題的。就水機(jī)振擺保護(hù)而言，除了一般保護(hù)裝置所具備的功能以外，還要能夠“智能”區(qū)分出，什么是危害的振動、什么是因?yàn)橥饨绺蓴_所帶來的測量誤差。這是水輪機(jī)組在線監(jiān)測發(fā)展到高端應(yīng)用時，在新的領(lǐng)域使用的產(chǎn)品。水電機(jī)組振擺檢測保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用不僅是保證水電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行、提高經(jīng)濟(jì)效益的一項(xiàng)重要技術(shù)措施，也是指導(dǎo)水電機(jī)組的科學(xué)維護(hù)、逐步從定期檢修向狀態(tài)檢修過渡，真正實(shí)現(xiàn)無人值班的重要技術(shù)支持手段之一，對我國水電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有重大意義。1.2 用戶對振擺保護(hù)的需求從狀態(tài)監(jiān)測行業(yè)發(fā)展來看，大型、復(fù)雜的系統(tǒng)并不適應(yīng)于電廠生產(chǎn)單位使用，各個廠商都在不停的增加系統(tǒng)功能，將

3、狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)變成一個維護(hù)復(fù)雜且容易出故障的系統(tǒng)。我們認(rèn)為，對于電廠用戶來說，適應(yīng)的產(chǎn)品應(yīng)該有如下的特點(diǎn)：l 設(shè)備小型化l 結(jié)構(gòu)簡單l 部署方便l 容易理解l 運(yùn)行穩(wěn)定可靠作為具有上述特點(diǎn)的設(shè)備，振擺保護(hù)裝置符合電廠用戶的基本需求，同時作為保護(hù)裝置，應(yīng)該能夠正確執(zhí)行保護(hù)動作，在保護(hù)裝置動作后，應(yīng)能夠得到保護(hù)裝置動作前后設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)。由于水電振動擺度裝置和汽輪機(jī)組等振動擺度的巨大差異，水機(jī)振擺裝置的動作、報警的設(shè)置應(yīng)符合水機(jī)本身運(yùn)行現(xiàn)實(shí)情況而不是采用一種通用的設(shè)置。1.3 水電機(jī)組振擺保護(hù)裝置現(xiàn)狀水電廠運(yùn)行的保護(hù)裝置多種多樣，如電氣保護(hù)、機(jī)械過速保護(hù)等，目前水機(jī)設(shè)備振動保護(hù)應(yīng)用遠(yuǎn)沒有普與，主要的

4、原因是水機(jī)保護(hù)裝置的穩(wěn)定性、適用性和頻繁誤動制約了水電機(jī)組保護(hù)裝置發(fā)展。1.4 SPU2100水電機(jī)組振擺保護(hù)介紹基于上述問題，奧技異公司根據(jù)自己十幾年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)和深厚的研發(fā)技術(shù)，開發(fā)了SPU2100振動擺度保護(hù)裝置，它是一種小型化、安裝方便、結(jié)構(gòu)簡單的新型設(shè)備，設(shè)備采用了穩(wěn)定的電氣結(jié)構(gòu)和高效的實(shí)時操作系統(tǒng)。單機(jī)具有16個報警輸出接點(diǎn)、8個開關(guān)量輸入、24路模擬量輸入，同時為保證系統(tǒng)端口的擴(kuò)展，可以通過設(shè)備級聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)化的保護(hù)裝置，并在部實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的硬同步。裝置的數(shù)據(jù)處理是產(chǎn)品的重要亮點(diǎn)，由于設(shè)備的系統(tǒng)采用了高效的實(shí)時系統(tǒng)，可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行限波、濾波、去除超低頻干擾計算，而不影響系統(tǒng)運(yùn)行效率，保

5、證了數(shù)據(jù)的時效性。保護(hù)裝置的報警輸出算法是區(qū)別其他保護(hù)裝置的另一亮點(diǎn)，它結(jié)合了水機(jī)振動特點(diǎn)，綜合考慮了水機(jī)工況和低頻振動特征進(jìn)行報警規(guī)則設(shè)定，是專門為水機(jī)所研發(fā)的保護(hù)裝置。SPU2100振動擺度保護(hù)裝置，還具備網(wǎng)絡(luò)功能，可以傳輸實(shí)時波形，作為結(jié)構(gòu)開放的系統(tǒng)，可以和其他系統(tǒng)集成。設(shè)備的保護(hù)功能并沒有摒棄狀態(tài)監(jiān)測功能，對于保護(hù)裝置只要開啟網(wǎng)絡(luò)功能，配合相關(guān)的軟件服務(wù)系統(tǒng)就是一個狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的采集單元，這種設(shè)計可以為用戶以后升級節(jié)約資金。第二章 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)2.1系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)SPU2100機(jī)組振動擺度保護(hù)系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)水電機(jī)組報警保護(hù)功能為設(shè)計目標(biāo)，完善水電機(jī)組的在線監(jiān)測系統(tǒng)，組建水電站的智能化系統(tǒng)。該系統(tǒng)

