最新一种发电机组状态监测系统的制作方法

如下介绍的最新一种发电机组状态监测系统的制作方法,今天,小编要向大家隆重介绍一下内容


本实用新型总体而言涉及发电机监测技术领域,具体而言,涉及一种发电机组状态监测系统。



背景技术:

为适应国家电网规模的不断扩大,近年来电站(厂)机组的单机容量不断增加,结构日益复杂,自动化程度不断提高,而电站在整个电网中起到骨干支撑作用,对机组可用率、运行效率、安全性、可靠性与经济性提出更高要求,而机组设备在运行中不断受到泥沙腐蚀、气蚀破坏、机组磨损及其他机械或电气损伤,必然致使发电设备效率较低、寿命缩短,因而须及时对机组的运行状态进行有效监测分析,以便检修保护,然而在传统的对发电机组进行的监测中,所需设备众多且相互离散,可靠性差且不便于使用和维护,现地数据到达负责人员的过程繁琐且费时,使得监测工作效率低且成本高,同时给电站运行带来了较高风险。

因此,业界亟需一种可靠度高且监测效率高的发电机组状态监测系统。



技术实现要素:

本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷,提供一种可靠度高且监测效率高的发电机组状态监测系统。

为实现上述实用新型目的,本实用新型采用如下技术方案:

根据本实用新型的一个方面,提供了一种发电机组状态监测系统,所述系统包括上位监测装置、现地监测分析装置、振动摆度探测装置、气隙探测装置和局放量探测装置,

所述振动摆度探测装置包括第一端子箱、摆度传感器和振动传感器,所述摆度传感器和所述振动传感器自有信号电缆连接入所述第一端子箱的输入端,所述第一端子箱的输出端通过屏蔽电缆连接入所述现地监测分析装置;

所述气隙探测装置包括气隙传感器和第二端子箱,所述气隙传感器自有信号电缆连接入所述第二端子箱的输入端,所述第二端子箱的输出端通过屏蔽电缆连接入所述现地监测分析装置;

所述局放量探测装置包括局放量采集器、紫外光局放检测传感器和温湿度传感器,所述局放量采集器的输入端通过rs485电缆分别与所述紫外光局放检测传感器和所述温湿度传感器数据相连,所述局放量采集器的输出端通过rs485电缆将所采集的探测数据传送给所述现地监测分析装置;

所述现地监测分析装置用于对发电机组运行状态进行现地监测,包括机壳,所述机壳内安装有电能供应器、rs485通讯器、数据采集器、现地处理器、继电输出器、模拟量输出器、触控显示器和以太网传输器,所述电能供应器用于为用电器供电,所述数据采集器与振动摆度探测装置和气隙探测装置分别数据相连,且所述数据采集器通过所述rs485通讯器与所述局放量探测装置数据相连,以获取所述振动摆度探测装置、所述气隙探测装置和所述局放量探测装置的探测数据,所述现地处理器与所述数据采集器数据相连,用于获取所述数据采集器采集的数据并处理得出发电机组运行的状态数据,所述继电输出器与所述现地处理器数据相连,用于获取所述状态数据并输出继电器报警信号,所述模拟量输出器与所述现地处理器数据相连,用于将所述状态数据转换为模拟量信号并输出,所述触控显示器与所述现地处理器数据相连,用于获取并显示所述状态数据,所述以太网传输器与所述现地处理器数据相连,且与所述上位监测装置网络相连,用于将所述状态数据传输至所述上位监测装置,所述上位监测装置用于对发电机组运行状态进行远程监测。

根据本实用新型的一实施方式,所述系统还包括流量计、压力传感器、温度变送器和磁通量传感器,所述流量计、所述压力传感器、所述温度变送器和所述磁通量传感器与所述数据采集器分别数据相连。

根据本实用新型的一实施方式,所述上位监测装置包括状态数据库服务器、工程师站和web服务器,所述状态数据库服务器、所述工程师站和所述web服务器之间通过以太网网络相连。

根据本实用新型的一实施方式,所述所述rs485通讯器具有两个rs485接口,所述以太网传输器具有一个以太网接口,所述数据采集器具有32路振摆频率信号接口和32路气隙信号接收接口,所述继电输出器具有32路继电器报警输出接口,所述模拟量输出器具有32路4-20ma模拟量输出接口。

