DK-A型扭振监测系统

随着发电机组和电网容量的不断增大,主要由电网的扰动及次同步振荡所引起的机组轴系的扭转振动所造成的危害越来越受到人们的重视。为了防止扭振事故的发生,就需要有准确、可靠的扭振监测手段,在事故发生之前发出警报,以便使运行人员能够及时采取措施,避免重大事故的发生。另外,有关扭振机理的实验研究,也要以高精度的扭振测量技术为基础。

清华大学热能工程系动力工程及控制实验室基于“脉冲时序法”的原理[1],先后研制出DTVM-Ⅱ型[2], DK-Ⅰ型及DK-Ⅱ型[3]扭振测量系统。该系列的扭振测量系统不仅测角的精度比较高,而且可以测量扭振频率、相应及进行频谱分析。曾用它进行扭振测量实验[3,4],取得了很有价值的研究成果。然而由于设计时没有充分考虑实际现场的情况, DK-Ⅱ型扭振测量系统的硬件及软件还不能适用于现场的长期实时监测。作者结合发电厂的现场情况,对DK-Ⅱ型扭振监测系统的硬件及软件加以改进,开发出了DK-ⅡA型扭振监测系统。

1　系统硬件部分的组成

该系统的硬件部分主要由传感器及前置放大器、扭振仪、微型计算机及键盘、显示器等组成,如图1所示。传感器可采用电涡流传感器,也可采用光电传感器。但用电涡流传感器时要求有齿形盘,因而经常受到现场条件的限制。为克服这一限制,可采用在测点处粘贴黑白相间的非金属窄长条的方法,用光电传感器获取信号。在每一个测点的齿形盘(或非金属条)的两侧各安装一支传感器探头,两支传感器探头应正对轴心,而且二者应成180°角,用来剔除轴的弯曲振动对测量的影响[1]。扭振仪及计算机等均放在控制室。传感器信号经前置器放大后,通过屏蔽电缆送到控制室,进入扭振仪。扭振仪将信号经过一系列处理,转变成计算机能接收的数字信号。计算机将该数字信号读入,通过分析、处理,得到所需要的扭振信息,送到显示器显示,同时还将各测点扭振的通频振幅送到扭振仪进行显示。

2　系统的主要技术指标

1)在工频转速(3kr/min)下,分辨率为0.001 8°,测量精度为0.01°。

2)可同时接收8路传感器信号,可以测量3个截面处的扭振。

3)工作环境温度0～40℃。

3　系统的工作原理

该系统依据的是“脉冲时序法”的原理[1,2]。该原理可以定性地表述为:若轴上被测位置处有一齿形盘,用非接触式传感器可以产生一个脉冲串。当轴转速平稳,而且没有振动时,脉冲串中各脉冲到来的相对时刻就反映了齿盘上各齿排列的相对位置。当发生扭振时,各脉冲间的相对位置就会发生变化。将这一变化量提取出来,就可以得到扭振信息。