6、能夠通過高速采集通道，實(shí)時監(jiān)測機(jī)組的振動、擺度和工況等機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)關(guān)鍵特征量， 通過專業(yè)報警算法進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選和提取，結(jié)合復(fù)雜邏輯的聯(lián)合報警規(guī)則，進(jìn)行機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)報警，并記錄報警時刻段的實(shí)時數(shù)據(jù)，作為報警狀態(tài)分析的依據(jù)。系統(tǒng)采用先進(jìn)的硬件系統(tǒng)平臺，結(jié)合穩(wěn)定的軟件平臺以與專業(yè)的算法核心，能夠做到監(jiān)測實(shí)時性高、狀態(tài)判斷準(zhǔn)確、報警與時。完善的邏輯報警保護(hù)規(guī)則可以避免系統(tǒng)的誤報警和誤保護(hù)。2.2 硬件體系結(jié)構(gòu)SPU2100機(jī)組振動擺度保護(hù)系統(tǒng)按機(jī)組單元設(shè)置，一臺機(jī)組需配置12套振擺保護(hù)裝置，具體套數(shù)根據(jù)實(shí)際監(jiān)測保護(hù)測點(diǎn)數(shù)目而定。每臺機(jī)單獨(dú)配置一面盤柜， 每套裝置的主要設(shè)備包括：（1）前端傳感元件，包括振

7、動傳感器、擺度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器等一次測量元件。（2）現(xiàn)地振動擺度保護(hù)盤，由振擺監(jiān)測報警保護(hù)裝置、傳感器電源箱、人機(jī)界面（可選）、交直流雙供電的逆變電源裝置、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、鼠標(biāo)鍵盤等設(shè)備組成。 根據(jù)招標(biāo)文件要求，結(jié)合我方經(jīng)驗(yàn)我方設(shè)計的振擺保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：44 / 26機(jī)組振擺保護(hù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D保護(hù)動作信號上傳至集控中心集控中心通訊機(jī)保護(hù)動作信號上傳至集控中心傳感器端子箱#2機(jī)振擺保護(hù)控制柜監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地LCU報警與停機(jī)信號監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地LCU監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地LCU報警與停機(jī)信號報警與停機(jī)信號現(xiàn)地采集顯示層#n機(jī)振擺保護(hù)控制柜#1機(jī)振擺保護(hù)控制柜端子箱端子箱現(xiàn)地傳感器層傳感器傳感器機(jī)組振動擺度保護(hù)盤由柜

8、體、電源模塊、主機(jī)、數(shù)據(jù)采集裝置、與傳感器一一對應(yīng)的數(shù)據(jù)采集模塊、觸摸按鍵面板、液晶顯示器、接線端子等組成。該盤柜的實(shí)物示意圖如下（僅為示意）：SPU2100振擺保護(hù)裝置1交直流逆變電源傳感器電源箱工業(yè)平板電腦SPU2100振擺保護(hù)裝置2其中相關(guān)設(shè)備如下：序號名稱單機(jī)數(shù)量備注1標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)機(jī)柜柜體（2260*800*800）1臺含端子排等附件,盤柜實(shí)際數(shù)量應(yīng)根據(jù)配置的采集預(yù)處理單元的多少確定。215寸觸摸式平板電腦（含鍵盤鼠標(biāo)）1臺（可選）3傳感器電源箱1臺4機(jī)組振擺保護(hù)采集裝置（包括所有監(jiān)測模塊）2臺5輸出模塊與出口繼電器1套含在采集箱中6交直流雙供逆變電源1套2.3 軟件體系結(jié)構(gòu)SPU2100

9、軟件體系結(jié)構(gòu)分為：底層硬件平臺軟件結(jié)構(gòu)和實(shí)時系統(tǒng)平臺軟件結(jié)構(gòu)。其中，底層硬件平臺軟件結(jié)構(gòu)主要為采樣控制和數(shù)據(jù)整合功能，F(xiàn)PGA邏輯控制核心，負(fù)責(zé)整個硬件平臺的邏輯控制和數(shù)據(jù)流向；DSP處理核心，負(fù)責(zé)硬件平臺的數(shù)據(jù)提取和整合。所有整合好的標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)通過橋接芯片送到實(shí)時系統(tǒng)平臺，進(jìn)入核心算法處理流程。傳感器DSPFPGA采集通道AD橋芯片驅(qū)動實(shí)時系統(tǒng)底層硬件平臺軟件結(jié)構(gòu)示意圖底層硬件整合好的數(shù)據(jù)，進(jìn)入實(shí)時系統(tǒng)平臺，首先會進(jìn)入雙緩存模塊，數(shù)據(jù)被分層、分時處理，防止數(shù)據(jù)的丟失和重疊，經(jīng)該環(huán)節(jié)順序提取的數(shù)據(jù)進(jìn)入核心算法環(huán)節(jié)，此環(huán)節(jié)為整個實(shí)時系統(tǒng)平臺軟件的核心，包含多種報警算法以與復(fù)雜的聯(lián)合報警邏輯規(guī)則

