CN107762710A - 具有自我诊断功能的水轮发电机轴承外循环冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具有自我诊断功能的水轮发电机轴承外循环冷却系统，可以根据系统自身的振动，噪声，冷却器水温，轴承温度等相关参数，自行调节输出的外循环冷却油流量，在降低外循环系统振动和噪声指标的同时，满足冷却水轮发电机轴承冷却需要。包括上位计算机，数据采集装置，振动传感器，噪声传感器，温度传感器，变频器，电机泵组，冷却器。数据采集装置把采集的外循环冷却系统数据和轴承温度数据实时传递给安装了优化程序的上位计算机，上位计算机根据程序实时分析并保存数据采集装置采集的数据，根据程序分析结果，调节变频器的输出电压，从而控制电机泵组的转速，降低外循环系统的噪声和振动情况，调节外循环冷却系统油流量。

Description

具有自我诊断功能的水轮发电机轴承外循环冷却系统
技术领域：
本发明涉及一种具有自我诊断功能的水轮发电机轴承外循环冷却系统。
背景技术：
传统的水轮发电机轴承外循环冷却系统多采用软启动器启动电动机泵组，电机泵组的转速固定，流量不可调节，再考虑到冷却器水温的季节性变化(部分地区温差可达15度以上)，为了保证冷却效果，多数冷却系统设计流量往往偏大，造成管路气泡变多，增大轴承外循环冷却系统的震动和噪声，严重的会造成不必要的生产问题，如江苏溧阳电站的外循环系统的噪声达到100分贝，厄瓜多尔索普电站的噪声也达到了100分贝，大大超过了相关工业标准和电气类标书规定值，而且外循环系统噪声过大的根源是由于外循环系统内部振动过大所引起，所以会对外循环系统上的仪器仪表造成损害，严重降低外循环系统的可靠性和使用寿命，上述两个电站的外循环冷却系统的压力和流量表都有不同程度的损毁，不但影响工程验收进度，而且对电站安全生产造成不利影响。
发明内容：
本发明的目的是公开一种具有自我诊断功能的水轮发电机轴承外循环冷却系统，可以根据系统自身的振动，噪声，冷却器水温，轴承温度等相关参数，自行调节输出的外循环冷却油流量，在降低外循环系统振动和噪声指标的同时，满足水轮发电机轴承冷却的需要。
本发明的技术方案为：包括上位计算机，数据采集装置，振动传感器，噪声传感器，温度传感器，变频器，电机泵组，冷却器；NI-CompactRIO-910X型数据采集装置(1)通过安装在Hoyer-HMA2型电机泵组(2)上的ZA-HV型振动传感器(3)和JHM-NS04型噪声传感器(4)采集外循环电机泵组的振动和噪声数据；通过安装在出油管路(5)上的ZA-HV型振动传感器(6)和JHM-NS04型噪声传感器(7)采集出油管路上的振动噪声数据；通过安装在进油管路(8)上的ZA-HV型振动传感器(9)和JHM-NS04型噪声传感器(10)采集出油管路上的振动和噪声数据；通过安装在冷却器(11)上的PT-100型温度传感器(12)采集冷却水温度数据；通过安装在油槽内轴承瓦(13)上的PT-100型温度传感器(14)采集轴瓦的温度数据，NI-CompactRIO-910X型数据采集装置采集上面的数据，并将数据通过工业以太网实时传递给上位计算机(15)，上位计算机(15)实时分析并根据采集到的数据优化外循环系统的工作状态，通过工业以太网设定AB-PowerFlex750型变频器(16)的电压输出值，控制Hoyer-HMA2型电机泵组(2)的转速，系统通过控制电机泵组形成可变的循环动力，将轴承油槽内的润滑热油吸入冷却器(11)内进行冷却，再将冷却油打回油槽内部。
传统的水轮发电机轴承外循环冷却系统不具备根据自身系统的噪声和振动情况以及冷却器水温变化情况来设定运行工况的能力，电机泵组的转速固定，流量不可调节，多数冷却系统设计流量往往偏大，造成管路气泡变多，增大轴承外循环冷却系统的震动和噪声，而且外循环系统噪声过大的根源是由于外循环系统内部振动过大所引起，所以会对外循环系统上的仪器仪表造成损害，严重降低外循环系统的可靠性和使用寿命。
