專利名稱：水輪發(fā)電機組振動保護系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種水輪發(fā)電機組振動保護系統(tǒng)。
背景技術：
振動是影響水輪發(fā)電機組正常運行和危害 機組壽命的主要故障，對振動及時進行故障診斷，有利于提高水輪發(fā)電機組的安全、經濟運行水平，提高水力機組運行小時數，為我國的水力發(fā)電帶來巨大的經濟效益。振動所造成的原因多祥，主要來源于機械、水力、電磁力不平衡等方面。其危害主要表現在如下方面I、引起機組轉動及固定部分設備的疲勞破壞區(qū)的形成和擴大，從而使相關設備連接松動軸向位移產生設備損害。2、加速機組轉動部分相互磨損程度。如大軸劇烈擺動可使軸與軸瓦的溫度升高，使軸瓦燒毀；發(fā)電機轉子振動過大増加滑環(huán)電刷磨損，使溫度升高，加劇設備老化及損害。3、水力不平衡，在尾水管中形成的渦流脈動壓カ振動使尾水管壁產生裂縫，嚴重時使尾水設施遭到破壞。4、水輪機組共振引起的后果更加嚴重。如機組設備與廠房的共振，可使整個設備和廠房遭到不同程度的損壞。目前對水輪發(fā)電機組的振動保護領域沒有簡單、可靠、實用的解決方法，系統(tǒng)結構復雜，環(huán)節(jié)較多，采用了復雜的算法和機理，容易造成系統(tǒng)死機、測量值不準，可維護度低，系統(tǒng)故障時需要專業(yè)技術人員才能解決，由此造成大多水電廠的機組狀態(tài)監(jiān)測的系統(tǒng)流于形式，成為ー種擺設，沒有達到狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的應有的效果。
實用新型內容本實用新型克服了現有技術中的缺點，提供了ー種水輪發(fā)電機組振動保護系統(tǒng)，具有可靠性高、易維護、簡單、實用的特點，并且能提高水電廠生產管理的效率。本實用新型的技術方案是一種水輪發(fā)電機組振動保護系統(tǒng)，包括信號采集單元、人機接ロ、交換機和后臺系統(tǒng)；所述信號采集單元包括安裝在模塊機架上的控制器、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊和開關量輸出模塊，所述模塊機架為控制器、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊和開關量輸出模塊供電，并提供數據總線；所述控制器內置嵌入式操作系統(tǒng)，包括有兩個串ロ、兩個以太網口和ー個VGA接ロ ；信號采集單元通過VGA接ロ與人機接ロ連接；人機接ロ與交換機連接，交換機通過封裝的通訊中間件與信號采集單元的以太網ロ連接，交換機還與后臺系統(tǒng)連接，后臺系統(tǒng)經過隔離裝置和防火墻后通過公網和遠程終端連接。所述模塊機架的底板為四槽或八槽。所述模擬量輸入模塊包括十六通道單端或八通道差分。所述開關量輸出模塊為繼電器型，空接點。[0014]與現有技術相比，本實用新型的優(yōu)點是結構清晰、伸縮性強、可自由組合、安全可靠。該實用新型可以根據結合現場情況，作成簡易型振擺測試裝置，也可以作ー套綜合性系統(tǒng)。本系統(tǒng)具備相應的運行平臺，包括操作系統(tǒng)、支持軟件、數據庫、數據分析處理軟件等，能夠為用戶提供多種界面友好、操作方便的數據監(jiān)視、參數設置及數據查詢窗ロ，并為用戶提供實時及離線分析的接ロ ；能夠根據機組運行情況的變化，并有效地提高設備的可利用率，使用機組運行模式識別技術了解被控對象特性的變化趨勢，為計算機監(jiān)控系統(tǒng)提供控制和調節(jié)的依據；結合采用現有的通訊技術、視頻技術，系統(tǒng)與后臺(遠程)狀態(tài)分析診斷エ作站組成電站機組狀態(tài)監(jiān)測網絡，實現數據遠傳、遠程維護、遠程診斷功能。
本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中圖I是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
如圖I所示，一種水輪發(fā)電機組振動保護系統(tǒng)，包括Rs232接ロ I、RS485接ロ 2、VGA接ロ 3、第一以太網ロ 4、第二以太網ロ 5、雙冗余電源6 (DC18 48V)、人機接ロ 7、交換機8、模塊機架9、模擬量輸入模塊10、開關量輸入模塊13、開關量輸出模塊14、控制器15、后臺系統(tǒng)16、公網17、遠程終端18等，其中本實用新型采用模塊化結構，信號采集單元包括控制器15、模擬量輸入(Al)模塊10、開關量輸入(DI)模塊13、開關量輸出(DO)模塊14、模塊機架9等；所述控制器15內置嵌入式操作系統(tǒng)，CPU為32位，主頻為520M，64M SDRAM, 64MFLASH Memory ;有兩個串ロ(Rs232接ロ I、RS485接ロ 2)，兩個以太網ロ(第一以太網ロ 4、第二以太網ロ 5，雙網段)，I個VGA接ロ 3 ；十六通道模擬量輸入模塊10包括十六通道單端或八通道差分；八通道開關量輸出模塊14為繼電器型，空接點；模塊機架9包括四槽和八槽兩種規(guī)格；十六通道模擬量輸入模塊10、八通道開關量輸入模塊13、八通道開關量輸出模塊14和控制器15均安裝在模塊機架9上，通過底板9為十六通道模擬量輸入模塊10、八通道開關量輸入模塊13、八通道開關量輸出模塊14和控制器15供電，并提供數據總線。