10、，經(jīng)算法處理后的數(shù)據(jù)分為三組，分別進(jìn)入顯示部分、報警輸出部分和網(wǎng)絡(luò)部分。數(shù)據(jù)雙緩存模塊核心算法報警顯示網(wǎng)絡(luò)實(shí)時系統(tǒng)平臺軟件結(jié)構(gòu)圖第三章 產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)與功能3.1 電氣參數(shù)（技術(shù)指標(biāo)）型號SPU2100核心處理器IntelPentiumM存256M,最大可擴(kuò)展至1G記錄容量80GB（選配）模擬量通道24通道模擬量輸入通道信號電壓信號-5V+5V,-10V+10V,-20V+20V電流信號020mA, 420mA,-20mA20mA開關(guān)量輸入通道最大8路+1路鍵相開關(guān)量輸出通道16路無源繼電器輸出同步信號輸入輸出實(shí)現(xiàn)多機(jī)同步連接采樣方式全通道同步采樣整周期采樣采樣頻率單通道最高200KHz采樣形式

11、等相位采樣和等時間間隔采樣，支持連續(xù)無間斷采樣AD轉(zhuǎn)換精度16Bit濾波器形式6階抗混濾波器，截止頻率20-200KHz可程控調(diào)整有效分析頻率振動、擺度信號10kHz存儲方式振動、擺度、壓力脈動監(jiān)測、空氣間隙、磁通量監(jiān)測、空化噪聲監(jiān)測Dt,DRPM,工況變化,報警狀態(tài)變化等聯(lián)合控制存儲模式網(wǎng)絡(luò)接口100MHz以太網(wǎng)，TCP/IP 其它通信接口RS232/RS485/RS422，USB通訊規(guī)約Modbus等,波特率最高115200bps擺度采集模塊測量指標(biāo)測量精度峰值誤差1m；對于轉(zhuǎn)頻信號，相位誤差小于3度；間隙誤差0.01V；輸入信號電渦流傳感器，-20V+20V或420mA振動采集模塊測量指

12、標(biāo)測量精度峰值誤差1m；對于轉(zhuǎn)頻信號，相位誤差小于3度；間隙誤差0.01V；輸入信號速度傳感器，-10V+10V或420mA開關(guān)量采集模塊時間分辨率1ms輸入信號無源開關(guān)信號繼電器輸出模塊輸出方式無源開關(guān)信號輸出接點(diǎn)容量DC220V，2A繼電器動作時間1ms工作電源220VAC±10%，50Hz±10%功率最大30W抗傳感器失穩(wěn)措施¨ 智能沖擊檢測數(shù)字積分器；¨ 數(shù)字式0.5Hz低阻(高通)濾波器；¨ 數(shù)字式50Hz限波濾波器；3.2 功能簡介3.2.1 實(shí)時顯示功能系統(tǒng)前面板帶有OLED高分辨顯示屏，能夠現(xiàn)地顯示各監(jiān)測通道的實(shí)時監(jiān)測值、報警狀

13、態(tài)和機(jī)組轉(zhuǎn)速等信息。3.2.2 報警、保護(hù)配置功能報警保護(hù)系統(tǒng)軟件，集成于測點(diǎn)配置軟件config.exe，不需安裝，可直接運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)，簡單易用，其配置過程如以下顯示圖形：報警輸出通道選擇，系統(tǒng)默認(rèn)16個報警或保護(hù)信號輸出，配置時根據(jù)實(shí)際需求配置。選擇好報警通道后，根據(jù)實(shí)際報警規(guī)則設(shè)置相應(yīng)工況；如果使用全工況，可不對其進(jìn)行設(shè)置。根據(jù)實(shí)際報警測點(diǎn)配置報警條件，如報警通道設(shè)置、報警保護(hù)越線值設(shè)置、報警延時設(shè)置等。3.2.3 報警功能3.2.3.1 基本報警保護(hù)功能簡介一臺保護(hù)裝置標(biāo)配16通道獨(dú)立繼電器輸出功能，能夠通過保護(hù)軟件的組態(tài)功能綁定到各個監(jiān)測通道，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)繼電器報警輸出功

14、能。1）信號的高速采集和精妙的算法確保報警和保護(hù)的實(shí)時性和準(zhǔn)確性。報警保護(hù)共分三級，一級報警表示測值信號超標(biāo)，但還不至于引起機(jī)組出現(xiàn)大的穩(wěn)定性事故，二級報警表示測值信號已比較嚴(yán)重超標(biāo)，必須加以重視，找出超標(biāo)原因，否則可能會出現(xiàn)穩(wěn)定性事故。三級報警（保護(hù)）表示測值非常嚴(yán)重超標(biāo)，如不發(fā)出停機(jī)令，隨時可能出現(xiàn)大的穩(wěn)定性事故。2）各級動作邏輯準(zhǔn)確可靠。各級報警或保護(hù)邏輯都可以根據(jù)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行設(shè)置；既可單通道設(shè)置報警，也可多通道設(shè)置報警；既可以加工況量輔助報警保護(hù)判斷，也可以全工況報警保護(hù)判斷；既可以延時報警，也可以實(shí)時報警。3）報警保護(hù)裝置既可單獨(dú)向監(jiān)控或保護(hù)系統(tǒng)輸出信號，也可以同時向監(jiān)控和保