根据本实用新型的一实施方式,所述电能供应器包括双冗余交直流通用90~256v工作电源模块。

根据本实用新型的一实施方式,所述局放量采集器设置至少一个。

根据本实用新型的一实施方式,所述现地监测分析装置设置至少一个,所述现地监测分析装置与发电机组一一对应设置。

根据本实用新型的一实施方式,所述系统还包括远程诊断终端,所述远程诊断终端与所述web服务器网络相连。

根据本实用新型的一实施方式,所述上位监测装置还包括短信发送器,所述状态数据库服务器与所述短信发送器数据相连,所述短信发送器用于将测点报警状态数据和机组运行状态数据通过短信发送到手机。

由上述技术方案可知,本实用新型的发电机组状态监测系统的优点和积极效果在于:

本实用新型中,振动摆度探测装置、气隙探测装置和局放量探测装置对运行中的发电机组进行全面探测得出探测数据,现地监测分析装置对探测数据进行综合处理,同时将探测数据传输至上位监测装置进行处理,系统集成度高,结构更简单,系统可靠性高,便于使用和维护,监测数据更详尽,能够同时进行现地监测和远程监测,且具有较高实时性和稳定性,发电机组运行状态监测的效率提高且成本降低,具有很高的经济性,极为适合在业界推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以如这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例发电机组状态监测系统的整体结构示意图。

图2为本实用新型一实施例发电机组状态监测系统的现地监测分析装置的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略它们的详细描述。

在对本实用新型的不同示例的下面描述中,参照附图进行,所述附图形成本实用新型的一部分,并且其中以示例方式显示了可实现本实用新型的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解,可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案,并且可在不偏离本实用新型范围的情况下进行结构和功能性修改。而且,虽然本说明书中可使用术语“顶部”、“底部”、“前部”、“后部”、“侧部”等来描述本实用新型的不同示例性特征和元件,但是这些术语用于本文中仅出于方便,例如如附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本实用新型的范围内。

图1为本实用新型一实施例发电机组状态监测系统的整体结构示意图。

图2为本实用新型一实施例发电机组状态监测系统的现地监测分析装置的结构示意图。

如图1和图2所示,该实施例的发电机组状态监测系统包括上位监测装置、现地监测分析装置、振动摆度探测装置、气隙探测装置和局放量探测装置,振动摆度探测装置包括第一端子箱、摆度传感器和振动传感器,摆度传感器和振动传感器自有信号电缆连接入第一端子箱的输入端,第一端子箱的输出端通过屏蔽电缆连接入现地监测分析装置;气隙探测装置包括气隙传感器和第二端子箱,气隙传感器自有信号电缆连接入第二端子箱的输入端,第二端子箱的输出端通过屏蔽电缆连接入现地监测分析装置;局放量探测装置包括局放量采集器、紫外光局放检测传感器和温湿度传感器,局放量采集器的输入端通过rs485电缆分别与紫外光局放检测传感器和温湿度传感器数据相连,局放量采集器的输出端通过rs485电缆将所采集的探测数据传送给现地监测分析装置;现地监测分析装置用于对发电机组运行状态进行现地监测,包括机壳,机壳内安装有电能供应器、rs485通讯器、数据采集器、现地处理器、继电输出器、模拟量输出器、触控显示器和以太网传输器,电能供应器用于为用电器供电,数据采集器与振动摆度探测装置和气隙探测装置分别数据相连,且数据采集器通过rs485通讯器与局放量探测装置数据相连,以获取振动摆度探测装置、气隙探测装置和局放量探测装置的探测数据,现地处理器与数据采集器数据相连,用于获取数据采集器采集的数据并处理得出发电机组运行的状态数据,继电输出器与现地处理器数据相连,用于获取状态数据并输出继电器报警信号,模拟量输出器与现地处理器数据相连,用于将状态数据转换为模拟量信号并输出,触控显示器与现地处理器数据相连,用于获取并显示状态数据,以太网传输器与现地处理器数据相连,且与上位监测装置网络相连,用于将状态数据传输至上位监测装置,上位监测装置用于对发电机组运行状态进行远程监测。

