CN106285799A - 一种基于谐分量分解的转子振动保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于谐分量分解的转子振动保护方法，通过采集同一个转子上前后两个轴瓦处的轴振数据，并对其进行谐分量分解，X和Y向转子一阶振动同相分量，通过对这些数据的变化和比对来判断转子的振动情况，判断是否跳机保护。本发明相比现有技术具有以下优点：通过对前轴和后轴的轴瓦处的振动数据的分析，可以达到监测整个转子的振动；同时，对轴振值进行分段保护设置，避免了单点保护造成的保护误动，能有效避免了误触动跳机的情况；根据正常时段内的数值的跟踪，能够实时更新参照基础，迅速判断出转子振动的异常情况，并据此判断是否跳机。这样防止了在一些场合下，由于背景振动的干扰造成机组过于敏感，频繁跳机影响生产的情况。
Description
技术领域
本发明涉及发电机组震动保护技术领域，尤其涉及的是一种基于谐分量分解的转子振动保护方法。
背景技术
当汽轮机发生振动故障时，往往会导致一些不良后果产生，使汽轮机正常的运行和生产受到较大的影响，甚至会导致汽轮机整体发生毁坏的情况。因为一旦发生异常振动，机组内的零部件则会受到较大的动应力，极易导致零部件疲劳和损坏的情况发生，而且在异常振动时机组内的螺栓和螺帽也容易松懈，引发蒸汽泄漏的情况发生，严重时还会导致主轴弯曲。为了保护汽轮发电机组的设备安全及运行安全，大型发电机上大多配备了汽轮发电机组监测保护系统TSI，其中一项很重要的保护设置就是机组振动保护。
目前普遍保护设置是在轴瓦上设置两个互相垂直的非接触式电涡流轴振测点，分别设置为X向和Y向，其通过间隙变化造成的间隙电压变化来实时反映机组轴颈振动的情况，同时在轴瓦上设置瓦振信号来反映轴瓦的振动情况；轴瓦振动不参与保护，而轴颈振动保护设置则因厂而异，主要的保护方式有：单点保护，轴系任一点轴振达到跳闸值保护动作；两点保护，任一瓦达到跳闸值与任一瓦达到报警相“与”。单点保护对测点精度及抗干扰能力要求较高，易出现保护误动情况；两点保护虽有效避免误动，目前火机组组汽轮机趋向于高参数和高容量，相应的汽轮发电机组轴系也趋向于更长、更粗、更重，转动惯量更大。对应的质量不平衡在轴系中的反映也越来越小，在一些百万千瓦级汽轮机中，出现断叶片等故障时，振动最大值也未超过跳闸值，现有的保护方法不能有效进行保护动作。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于谐分量分解的转子振动保护方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于谐分量分解的转子振动保护方法，包括以下步骤：
步骤一、采集同一个转子7上前后两个轴5/6瓦处的轴振数据，分别标记为和其中是前轴X向振动矢量，是前轴Y向振动矢量，是后轴X向振动矢量，是后轴Y向振动矢量；
步骤二、将和导入振动数据分析仪并对其进行谐分量分解，得到和其中是X向转子一阶振动同相分量，是Y向转子一阶振动同相分量；
步骤三、跳机判断，
当且时，或且时，保护跳机，
其中，TX是X轴振动跳闸值、BX是X轴振动报警值、TY是Y轴振动跳闸值、BY是Y轴振动报警值，其中TX>BX、TY>BY。
作为对上述方案的进一步改进，步骤一中通过前轴X向轴振传感器1采集，通过前轴Y向轴振传感器2采集，通过后轴X向轴振传感器3采集，通过后轴Y向轴振传感器4采集，所述前轴X向轴振传感器1与前轴Y向轴振传感器2的安装方向相互垂直，所述后轴X向轴振传感器3与后轴Y向轴振传感器4的安装方向相互垂直。
作为对上述方案的进一步改进，述前轴X向轴振传感器1和所述后轴X向轴振传感器3与水平面的夹角为45°。
作为对上述方案的进一步改进，
其中，是机组正常运行时X向转子一阶振动同相分量的模在当前时间前一个小时内的平均值，是机组正常运行时Y向转子一阶振动同相分量的模在当前时间前一个小时内的平均值。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明是基于谐分量分解方法的一种转子振动监测方法，通过对转子两端轴振测点的谐分量分解反映机组机械结构方面的情况，谐分量的特点是把振动向量分解成对称分量和反对称分量，其中对称分量即为动不平衡分量，通过对动不平衡分量的监测和保护设置，可以达到监测整个转子振动的目的。同时，本发明结合同一转子的两个轴瓦的轴振值进行分段保护设置，避免了单点保护造成的保护误动，同时通过设置谐分量分解得出的同相振动分量能够更准确的描述转子机械结构异常造成的振动情况兼顾了对转子振动有效保护和抗干扰性能，通过对X向和Y向分两阶段预警和判断，很好的控制了跳机的灵敏度，有效避免了误触动跳机的情况，同时也考虑到了大型机组两点控制方案中存在的灵敏度度不足，易造成损伤的缺陷。通过这样的方案能够兼具单点保护与两点保护的优点，同时规避了其缺点。根据正常时段内的数值的跟踪，能够实时更新参照基础，迅速判断出转子振动的异常情况，并据此判断是否跳机。这样防止了在一些场合下，由于背景振动的干扰造成机组过于敏感，频繁跳机影响生产的情况。