15、護(hù)系統(tǒng)輸出信號。信號輸出無中間環(huán)節(jié)，動作迅速可靠。為防止出口繼電器誤抖動或通信異常導(dǎo)致的信號瞬間跳變，既可讓監(jiān)控或保護(hù)系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際情況做相應(yīng)時延，也可以讓報警保護(hù)裝置做冗余輸出。4）報警保護(hù)裝置配有液晶顯示屏，不僅可以實(shí)時顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)，而且可以現(xiàn)地實(shí)時顯示報警或保護(hù)狀態(tài)，便于使用人員的巡視和操作。3.2.3.2 定值整定原則1）定值整定有據(jù)可依，原則上參考如下規(guī)標(biāo)準(zhǔn)：GB_T_8564 水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)GBT 15468 水輪機(jī)基本技術(shù)條件DL_T_507 水輪發(fā)電機(jī)組啟動試驗(yàn)規(guī)程GBT 11348.5 旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)軸徑向振動的測量和評定 第5部分：水力發(fā)電廠和泵站機(jī)組GBT 6075.

16、5-2002在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評價機(jī)組機(jī)械振動 第5部分 水力發(fā)電廠和泵站機(jī)組2）以各臺機(jī)組運(yùn)行過程中的振擺值、規(guī)值、合同保證值進(jìn)行分析，以GB/T11348.5、GB/T6075.5兩個規(guī)中的相關(guān)要求為原則，對各機(jī)組的報警值、停機(jī)值進(jìn)行整定。3）時間定值的設(shè)定：參照正常開機(jī)轉(zhuǎn)速從0至100%Ne時間、穿越振動區(qū)時間、甩負(fù)荷轉(zhuǎn)速降至100%Ne時間等過程中的的最大值，再加一個合理的時間來確定。2.3.3.3 定值整定依據(jù)一、機(jī)組安裝說明書、技術(shù)說明、招投標(biāo)文件、合同所列電廠各臺機(jī)組振動、擺度設(shè)定值值。二、國家、行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（1）符合GB_T_8564水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)、GBT 15468

17、水輪機(jī)基本技術(shù)條件、DL_T_507水輪發(fā)電機(jī)組啟動試驗(yàn)規(guī)程等國家、行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，具體如下：15.3 機(jī)組空載試運(yùn)行15.3.1 機(jī)組機(jī)械運(yùn)行檢查： a) 機(jī)組啟動過程中，監(jiān)視各部位，應(yīng)無異常現(xiàn)象； b) 測量并記錄上下游水位與在該水頭下機(jī)組的空載開度； c) 觀察軸承油面，應(yīng)處于正常位置，油槽無甩油現(xiàn)象。監(jiān)視各部位軸承溫度，不應(yīng)有急劇升高現(xiàn)象。運(yùn)行至溫度穩(wěn)定，其穩(wěn)定溫度不應(yīng)超過設(shè)計規(guī)定值； d) 測量機(jī)組運(yùn)行擺度 (雙幅值)，其值應(yīng)不大于75的軸承總間隙； e) 測量機(jī)組振動，其值不應(yīng)超過表41的規(guī)定，如果機(jī)組的振動超過表41的規(guī)定值，應(yīng)進(jìn)行動平衡試驗(yàn)； f) 測量發(fā)電機(jī)殘壓與相序，相序應(yīng)正

18、確； g) 清掃滑環(huán)表面。 表41 水輪發(fā)電機(jī)組各部位振動允許值 單位：毫米機(jī)組型式項(xiàng)目額定轉(zhuǎn)速(n) r/minn<100100n<250250n<375375n<750立式機(jī)組水輪機(jī)頂蓋水平振動0.090.070.050.03頂蓋垂直振動0.110.090.060.03水輪發(fā)電機(jī)帶推力軸承支架的垂直振動0.080.070.050.04帶導(dǎo)軸承支架的水平振動0.110.090.070.05定子鐵心部位機(jī)座水平振動0.040.030.020.02定子鐵心振動(100HZ雙振幅值)0.030.030.030.03臥式機(jī)組各部軸承垂直振動0.110.090.070.05燈泡

19、貫流式機(jī)組推力支架的軸向振動0.100.08各導(dǎo)軸承的徑向振動0.120.10燈泡頭的徑向振動0.120.10注：振動值系指機(jī)組在除過速運(yùn)行以外的各種穩(wěn)定運(yùn)行工況下的雙振幅值表33 機(jī)組軸線的允許擺度值(雙振幅)軸名測量部位擺度類別軸轉(zhuǎn)速（n）r/minn<150150n<300300n<500500n<750n750發(fā)電機(jī)軸上、下軸承處軸頸與法蘭相對擺度 mm/m0.030.030.020.020.02水輪機(jī)軸導(dǎo)軸承處軸頸相對擺度mm/m0.050.050.040.030.02發(fā)電機(jī)軸集電環(huán)絕對擺度mm0.500.400.300.200.10注1：絕對擺度：指在測量部