该实施例中,发电机组状态监测系统包括多个现地监测分析装置、远程诊断终端1、上位监测装置2,上位监测装置与现地监测分析装置之间通过设置工业以太网交换机12进行以太网网络连接;上位监测装置2,上位监测装置配置有web服务器21、状态数据库服务器22、工程师站23,远程诊断终端与web服务器网络连接,状态数据库服务器、工程师站、web服务器之间以太网网络连接,其中:工程师站23包括打印机24,工程师站23具备实时监测功能、具备报警、预警功能、稳态工况分析功能,工程师站23可包括上位处理器,用于处理和分析通过以太网从现地监测分析装置3获取到的数据。

该实施例中,前述用电器包括触控显示器、rs485通讯器、以太网传输器、数据采集器、继电输出器、模拟量输出器、现地处理器、振动摆度探测装置、气隙探测装置和局放量探测装置以及其他与现地监测分析装置数据相连的传感器;第一端子箱和第二端子箱均包括有多组成对对应设置的输入端口和输出端口。

该实施例中,系统还包括流量计、压力传感器、温度变送器和磁通量传感器,流量计、压力传感器、温度变送器和磁通量传感器与数据采集器分别数据相连。上位监测装置包括状态数据库服务器、工程师站和web服务器,状态数据库服务器、工程师站和web服务器之间通过以太网网络相连。rs485通讯器具有两个rs485接口,以太网传输器具有一个以太网接口,数据采集器具有32路振摆频率信号接口和32路气隙信号接收接口,继电输出器具有32路继电器报警输出接口,模拟量输出器具有32路4-20ma模拟量输出接口。电能供应器包括双冗余交直流通用90~256v工作电源模块。局放量采集器设置至少一个,其数目可根据现场实际所需局放传感器数量来配置相应数量的局放量采集装置。现地监测分析装置设置至少一个,电站具有多个发电机组,现地监测分析装置与发电机组一一对应设置。系统还包括远程诊断终端,远程诊断终端与web服务器网络相连,远程诊断终端可通过web服务器访问状态数据库服务器,从而对发电机组进行远程分析诊断。上位监测装置还包括短信发送器,状态数据库服务器与短信发送器数据相连,短信发送器用于将测点报警状态数据和机组运行状态数据通过短信发送到手机,手机为发电机组的相应负责人员。

该实施例中,上位监测装置还包括短信发送器,状态数据库服务器22扩展连接短信发送器,该短信发送器模块是用于发射和接收信号的通用双频通讯模块,有gsm、cdma两种模式可选。该模块可以将用户所关心的测点报警状态、机组运行状态以短信形式发送到用户手机,实现用户不在现场也能随时掌握机组实时运行情况的功能。同时以管理员身份还可以通过主动索取,以及按规定时间发送机组运行状态信息到指定手机;状态数据服务器22实时接收由下位机发送来的数据,并将其存储到数据库中,包括以下功能,自动诊断:数据服务器能实时分析由下位机发送来的数据,检测是否存在预警或报警事件,如果存在,启动故障诊断模块判断故障并将诊断结果和预报警存储到事件数据库以供客户端软件浏览和分析;备份:具有自动备份功能和手工备份功能;本实施例的状态数据服务器22选用dell服务器。

该实施例中,现地监测分析装置3包括一个机壳,机壳内包括电能供应器31、触控显示器32、rs485通讯器、以太网传输器、数据采集器33、继电输出器34以及模拟量输出器35,机壳上设置触摸显示器、两个rs485通讯接口、以太网接口、数据采集接口、模拟量输出接口、继电器报警输出接口,触摸显示器、rs485通讯接口、以太网接口、数据采集接口、模拟量输出接口、继电器报警输出接口分别与触控显示器、rs485通讯器、以太网传输器、数据采集器、继电输出器、模拟量输出器连接,该装置还设置有usb接口;

该实施例中,温湿度传感器4、紫外光局放检测传感器5、振动传感器6、摆度传感器7和气隙传感器8设置在发电机机组上,其中:通过温湿度传感器4、紫外光局放检测传感器5连续并自动检测到发电机组在运行状态下定子绕组在每一个测点辐射区及各相局部放电值和放电光子量,并将该数值从rs485通讯接口传送给局放量采集器9,该装置再通过rs485通讯接口将信号传送给高速智能在线监测及分析装置3,最终在现地监测分析装置和工程师站直观呈现监测数据。

