本發(fā)明涉及水輪發(fā)電機(jī)組監(jiān)測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水輪發(fā)電機(jī)組監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)：

水輪發(fā)電機(jī)組是由水輪機(jī)和受其驅(qū)動的發(fā)電機(jī)組組成，機(jī)組中水輪機(jī)作為原動機(jī)，它利用水的能量運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電，用來將水體機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的一套機(jī)器。常用的水輪機(jī)有沖擊式、反擊式、貫流式和可逆式。發(fā)電機(jī)則均采用同步發(fā)電機(jī)。

混流式、軸流式、貫流式、沖擊式水輪發(fā)電機(jī)組和抽水蓄能機(jī)組經(jīng)過多年運(yùn)行后，隨著機(jī)組部件的磨損，機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)較最初投運(yùn)時(shí)一般會有所惡化。因此，掌握機(jī)組的運(yùn)行規(guī)律，依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，劃分機(jī)組的振動區(qū)域，優(yōu)化機(jī)組的運(yùn)行，延長機(jī)組的使用壽命就很有意義。對于軸流轉(zhuǎn)槳式和貫流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組，還可修正機(jī)組的協(xié)聯(lián)曲線，提高機(jī)組的運(yùn)行效率。

因此，發(fā)明一種能夠監(jiān)測水輪發(fā)電機(jī)組工作狀態(tài)的設(shè)備，對于水輪發(fā)電機(jī)組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義，為各水電站甚至是各流域優(yōu)化調(diào)度機(jī)組起到?jīng)Q策支撐，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種水輪發(fā)電機(jī)組監(jiān)測裝置，實(shí)現(xiàn)對水輪發(fā)電機(jī)組工作狀態(tài)的監(jiān)測。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種水輪發(fā)電機(jī)組監(jiān)測裝置，包括：計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集儀及與所述數(shù)據(jù)采集儀電連接的傳感器組，其中，

所述傳感器組包括：低頻振動傳感器、電渦流傳感器、壓力變送器和功率變送器等，其中，所述低頻振動傳感器用于測量水輪發(fā)電機(jī)組固定部件的振動頻率和振動強(qiáng)度；所述電渦流傳感器用于測量水輪發(fā)電機(jī)組三導(dǎo)軸承處的大軸擺度即徑向位移；所述壓力變送器用于測量水輪發(fā)電機(jī)組內(nèi)部的壓力脈動、進(jìn)出口水頭差壓以及流量差壓；所述功率變送器用于測量水輪發(fā)電機(jī)組的有功功率和無功功率；

所述數(shù)據(jù)采集儀用于采集低頻振動傳感器、電渦流傳感器、壓力變送器和功率變送器的測量數(shù)據(jù)并發(fā)送給所述計(jì)算機(jī)；所述計(jì)算機(jī)與所述數(shù)據(jù)采集儀電連接，所述計(jì)算機(jī)用于檢測和評估水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集儀包括線性電源，所述線性電源用于為所述數(shù)據(jù)采集儀和傳感器組供電；

所述線性電源外接100～240v交流電源，所述線性電源能夠承受的交變電源頻率范圍為50hz～60hz，所述線性電源輸出為24v多路直流電。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集儀還包括能接收4～20ma電流信號和-10～10v電壓信號的電流電壓采集電路和多功能數(shù)據(jù)采集卡，電流電壓采集電路用于為所述多功能數(shù)據(jù)采集卡提供-10～10v的電壓信號。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集儀設(shè)置有三針航空接頭，所述三針航空接頭包括24v直流電接頭、信號線接頭和公共地接頭；其中，24v直流電接頭用于為傳感器組供電，信號線接頭和公共地接頭用于接收所述傳感器組的反饋信號。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集儀包括多個(gè)數(shù)據(jù)采集通道，其中，多個(gè)所述數(shù)據(jù)采集通道總的最高采樣頻率為100khz，分辨率為16位，誤差<0.015％；單通道輸入阻抗為10mω，供電電壓范圍為9v～25v，功耗為3w，工作環(huán)境溫度0～55℃，工作相對濕度為10％～90％。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集通道為32個(gè)或48個(gè)，32個(gè)或48個(gè)數(shù)據(jù)采集通道通過準(zhǔn)同步方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集儀預(yù)留有備用傳感器接口。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集儀包括以太網(wǎng)總線接口，所述數(shù)據(jù)采集儀的以太網(wǎng)接口與所述計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)線連接。