20、位測出的實(shí)際擺度值。注2：相對擺度：絕對擺度(mm)與測量部位至鏡板距離(m)之比值。注3：在任何情況下，水輪機(jī)導(dǎo)軸承處的絕對擺度不得超過以下值：轉(zhuǎn)速在250 r/min以下的機(jī)組為0.35mm。轉(zhuǎn)速在250600 r/min以下的機(jī)組為0.25mm。轉(zhuǎn)速在600 r/min與以上的機(jī)組為0.20mm。注4： 以上均指機(jī)組盤車擺度，并非運(yùn)行擺度。（2）符合GBT 11348.5 旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)軸徑向振動的測量和評定 第5部分：水力發(fā)電廠和泵站機(jī)組要求，具體引用如下：A2.1 運(yùn)行限值為了長期運(yùn)行，通常的做法是確定振動限值，這些限值的形式如下:報警值:警示振動已經(jīng)達(dá)到規(guī)定值，或者發(fā)生了重大的變化，這

21、時可能需要采取補(bǔ)救措施。出現(xiàn)報警后，機(jī)組還可以繼續(xù)運(yùn)行一段時間，以便查明振動改變的原因并確定補(bǔ)救措施。停機(jī)值:超過這個規(guī)定振動值繼續(xù)運(yùn)行會導(dǎo)致機(jī)器損壞。如果振動超過停機(jī)值，應(yīng)該立刻采取措施，以降低振動或者立刻停機(jī)?？紤]到支撐剛度和動載荷的差別，對不同的測量位置和方向可以規(guī)定不同的運(yùn)行限值。A2.2 報警值的設(shè)定對于不同的機(jī)器，報警值可以有很大的變化。通常是相對于基線值來設(shè)定報警值。此基線值是根據(jù)特定機(jī)器側(cè)量的經(jīng)驗(yàn)而確定的。推 薦 設(shè) 置的報警值應(yīng)該比基線值高某一數(shù)值，此數(shù)值相當(dāng)于區(qū)域B上限值的25%，如果基線值較低，報警值可能在區(qū)域c以下在 沒 有 基線值的情況，例如新機(jī)組，初始報警值的設(shè)置應(yīng)

22、根據(jù)同類機(jī)器的經(jīng)驗(yàn)或者商定的驗(yàn)收值。運(yùn)行一段時間后，建立起穩(wěn)定狀態(tài)下的基線值后，再相應(yīng)地調(diào)整報警值。不論何種情況，報警值不能超出區(qū)域B上限的1.25倍。如果穩(wěn)態(tài)的基線值改變了(如大修后)，報警值設(shè)定需要相應(yīng)的修改。對于同一臺機(jī)器，考慮到支撐剛度和動載荷的不同，在不同的測量位置和方向可以規(guī)定不同的報警值。A2.3 停機(jī)值的設(shè)定停機(jī)值與機(jī)器的機(jī)械完整性有關(guān)，并且取決于某些特定的設(shè)計性能，這個性能指機(jī)器能夠經(jīng)受非常規(guī)動載荷的能力。所以，對于類似設(shè)計的所有機(jī)器，這個值一般是一樣的，而且通常與用來設(shè)定報警值的穩(wěn)定狀態(tài)下的基線值無關(guān)。然 而 ，對 于不同設(shè)計的機(jī)器，停機(jī)值是不一樣的，而且不可能給出設(shè)定絕對

23、停機(jī)值的確切準(zhǔn)則。一般來說，停機(jī)值將落在區(qū)域c或區(qū)域n，但是它不能超出區(qū)域c上限的1.25倍.A2.4 特殊運(yùn)行工況當(dāng)機(jī)器在正常負(fù)荷圍以外運(yùn)行和在瞬態(tài)工況運(yùn)行時，報警和停機(jī)功能必須被解除。如果在這些工況運(yùn)行期間機(jī)器也要監(jiān)測，必須按機(jī)器試運(yùn)轉(zhuǎn)時可接受的最大振動值選擇第二組報警值和停機(jī)值。（3）符合GBT 6075.5-2002在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評價機(jī)組機(jī)械振動 第5部分 水力發(fā)電廠和泵站機(jī)組要求，具體引用如下：5.5 運(yùn)行限值5.5概述為了長期運(yùn)行，通常的做法是確定振動限值。這些限值的形式如下:報警值 :警示振動已經(jīng)達(dá)到規(guī)定值，或者發(fā)生了重大的變化，這時可能需要采取補(bǔ)救措施。出現(xiàn)報警情況后，機(jī)