该实施例中,安装于发电机定子内壁的气隙传感器8将检测信号通过第二端子箱11经电缆传送至高速智能在线监测及分析装置,然后进行现地和工程师站的同步在线显示和监测,本实施例设四个发电机定转子的气隙传感器,采用2v-10v频率信号或4-20ma信号传输,测量磁极气隙、定转子圆度、定转子相对偏心、最小气隙、最大气隙等。

该实施例中,振动传感器6、摆度传感器7通过第一端子箱10与现地监测分析装置3连接,监测信号包括:1)各导轴承摆度,如立式水轮发电机组的上导x、y向摆度,下导x、y向摆度,水导x、y向摆度等,通过设置在各导轴承的摆度传感器对各导轴承处摆度的监测,对大轴轴线姿态的优劣做出分析判断,包括监测大轴弯曲、法兰连接不对中等;2)机组振动,如立式水轮发电机组的上机架水平振动及垂直振动、定子基座水平振动和垂直振动、下机架水平振动及垂直振动、顶盖水平振动及垂直振动、发电机定子铁芯振动,通过传感器对各导轴承处摆度、各机架振动的信号检测传输,评价各导轴承状态、判断可能存在的缺陷如:轴瓦间隙不匀、导轴承不对中、润滑不良、碰磨等;3)轴向位移,键相等。

本实用新型系统使发电机组振动摆度状态在线监测系统(火电行业称tdm系统)、气隙监测系统、局部放电监测系统于一体,共同运用一个现地监测分析装置,并可扩展数据服务器、工程师站等上位监测装置,电能供应器采用双冗余交直流通用90~256v工作电源模块,打破了传统的系统独立,能实现24小时不间断远程监控,数据故障诊断,进行状态监测分析,实现升级、参数优化。

本实用新型提供的这种发电机组状态监测系统,支持32路-20v-+20v振动频率信号输入或32路4-20ma过程量(模拟量)输入(信号类型可拨码选择)、32路继电器报警输出和32路4-20ma模拟量输出。该装置通过现地监测分析装置的数据采集接口给各传感器供电并进行现地信号数据的采集,装置除了采集振动摆度、局放电量、气隙传感器信号数值,实现数据监测和分析外,还可以采集水轮发电机组压力脉动传感器的4-20ma或者0-10v振动频率信号以及发电机组所涉及的磁通量(磁通密度)、温度、压力、流量、有功功率、无功功率、导叶开度等4-20ma过程量信号,并对这些信号数据进行在线显示和监测分析,同样可以将这些数据信息扩展到上位监测装置,实现机组在线状态的全网络监测,为挖掘机组潜在运行风险和故障诊断分析提供依据。

本实用新型中,振动摆度探测装置、气隙探测装置和局放量探测装置对运行中的发电机组进行全面探测得出探测数据,现地监测分析装置对探测数据进行综合处理,同时将探测数据传输至上位监测装置进行处理,系统集成度高,结构更简单,系统可靠性高,便于使用和维护,监测数据更详尽,能够同时进行现地监测和远程监测,且具有较高实时性和稳定性,发电机组运行状态监测的效率提高且成本降低,具有很高的经济性,极为适合在业界推广使用。

本实用新型所属技术领域的普通技术人员应当理解,上述具体实施方式部分中所示出的具体结构和工艺过程仅仅为示例性的,而非限制性的。而且,本实用新型所属技术领域的普通技术人员可对以上所述所示的各种技术特征按照各种可能的方式进行组合以构成新的技术方案,或者进行其它改动,而都属于本实用新型的范围之内。


技术特征:

1.一种发电机组状态监测系统,其特征在于,所述系统包括上位监测装置、现地监测分析装置、振动摆度探测装置、气隙探测装置和局放量探测装置,

所述振动摆度探测装置包括第一端子箱、摆度传感器和振动传感器,所述摆度传感器和所述振动传感器自有信号电缆连接入所述第一端子箱的输入端,所述第一端子箱的输出端通过屏蔽电缆连接入所述现地监测分析装置;

所述气隙探测装置包括气隙传感器和第二端子箱,所述气隙传感器自有信号电缆连接入所述第二端子箱的输入端,所述第二端子箱的输出端通过屏蔽电缆连接入所述现地监测分析装置;