通過控制器15中的兩個串ロ(Rs232接ロ I、RS485接ロ 2)實現與水電廠內其他子系統(tǒng)的串ロ通訊功能；通過VGA接ロ 3實現與人機接ロ 7進行數據呈現；通過信號采集單元的Al模塊、DI模塊可以收集水電廠水輪發(fā)電機組的監(jiān)測數據，監(jiān)測數據包括機械量、電氣量、狀態(tài)量等，如振動、擺度、功率、開度、水頭、溫度、壓カ脈動、氣隙、磁通量等，并完成對原始數據和特征量的預處理。人機接ロ 7為一臺帶嵌入式操作系統(tǒng)或桌面系統(tǒng)的低功耗、高性能エ控機，人機接ロ 7的性價比高，可靠性高、功能強，可以完全替代普通的人機界面。人機接ロ 7與交換機8連接，通過封裝自主開發(fā)的通訊中間件，與信號采集單元實現數據通信，完成數據收集、歸檔、組態(tài)、呈現、分析、權限管理等高級功能。在人機接ロ 7中安裝專用數據庫，實現數據建模方法構建分析系統(tǒng)數據模型，對信號采集單元中的原始數據進行濾波、波形分析、趨勢分析、幅值計算，并結合エ況、不同機組情況、現場運行經驗庫實現水輪發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測。后臺系統(tǒng)16收集、整理水輪發(fā)電機機組類型和各種運行エ況的中間數據；對水輪發(fā)電機組振動的實時數據進行分析處理，表征為機組穩(wěn)定性指標的數據格式，同時存儲在數據庫中；對數據庫中的各類數據進行識別、分類，對振動數據進行提煉和分析，獲得機組各エ況振動的特性和和趨勢，結合機組當前運行方式和運行エ況及實時數據，做出相應的預警及保護處理，并輸入到計算機監(jiān)控系統(tǒng)中實時調整機組的出力，避開振動區(qū)或停機，減少對機組的危害。水電廠配置電カ專用的隔離裝置與防火墻，后臺系統(tǒng)16經過隔離裝置和防火墻后通過公網17和遠程終端18與后臺(遠程)狀態(tài)分析診斷工作站連接，組成電站機組狀態(tài) 監(jiān)測網絡，實現數據遠傳、遠程維護、遠程診斷功能。
權利要求1.一種水輪發(fā)電機組振動保護系統(tǒng)，其特征在于包括信號采集單元、人機接ロ、交換機和后臺系統(tǒng)；所述信號采集單元包括安裝在模塊機架上的控制器、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊和開關量輸出模塊，所述模塊機架為控制器、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊和開關量輸出模塊供電，并提供數據總線；所述控制器包括有兩個串ロ、兩個以太網口和一個VGA接ロ ；信號采集單元通過VGA接ロ與人機接ロ連接；人機接ロ與交換機連接，交換機通過封裝的通訊中間件與信號采集單元的以太網ロ連接，交換機還與后臺系統(tǒng)連接，后臺系統(tǒng)經過隔離裝置后通過公網和遠程終端連接。
2.根據權利要求I所述的水輪發(fā)電機組振動保護系統(tǒng)，其特征在于所述人機接ロ為一臺エ控機。
3.根據權利要求I所述的水輪發(fā)電機組振動保護系統(tǒng)，其特征在于所述模塊機架的底板為四槽或八槽。
4.根據權利要求I所述的水輪發(fā)電機組振動保護系統(tǒng)，其特征在于所述模擬量輸入模塊包括十六通道單端或八通道差分。
5.根據權利要求I所述的水輪發(fā)電機組振動保護系統(tǒng)，其特征在于所述開關量輸出模塊為繼電器型，空接點。
專利摘要本實用新型公開了一種水輪發(fā)電機組振動保護系統(tǒng)，包括信號采集單元、人機接口、交換機和后臺系統(tǒng)；所述信號采集單元包括安裝在模塊機架上的控制器、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊和開關量輸出模塊；所述控制器內置嵌入式操作系統(tǒng)，包括有兩個串口、兩個以太網口和一個VGA接口；信號采集單元通過VGA接口與人機接口連接；人機接口與交換機連接，交換機通過封裝的通訊中間件與信號采集單元的以太網口連接，交換機還與后臺系統(tǒng)連接，后臺系統(tǒng)經過隔離裝置和防火墻后通過公網和遠程終端連接。本實用新型的優(yōu)點是具有可靠性高、易維護、簡單、實用的特點，并且能提高水電廠生產管理的效率。
文檔編號G05B19/04GK202468136SQ201120566929
公開日2012年10月3日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權日2011年12月30日
發(fā)明者何軍, 劉晉敏, 吳華豐, 唐洪, 王春林 申請人:四川中鼎智能技術有限公司