汽轮发电机组轴系扭振监测与分析系统

核心提示：　　1引言在电网扰动或承受冲击载荷的情况下，汽轮发电机组会因受到不平衡转矩的作用而激发轴系扭振如果扭振振幅超过允许值，就会导致轴系的疲劳损伤，甚至造成恶性事故因此，对汽轮发电机组轴系扭振进行介线监测勾

　　1引言在电网扰动或承受冲击载荷的情况下，汽轮发电机组会因受到不平衡转矩的作用而激发轴系扭振如果扭振振幅超过允许值，就会导致轴系的疲劳损伤，甚至造成恶性事故因此，对汽轮发电机组轴系扭振进行介线监测勾分析，足关系到汽轮发电机组安令运亍的重大课之。

　　木文介绍新近研制的汽轮发电机组轴系扭振作线监测与分析系统，在分析时间脉冲法测量旋转轴系扭振的原理及信号处理方法之后，详细阐述了该系统的结构组成和功能分析2时间脉冲法扭振测量的原理与信号处理获取安装在轴1的等分或不UM等分齿轮产生的系列脉冲串，从中分析得到轴系扭振信号的方法采用晶振发生数，确定每脉冲间隔的时间，并与无扭振时平稳角速度的脉冲间隔进行比较，从s1fflSSJSJas而获得转轴的扭振信息为消除弯曲振动对扭振测量的干扰，可采用双传感器拾振的方法1给出了时间脉冲法测量转轴扭振的原理祖设轴系旋转1周的，间为则均角违度为叫。

　　时间则在时间内向前或向后的扭角为2.1时间脉冲法扭振测量原理离散化处理后得脉冲时序法就是将传感器的输出信号限幅整形，离散化成疏密相间的矩形波，利用单片机的51部件。在内部时钟的作用下，连续对矩形波进厅计数假设计数脉冲的时1间隔为，则1=人。=7 2.2扭振信号的处理与分析22.1扭振采样倍号的特点及处理扭振信号中包含与转速同频率或倍频的成分，但般扭振成分的频率与转速不相关，故不能对各扭振分量整周期截取为减少频谱分析时的栅栏效应，可增加信号的采样数；由于汽轮发电机组轴系的扭振频率般较低此此并不要很高的采样速卓瞬态拙辰是个逐渐衰减的过程，如果把衰减扭振过程的信号分段并作1分析，并比较各段间同频率分量的幅值变化可算出各频率下的振幅衰减系数，进而得出模态阻尼比22.2脉冲下扰的数字剔除通过平均差值法，可剔除并替换受千扰值先将采样数据相邻点两两相减，求其绝付位之和，然后将该和值除以求和点数，得到平均差值么设定某阈值必，如果某相邻两点的差值超过了该阈值，即为噪声，此时可将信号中另几个周期中同相位点的平均值代替该点。此外，对采集数据进行数字滤波，也能，以较好的效果22.3量化误差的分析至企业级贾8服务器上，就可实现汽轮发电机组轴系扭振的远程监视与专家会诊4系统的功能分析4.1传感器部分传感器部分负贵生产现场位的拾取和传送统的测量信号包括高中缸温度压力发电机相电流电压发电机励磁电流和扭振，号等4.2数据采集部分数据采集部分主要对来自现场的各种信号进行实时采集和初步的数据处理，并将某些特征参数定时送往数据库服务器当扭角幅值成状态参数允午范内变动时，数据采集站只负责实时采集计算扭矩扭角，将某些特征参数定时送往数据库服务器，并保存定时间长度的实时数据；而旦扭角幅值或状态参数超过设定阈位。数据采集站就会动采集设度的实时数据，在与状态改变前的实时数据合并后送往数据库服务器，交由工程师站负责处理故障事件4.3服务器部分服务器部分包括数据库服务器和界6服务器。

　　数据库服务器负责全厂各机组的扭振数据，包括实时数椐和历史数据从服务器主要负货扭振实时数据和故障分析纳汜的乍厂发布。

　　4.4工程师站部分工程师站是整个系统的分析计算中心，旦扭振故障发卞，工程师站的分析软忭随即幻动，其分析数椐来自十数据库跟苏器在用时间脉冲法测量扭振过程中，利用内部时钟对齿轮脉冲串进行计数来确定转过某齿的时间，不5结束语丁避免地存作吊北误差，其相对误差为本系统基于分布式设计思想，利用现场总线和叫络技术构建了扭振在线监测与分析的实时网络，实现1扭振数据的全厂共享随着互联网应用的日益广泛，3系统的结构组成本系统的结构包括传感器系统数据采集系统工将汽轮发电机组轴系扭振监测与分析系统推向网络化和远秤监拧，必将是今后的发展趋势，大型汽轮发电机组轴系扭振破坏的严重性频发程师站贾8服务器和数据库服务器等按照分布式设计思想，传感器系统负责现场口的袷取和传送，它勾数椐采集系统起纟1.成现场过！控制级程师站8服务器和数据库服务器共同组成现场管理级，以性及潜伏性，己逐步被国内外电力系统的同行所认识和重视友为沿，1人屯1人机组运稳定忭和可靠忭处于起步阶段，当务之急是要解决电磁转矩和轴系扭振响应的计算，研究机组结构的扭应力寿命曲线和扭应力校核办法，确定寿命损耗与各种影响因素间的复LAN方式组网。将系统挂接到企业局域网，组成企业网的个子网，以实现扭振相关数据的全厂共享；如果将局域网；1戌相连。将，1；服务器的内耗移杂耦合关糸沿敏感光纤传播，山于光纤微小程度的起伏波动，将引起很小部分光脉冲能量在敏感光纤的任何位置发生以瑞利散射为主的散射。，这凋散射分为前散射和后向，射两种。前1散射光将会沿着光纤前传播，而后向，射光沿着光纤返到敏感光纤的入射端，过耦合器。后向，射光将进入，19，光电检测器被检测出，沿着光纤上向，射光返回的起始位置由1式确定2其以光脉冲从光纤注入端到位进2传播的时延这样。擎，只技术的分布式光纤微弯应变传感器系统通过1根敏感光纤。多个微斤传感器，就可以对大桥结构应变场进厅实时在线监测。，某些点8，8处出现大应变。根据返，射光功率损耗曲线，即尺仪的波形曲线。就，以知道大应变发生地点和应变的大小，应变超过阈值时，由6级处理屯路给出报警信号如果大桥结构在某处断裂从而引起敏感光纤断裂。8中光纤在1000，1处有断点，可以报据爪波形曲线迅速找到纟构断点，为工程结构的维护提供了依据和方便5结论设计了适合各种应变测量传感器新结构试骑得到传感器应变光功率损耗曲线基于0技术的大桥结构分布应变场监测系统的模拟试验取得良好的试验结果=上接第270页2张晓玲，唐锡宽。转轴扭角及扭振测试技术研宄。清华大学3顾煜炯，杨昆，何成兵。基于端网络法的汽轮发电机扭振特性仿真。中国机械工程，1999，105540542.