所述局放量探测装置包括局放量采集器、紫外光局放检测传感器和温湿度传感器,所述局放量采集器的输入端通过rs485电缆分别与所述紫外光局放检测传感器和所述温湿度传感器数据相连,所述局放量采集器的输出端通过rs485电缆将所采集的探测数据传送给所述现地监测分析装置;

所述现地监测分析装置用于对发电机组运行状态进行现地监测,包括机壳,所述机壳内安装有电能供应器、rs485通讯器、数据采集器、现地处理器、继电输出器、模拟量输出器、触控显示器和以太网传输器,所述电能供应器用于为用电器供电,所述数据采集器与振动摆度探测装置和气隙探测装置分别数据相连,且所述数据采集器通过所述rs485通讯器与所述局放量探测装置数据相连,以获取所述振动摆度探测装置、所述气隙探测装置和所述局放量探测装置的探测数据,所述现地处理器与所述数据采集器数据相连,用于获取所述数据采集器采集的数据并处理得出发电机组运行的状态数据,所述继电输出器与所述现地处理器数据相连,用于获取所述状态数据并输出继电器报警信号,所述模拟量输出器与所述现地处理器数据相连,用于将所述状态数据转换为模拟量信号并输出,所述触控显示器与所述现地处理器数据相连,用于获取并显示所述状态数据,所述以太网传输器与所述现地处理器数据相连,且与所述上位监测装置网络相连,用于将所述状态数据传输至所述上位监测装置,所述上位监测装置用于对发电机组运行状态进行远程监测。

2.根据权利要求1所述的发电机组状态监测系统,其特征在于,所述系统还包括流量计、压力传感器、温度变送器和磁通量传感器,所述流量计、所述压力传感器、所述温度变送器和所述磁通量传感器与所述数据采集器分别数据相连。

3.根据权利要求1或2所述的发电机组状态监测系统,其特征在于,所述上位监测装置包括状态数据库服务器、工程师站和web服务器,所述状态数据库服务器、所述工程师站和所述web服务器之间通过以太网网络相连。

4.根据权利要求3所述的发电机组状态监测系统,其特征在于,所述rs485通讯器具有两个rs485接口,所述以太网传输器具有一个以太网接口,所述数据采集器具有32路振摆频率信号接口和32路气隙信号接收接口,所述继电输出器具有32路继电器报警输出接口,所述模拟量输出器具有32路4-20ma模拟量输出接口。

5.根据权利要求4所述的发电机组状态监测系统,其特征在于,所述电能供应器包括双冗余交直流通用90~256v工作电源模块。

6.根据权利要求5所述的发电机组状态监测系统,其特征在于,所述局放量采集器设置至少一个。

7.根据权利要求5所述的发电机组状态监测系统,其特征在于,所述现地监测分析装置设置至少一个,所述现地监测分析装置与发电机组一一对应设置。

8.根据权利要求7所述的发电机组状态监测系统,其特征在于,所述系统还包括远程诊断终端,所述远程诊断终端与所述web服务器网络相连。

9.根据权利要求8所述的发电机组状态监测系统,其特征在于,所述上位监测装置还包括短信发送器,所述状态数据库服务器与所述短信发送器数据相连,所述短信发送器用于将测点报警状态数据和机组运行状态数据通过短信发送到手机。

技术总结
本实用新型公开了一种发电机组状态监测系统,系统包括上位监测装置、现地监测分析装置、振动摆度探测装置、气隙探测装置和局放量探测装置,振动摆度探测装置包括第一端子箱、摆度传感器和振动传感器,气隙探测装置包括气隙传感器和第二端子箱,局放量探测装置包括局放量采集器、紫外光局放检测传感器和温湿度传感器,现地监测分析装置用于对发电机组运行状态进行现地监测,上位监测装置用于对发电机组运行状态进行远程监测。本实用新型的系统集成度高,结构更简单,系统可靠性高,便于使用和维护,监测数据更详尽,能够同时进行现地监测和远程监测,且具有较高实时性和稳定性,发电机组运行状态监测的效率提高且成本降低。

技术研发人员:舒鹏
受保护的技术使用者:北京龙德泰亨科技有限公司
技术研发日:2019.10.23
技术公布日:2020.08.18

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