24、組還可以繼續(xù)運(yùn)行一段時間，以便查明振動改變的原因并確定補(bǔ)救措施。停機(jī)值 :超過這個規(guī)定振動值繼續(xù)運(yùn)行會導(dǎo)致機(jī)器損壞。如果振動超過停機(jī)值，應(yīng)該立刻采取措施以降低振動或者立刻停機(jī)考慮到支承剛度和動載荷的差別，對不同的測量位置和方向可以規(guī)定不同的運(yùn)行限值。5. 5.2報警值的設(shè)定對于不同的機(jī)器，報警值可以有很大的變化。通常是相對于基線值來設(shè)定報警值。此基線值是根據(jù)特定機(jī)器測量的經(jīng)驗(yàn)而確定的。推薦置的報警值應(yīng)該比基線值高某一數(shù)值，此數(shù)值相當(dāng)于區(qū)域B上限值的25%。如果基線值較低，報警值可能在區(qū)域C以下。在沒有基線值的情況，例如新機(jī)組，初始報警值的設(shè)置應(yīng)根據(jù)同類機(jī)器的經(jīng)驗(yàn)或者商定的驗(yàn)收值。運(yùn)行一段時間后

25、，建立起穩(wěn)定狀態(tài)下的基線值后，再相應(yīng)地調(diào)整報警值。不論何種情況，報警值不能超過區(qū)域B上限(這個上限值在表A1至表A4中定義為B/C)的1.25倍。如果穩(wěn)態(tài)的基線值改變了(如大修后)，報警值設(shè)定也需要相應(yīng)的修改。對于同一臺機(jī)器，考慮到支撐剛度和動載荷的不同，在不同的測量位置和方向可以規(guī)定不同的報警值。5.5.3停機(jī)值的設(shè)定停機(jī)值與機(jī)器的機(jī)械完整性有關(guān)，并且取決于某些特定的設(shè)計性能，這個性能是指機(jī)能夠經(jīng)受非常規(guī)的動載荷的能力。所以，對類似設(shè)計的所有機(jī)器，這個值一般是一樣的，而且通常與用來設(shè)定報警值的穩(wěn)定狀態(tài)下的基線值無關(guān)。然而，對于不同設(shè)計的機(jī)器，停機(jī)值是不一樣的，而且不可能給出設(shè)定絕對停機(jī)值的確

26、切準(zhǔn)則。一般來說，停機(jī)值將落在區(qū)域C或區(qū)域D，但是它不能超出區(qū)域C上限值(這個上限值在表A1至表A4中定義為C/D)的1.25倍。5.5.4特殊運(yùn)行工況當(dāng)機(jī)組在正常負(fù)荷圍以外運(yùn)行或在瞬態(tài)工況運(yùn)行時，報警和停機(jī)功能必須被解除。如果在這些工況運(yùn)行期間機(jī)器也要監(jiān)測，必須按照機(jī)器試運(yùn)轉(zhuǎn)時可接受的最大振動值選擇第二組報警值和停機(jī)值。（4）參照機(jī)組在臺機(jī)組從0轉(zhuǎn)速至100%Ne轉(zhuǎn)速、機(jī)組穿越振動區(qū)、機(jī)組甩負(fù)荷過程的實(shí)測振動擺度數(shù)據(jù)。第四章 產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢4.1 系統(tǒng)硬件優(yōu)勢4.1.1 高集成度硬件平臺，無插拔結(jié)構(gòu)，免維護(hù)設(shè)計系統(tǒng)由高集成度的硬件系統(tǒng)組成，省去了很多系統(tǒng)的插拔結(jié)構(gòu)，避免了系統(tǒng)因長期處于振動環(huán)境

27、，結(jié)構(gòu)松動，導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。免維護(hù)設(shè)計，更適合無人值守的電廠4.1.2 穩(wěn)定可靠的軟件平臺系統(tǒng)系統(tǒng)采用LINUX系統(tǒng)作為軟件平臺，該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，適合工業(yè)現(xiàn)場使用。4.1.3 1U系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，節(jié)省空間 系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的1u高度，19寸機(jī)架結(jié)構(gòu)，占用空間小，適合單機(jī)組多系統(tǒng)平臺組合模式。4.1.4 無風(fēng)扇、低功耗設(shè)計 系統(tǒng)采用低功耗設(shè)計，整體系統(tǒng)功耗低于12w，使用溫度圍為-20-55，適合高溫工業(yè)環(huán)境使用。4.1.5 高速、高精度采樣設(shè)計 系統(tǒng)采用16位AD芯片，單通道采樣速度可達(dá)200khz，滿足水電站所有監(jiān)測的采集。4.1.6 繼電器輸出功能 16通道獨(dú)立繼電器輸出功能，能夠通過保護(hù)軟件的組態(tài)功