優(yōu)選地，所述低頻振動傳感器為位移輸出式低頻振動傳感器或速度輸出式低頻振動傳感器。

優(yōu)選地，所述傳感器組通過三芯屏蔽電纜與所述數(shù)據(jù)采集儀電連接。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，至少具備以下有益效果：

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的這種水輪發(fā)電機(jī)組監(jiān)測裝置，低頻振動傳感器能夠測量水輪發(fā)電機(jī)組固定部件的振動，如上機(jī)架、下機(jī)架、定子機(jī)座、定子鐵芯、頂蓋等部件；電渦流傳感器能夠測量三導(dǎo)(上導(dǎo)、下導(dǎo)和水導(dǎo))軸承處的大軸擺度即徑向位移；壓力變送器能夠測量水輪發(fā)電機(jī)組內(nèi)部的壓力脈動、進(jìn)出口水頭差壓以及流量差壓等；功率變送器能夠測量水輪發(fā)電機(jī)組的有功功率和無功功率等參數(shù)；數(shù)據(jù)采集儀能夠采集低頻振動傳感器、電渦流傳感器、壓力變送器和功率變送器的測量數(shù)據(jù)并發(fā)送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)能夠根據(jù)傳感器組發(fā)送的測量數(shù)據(jù)，檢測和評估水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，相比現(xiàn)有技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對水輪發(fā)電機(jī)組工作狀態(tài)的監(jiān)測，對于水輪發(fā)電機(jī)組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義，為各水電站甚至是各流域優(yōu)化調(diào)度機(jī)組起到?jīng)Q策支撐，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種水輪發(fā)電機(jī)組監(jiān)測裝置的示意框圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有其它實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。

下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

參見圖1，本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種水輪發(fā)電機(jī)組監(jiān)測裝置，包括：計(jì)算機(jī)1、數(shù)據(jù)采集儀2及與所述數(shù)據(jù)采集儀2電連接的傳感器組3，其中，

所述傳感器組3包括：低頻振動傳感器31、電渦流傳感器32、壓力變送器33和功率變送器34，其中，所述低頻振動傳感器31用于測量水輪發(fā)電機(jī)組固定部件的振動頻率和振動強(qiáng)度；所述電渦流傳感器32用于測量水輪發(fā)電機(jī)組三導(dǎo)軸承處的大軸擺度即徑向位移；所述壓力變送器33用于測量水輪發(fā)電機(jī)組內(nèi)部的壓力脈動、進(jìn)出口水頭差壓以及流量差壓；所述功率變送器34用于測量水輪發(fā)電機(jī)組的有功功率和無功功率；

所述數(shù)據(jù)采集儀用于采集低頻振動傳感器、電渦流傳感器、壓力變送器和功率變送器的測量數(shù)據(jù)并發(fā)送給所述計(jì)算機(jī)；所述計(jì)算機(jī)與所述數(shù)據(jù)采集儀電連接，所述計(jì)算機(jī)用于檢測和評估水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)。