附图说明
图1是本发明轴振传感器的安装示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种基于谐分量分解的转子振动保护方法，包括以下步骤：
步骤一、采集同一个转子上前后两个轴瓦处的轴振数据，分别标记为 和其中是前轴X向振动矢量，是前轴Y向振动矢量，是后轴X向振动矢量，是后轴Y向振动矢量；
步骤二、将和导入振动数据分析仪并对其进行谐分量分解，得到和其中是X向转子一阶振动同相分量，是Y向转子一阶振动同相分量；
步骤三、跳机判断，
当且时，或且时，保护跳机，
其中，TX是X轴振动跳闸值、BX是X轴振动报警值、TY是Y轴振动跳闸值、BY是Y轴振动报警值，其中TX>BX、TY>BY。
通过上述步骤，兼顾了对转子振动有效保护和抗干扰性能，通过对X向和Y向分两阶段预警和判断，很好的控制了跳机的灵敏度，有效避免了误触动跳机的情况，同时也考虑到了大型机组两点控制方案中存在的灵敏度度不足，易造成损伤的缺陷。通过这样的方案能够兼具单点保护与两点保护的优点，同时规避了其缺点。
步骤一中通过前轴X向轴振传感器1采集，通过前轴Y向轴振传感器2采集，通过后轴X向轴振传感器3采集，通过后轴Y向轴振传感器4采集，所述前轴X向轴振传感器1与前轴Y向轴振传感器2的安装方向相互垂直，所述后轴X向轴振传感器3与后轴Y向轴振传感器4的安装方向相互垂直。
所述前轴X向轴振传感器1和所述后轴X向轴振传感器3与水平面的夹角为45°。
其中，是机组正常运行时X向转子一阶振动同相分量的模在当前时间前一个小时内的平均值，是机组正常运行时Y向转子一阶振动同相分量的模在当前时间前一个小时内的平均值。根据正常时段内的数值的跟踪，能够实时更新参照基础，迅速判断出转子振动的异常情况，并据此判断是否跳机。这样防止了在一些场合下，由于背景振动的干扰造成机组过于敏感，频繁跳机影响生产的情况。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于谐分量分解的转子振动保护方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、采集同一个转子上前后两个轴瓦处的轴振数据，分别标记为 和其中是前轴X向振动矢量，是前轴Y向振动矢量，是后轴X向振动矢量，是后轴Y向振动矢量；
步骤二、将和导入振动数据分析仪并对其进行谐分量分解，得到和其中是X向转子一阶振动同相分量，是Y向转子一阶振动同相分量；
步骤三、跳机判断，
当且时，或且时，保护跳机，
其中，TX是X轴振动跳闸值、BX是X轴振动报警值、TY是Y轴振动跳闸值、BY是Y轴振动报警值，其中TX>BX、TY>BY。
通过上述步骤，兼顾了对转子振动有效保护和抗干扰性能，通过对X向和Y向分两阶段预警和判断，很好的控制了跳机的灵敏度，有效避免了误触动跳机的情况，同时也考虑到了大型机组两点控制方案中存在的灵敏度度不足，易造成损伤的缺陷。通过这样的方案能够兼具单点保护与两点保护的优点，同时规避了其缺点。
2.如权利要求1所述一种基于谐分量分解的转子振动保护方法，其特征在于：步骤一中通过前轴X向轴振传感器采集，通过前轴Y向轴振传感器采集，通过后轴X向轴振传感器采集，通过后轴Y向轴振传感器采集，所述前轴X向轴振传感器与前轴Y向轴振传感器的安装方向相互垂直，所述后轴X向轴振传感器与后轴Y向轴振传感器的安装方向相互垂直。
3.如权利要求2所述一种基于谐分量分解的转子振动保护方法，其特征在于：所述前轴X向轴振传感器和所述后轴X向轴振传感器与水平面的夹角为45°。
4.如权利要求1所述一种基于谐分量分解的转子振动保护方法，其特征在于：所述
其中，是机组正常运行时X向转子一阶振动同相分量的模在当前时间前一个小时内的平均值，是机组正常运行时Y向转子一阶振动同相分量的模在当前时间前一个小时内的平均值。根据正常时段内的数值的跟踪，能够实时更新参照基础，迅速判断出转子振动的异常情况，并据此判断是否跳机。这样防止了在一些场合下，由于背景振动的干扰造成机组过于敏感，频繁跳机影响生产的情况。
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