28、能綁定到各個監(jiān)測通道，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)繼電器報警輸出功能。4.1.7 同步輸入輸出功能系統(tǒng)設(shè)計有同步時鐘輸入輸出功能，可以實(shí)現(xiàn)多個保護(hù)裝置完全同步工作，實(shí)現(xiàn)多機(jī)組的同步保護(hù)報警4.1.8 高速開關(guān)量通道系統(tǒng)配置有8通道差分開關(guān)量高速監(jiān)測通道，最高速度可達(dá)10khz，實(shí)現(xiàn)高頻信號的信號監(jiān)測。4.1.9 單系統(tǒng)多機(jī)組報警功能系統(tǒng)配置的8個開關(guān)量通道，每個通道都可以單獨(dú)配置成為轉(zhuǎn)速通道，可以實(shí)現(xiàn)單系統(tǒng)多轉(zhuǎn)速的功能，配合采樣通道的組態(tài)分配和報警通道的規(guī)則編輯，可以輕松實(shí)現(xiàn)單系統(tǒng)多機(jī)組的報警監(jiān)測。4.1.10 前面板顯示和按鍵功能 系統(tǒng)前面板帶有OLED高分辨顯示屏，能夠現(xiàn)地顯示各監(jiān)測通道的實(shí)時監(jiān)測值和機(jī)組轉(zhuǎn)速

29、，配合按鍵，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的參數(shù)現(xiàn)地修改和設(shè)定。4.2 軟件算法優(yōu)勢（1）振動保護(hù)信號采用速度型傳感器直接輸出的速度信號，而不是經(jīng)過積分后的位移信號，避免由于傳感器在橫向沖擊干擾下，經(jīng)過積分計算帶來的誤差而引起誤報警保護(hù)事件；（2）報警策略可根據(jù)需要靈活配置，既可選擇振動、擺度單通道信號報警，也可選擇多通道聯(lián)合報警策略，既能提高報警的準(zhǔn)確度，降低誤報率，還能保證在部分傳感器測點(diǎn)失效情況不影響報警保護(hù)功能。（3）對報警參數(shù)的設(shè)定也可根據(jù)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況靈活設(shè)定。軟件提供單周混頻值報警、32周混頻值報警、1X頻率報警、特定頻率成分報警、設(shè)定頻率帶報警等多種報警方式。（4）系統(tǒng)提供對歷史數(shù)據(jù)保存和分析

30、功能，通過對機(jī)組運(yùn)行特性的分析，如受水力因素的影響等，根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整報警策略，提高報警保護(hù)準(zhǔn)確性，保證機(jī)組安全運(yùn)行。4.3避免誤報、防止漏報報警規(guī)則優(yōu)勢4.3.1 普通報警保護(hù)邏輯（1）單測點(diǎn)報警輸出邏輯示例這種單測點(diǎn)的報警或保護(hù)判斷邏輯只簡單的判斷了振動、擺度或其它監(jiān)測量是否超標(biāo)，沒有考慮信號的干擾或其它因素造成的測值超標(biāo)，容易誤報和誤動。（2）多測點(diǎn)報警輸出邏輯示例 這種報警策略可以有效避免一個測點(diǎn)出現(xiàn)干擾或異常時造成的誤報和誤動，但卻可能造成單個測值確實(shí)嚴(yán)重超標(biāo)時的漏報和漏動，并且也不能很好排除多個測點(diǎn)同時超標(biāo)時出現(xiàn)的誤報和誤動。（3）單測點(diǎn)或多測點(diǎn)延時報警保護(hù)輸出邏輯示例這種報警策略

31、對測值超標(biāo)做了一定延時，只有在設(shè)定的時間，被選測值一直超標(biāo)，才發(fā)出相應(yīng)的報警和保護(hù)信號，這樣較好的避免了一些干擾和偶然因素對報警保護(hù)造成的誤判。由于機(jī)組運(yùn)行工況比較復(fù)雜，這種使用單一越線值報警規(guī)則無法滿足全工況的報警保護(hù)需求。即如果設(shè)定值偏小，機(jī)組在不穩(wěn)定負(fù)荷區(qū)時肯定會發(fā)出報警甚至保護(hù)，無益于值班維護(hù)人員的管理和機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，如果設(shè)定值偏大，機(jī)組在穩(wěn)定復(fù)合區(qū)運(yùn)行時，即使出現(xiàn)了異常也可能不會報警或保護(hù)使其本身的存在失去意義。（4）帶工況參數(shù)的延時報警保護(hù)規(guī)則輸出邏輯示例 這種報警保護(hù)策略較好的解決了測值設(shè)置單一問題，即機(jī)組運(yùn)行在穩(wěn)定工況按正常報警保護(hù)值設(shè)置，而在不穩(wěn)定工況時可適當(dāng)放大報警保護(hù)值（