需要說明的是，采集卡通過網(wǎng)線與計(jì)算機(jī)相連，計(jì)算機(jī)中安裝有水輪發(fā)電機(jī)組狀態(tài)檢測與評估專用分析軟件，專用分析軟件啟動數(shù)據(jù)采集后，數(shù)據(jù)將被發(fā)送并儲存到計(jì)算機(jī)中。通過專業(yè)分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，以檢測和評估水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)。水輪發(fā)電機(jī)組狀態(tài)檢測與評估專用分析軟件，具備信號峰峰值計(jì)算、信號頻率成份分析、機(jī)組大軸旋轉(zhuǎn)狀態(tài)分析、機(jī)組失重角分析、機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)評估等一系列功能。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的這種水輪發(fā)電機(jī)組監(jiān)測裝置，低頻振動傳感器能夠測量水輪發(fā)電機(jī)組固定部件的振動，如上機(jī)架、下機(jī)架、定子機(jī)座、定子鐵芯、頂蓋等部件；電渦流傳感器能夠測量三導(dǎo)(上導(dǎo)、下導(dǎo)和水導(dǎo))軸承處的大軸擺度即徑向位移；壓力變送器能夠測量水輪發(fā)電機(jī)組內(nèi)部的壓力脈動、進(jìn)出口水頭差壓以及流量差壓等；功率變送器能夠測量水輪發(fā)電機(jī)組的有功功率和無功功率等參數(shù)；數(shù)據(jù)采集儀能夠采集低頻振動傳感器、電渦流傳感器、壓力變送器和功率變送器的測量數(shù)據(jù)并發(fā)送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)能夠根據(jù)傳感器組發(fā)送的測量數(shù)據(jù)，檢測和評估水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，相比現(xiàn)有技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對水輪發(fā)電機(jī)組工作狀態(tài)的監(jiān)測，對于水輪發(fā)電機(jī)組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義，為各水電站甚至是各流域優(yōu)化調(diào)度機(jī)組起到?jīng)Q策支撐，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集儀2包括線性電源，所述線性電源用于為所述數(shù)據(jù)采集儀和傳感器組供電；

所述線性電源外接100～240v交流電源，所述線性電源能夠承受的交變電源頻率范圍為50hz～60hz，所述線性電源輸出為24v多路直流電。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集儀2還包括能接收4～20ma電流信號和-10～10v電壓信號的電流電壓采集電路和多功能數(shù)據(jù)采集卡，電流電壓采集電路用于為所述多功能數(shù)據(jù)采集卡提供-10～10v的電壓信號。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集儀2設(shè)置有三針航空接頭，所述三針航空接頭包括24v直流電接頭、信號線接頭和公共地接頭；其中，24v直流電接頭用于為傳感器組供電，信號線接頭和公共地接頭用于接收所述傳感器組的反饋信號。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集儀2包括多個(gè)數(shù)據(jù)采集通道，其中，多個(gè)所述數(shù)據(jù)采集通道總的最高采樣頻率為100khz，分辨率為16位，誤差<0.015％；單通道輸入阻抗為10mω，供電電壓范圍為9v～25v，功耗為3w，工作環(huán)境溫度0～55℃，工作相對濕度為10％～90％。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集通道為32個(gè)或48個(gè)，32個(gè)或48個(gè)數(shù)據(jù)采集通道通過準(zhǔn)同步方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集儀2預(yù)留有備用傳感器接口。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集儀2包括以太網(wǎng)總線接口，所述數(shù)據(jù)采集儀2的以太網(wǎng)接口與所述計(jì)算機(jī)1通過網(wǎng)線連接。

優(yōu)選地，所述低頻振動傳感器31為位移輸出式低頻振動傳感器或速度輸出式低頻振動傳感器。

優(yōu)選地，所述傳感器組3通過三芯屏蔽電纜與所述數(shù)據(jù)采集儀2電連接。

實(shí)踐證明，本發(fā)明提供的這種水輪發(fā)電機(jī)組監(jiān)測裝置，具備高抗電磁干擾能力，具備低功耗、高精度(16位)、省電、可靠的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于混流式、軸流式、貫流式、沖擊式水輪發(fā)電機(jī)組和抽水蓄能機(jī)組的穩(wěn)定性和能量特性研究，也可擴(kuò)展應(yīng)用于各類泵站機(jī)組。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。術(shù)語“多個(gè)”指兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確的限定。