32、具體設(shè)置可參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)組實(shí)際運(yùn)行測值）。4.3.2 SPU2100獨(dú)有防誤報邏輯普通報警保護(hù)邏輯已相對成熟，但是仍然沒有完全解決誤報的可能性，這是由于現(xiàn)有的傳感器或測量系統(tǒng)可能會出現(xiàn)一種持續(xù)的不穩(wěn)定狀態(tài)，如下圖采集到的真實(shí)信號：由于振動傳感器失穩(wěn)，頂蓋X向、Y向水平振動均出現(xiàn)很大測值，且持續(xù)多周，如果簡單采用普通報警保護(hù)邏輯，則一定會發(fā)出報警保護(hù)信號，造成不必要的損失。為了避免此種情況的出現(xiàn)，SPU2100報警保護(hù)特色性將特征值引入判斷邏輯，示意如下：這種報警策略不僅要求被選量要超過設(shè)定值，而且要求其特征值也在正常的圍，已保證被測信號的真實(shí)性；把報警保護(hù)選擇量的特征值1X引入判斷邏輯，有效

33、避免了由于傳感器問題帶來的誤報和誤動。4.3.3 SPU2100獨(dú)有防漏報邏輯為了提高報警保護(hù)裝置的使用性能，不僅要避免報警保護(hù)誤報和誤動，而且還要近可能的防止漏報和漏保護(hù)， SPU2100報警保護(hù)系統(tǒng)還特色性的增加m選n的規(guī)則設(shè)置報警和保護(hù)，即在m各子條件中，只要有n個條件滿足即可發(fā)出報警和保護(hù)信號，如選擇上導(dǎo)擺度X、上導(dǎo)擺度Y、下導(dǎo)擺度X、下導(dǎo)擺度Y四個子條件，只要其中任意兩個測值同時超標(biāo)，達(dá)到一定延時后，振擺保護(hù)裝置即可直接輸出保護(hù)信號。其判斷邏輯示意如下：有時機(jī)組異?，F(xiàn)象發(fā)生在多個部位的不同方向，比如上導(dǎo)某一方位的軸瓦支撐失效，可能表現(xiàn)為一個方向的擺動明顯增大（未到嚴(yán)重超標(biāo)），另一方向

34、則無明顯變化趨勢，同時下導(dǎo)的某一方向擺度也明顯增大（未到嚴(yán)重超標(biāo)），如果簡單的采用單測點(diǎn)或雙測點(diǎn)保護(hù)都不會動作，而采用這種保護(hù)邏輯則可以有效輸出保護(hù)動作。這種保護(hù)邏輯不僅可以擺度-擺度、振動-振動多重組合，還可以擺度-振動多重組合，由于它盡可能多的考慮的機(jī)組運(yùn)行的實(shí)際情況，因此運(yùn)用十分廣泛。4.4 產(chǎn)品升級優(yōu)勢SPU2100作為報警保護(hù)裝置，主要功能是實(shí)時顯示測量數(shù)據(jù)，并根據(jù)各種報警保護(hù)策略準(zhǔn)確無誤的做出判斷，輸出出報警和保護(hù)信號。為了使用方便，SPU報警保護(hù)裝置只需要增加平板電腦、服務(wù)器和相關(guān)軟件即可升級為在線監(jiān)測分析診斷系統(tǒng)，輕易獲得以下分析工具：¨ 時域信號圖¨ 功率

35、譜圖¨ 階次比分析圖¨ 相位分析圖¨ 軸心軌跡圖¨ 多軸心軌跡圖¨ 空間軸線圖¨ 時間趨勢分析圖¨ 多工況相關(guān)趨勢分析¨ 任意頻率特征趨勢分析¨ 瀑布圖¨ 全工況瀑布圖¨ 級聯(lián)圖¨ 波德圖分析¨ 極坐標(biāo)圖分析¨ 暫態(tài)過程波形回放¨ 擬合軌跡工具¨ 推力軸承狀態(tài)分析¨ 數(shù)值列表分析¨ 定轉(zhuǎn)子氣隙圓分析¨ 磁極輪廓分析¨ 磁極氣隙映像分析¨ 磁極場強(qiáng)映像分析¨ 磁極場強(qiáng)比較圖

36、68; 各磁極氣隙列表分析¨ 電氣參數(shù)P-Q容量圖¨ 局放Q-N二維分析¨ 局放Q-N-三維分析¨ 局放Q-二維分析¨ 局放N-二維分析¨ 局放Q-二維極坐標(biāo)分析¨ 局放N-二維極坐標(biāo)分析¨ 空化噪聲專用分析工具通過這些分析工具，可以非常全面的對機(jī)組軸線狀態(tài)、質(zhì)量不平衡、磁拉力不平衡等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析和診斷。4.5 故障錄波分析優(yōu)勢發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它的可靠運(yùn)行對于保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定具有重要意義。發(fā)電機(jī)報警保護(hù)故障錄波所記錄的數(shù)據(jù)為工作人員正確分析發(fā)電機(jī)故障原因，研究事故對策，與時處理事故提供了可靠的依據(jù)，同時，根據(jù)故障錄波數(shù)據(jù)還可以分析機(jī)組報警保護(hù)測值變化規(guī)律，進(jìn)行故障定位等，這些對于保證電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行起著十分重要的作用。SPU2100報警保護(hù)裝置不僅能與時準(zhǔn)確的輸出報警保護(hù)信號，而且可以追憶報警保護(hù)之前機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)，以便分析和定位事故原因。4.6