数据采集装置通过振动传感器采集外循环系统内泵机组的振动数据，通过振动传感器采集外循环系统进出油管路的振动数据；数据采集装置通过噪声传感器采集电机泵组的噪声数据；数据采集装置通过温度传感器采集油槽内轴瓦温度数据，采集冷却器内部的冷却水温度数据。采集装置把采集的数据实时传递给安装了优化程序的上位计算机，上位计算机根据程序实时分析并保存数据采集装置采集的数据，根据程序分析结果，优化变频器的输出电压，从而控制电机泵组的转速，调节外循环冷却系统油流量，在满足水轮发电机轴承冷却需要的同时，降低外循环系统的噪声和振动情况，提高外循环冷却系统的可靠性，延长外循环冷却系统的使用寿命。
本发明通过分析数据采集装置采集的数据，在综合考虑外循环系统内噪声和振动以及冷却器水温及轴承温度多个因素的条件下，设定外循环冷却系统的工作状况，在满足水轮发电机组轴承可靠运行的前提下，提高外循环冷却系统的冷却效率，降低外循环系统的噪声和振动情况，保证机组的连续稳定运行。本系统采用计算机实时分析传感器采集的振动，噪声，冷却器水温，轴承温度等相关参数，通过软件程序设置，自动调节变频器的输出，从而控制电机泵组的转速，通过控制电机泵组的转速来调节外循环冷却油流量，在降低外循环系统振动和噪声指标的同时，满足高转速水轮发电机轴承冷却的需要。
本发明采用的数据采集装置NI-CompactRIO-910X具有速度快，抗电磁干扰能力强的特点，ZA-HV型振动传感器灵敏度高(20mv/mm/s)，频率响应快，本发明采用的AB-PowerFlex750型变频器采用嵌入式控制，支持离散量的输入输出，并且可以同过选项卡较为容易地扩展I/O板卡，通讯方式简单可靠，易于操作。
附图说明：
图1本发明安装和工作连接图
图2为本发明系统工作框图
具体实施方式：
如图1所示，一种具有自我诊断功能的水轮发电机轴承外循环冷却系统：包括上位计算机，数据采集装置，振动传感器，噪声传感器，温度传感器，变频器，电机泵组，冷却器，进油管路，出油管路。
如图2所示，NI-CompactRIO-910X型数据采集装置1通过安装在Hoyer-HMA2型电机泵组2上的ZA-HV型振动传感器3和JHM-NS04型噪声传感器4采集外循环电机泵组的振动和噪声数据；通过安装在出油管路5上的ZA-HV型振动传感器6和JHM-NS04型噪声传感器7采集出油管路上的振动噪声数据；通过安装在进油管路8上的ZA-HV型振动传感器9和JHM-NS04型噪声传感器10采集出油管路上的振动和噪声数据；通过安装在冷却器11上的PT-100型温度传感器12采集冷却水温度数据；通过安装在油槽内轴承瓦13上的PT-100型温度传感器14采集轴瓦的温度数据，NI-CompactRIO-910X型数据采集装置采集上面的数据，并将数据通过工业以太网实时传递给上位计算机15，上位计算机15实时分析并根据采集到的数据优化外循环系统的工作状态，通过工业以太网设定AB-PowerFlex750型变频器16的电压输出值，控制Hoyer-HMA2型电机泵组2的转速，系统通过控制电机泵组形成可变的循环动力，将轴承油槽内的润滑热油吸入冷却器11内进行冷却，再将冷却油打回油槽内部。

Claims (1)

1.一种具有自我诊断功能的水轮发电机轴承外循环冷却系统，其特征是：包括上位计算机，数据采集装置，振动传感器，噪声传感器，温度传感器，变频器，电机泵组，冷却器；NI-CompactRIO-910X型数据采集装置(1)通过安装在Hoyer-HMA2型电机泵组(2)上的ZA-HV型振动传感器(3)和JHM-NS04型噪声传感器(4)采集外循环电机泵组的振动和噪声数据；通过安装在出油管路(5)上的ZA-HV型振动传感器(6)和JHM-NS04型噪声传感器(7)采集出油管路上的振动噪声数据；通过安装在进油管路(8)上的ZA-HV型振动传感器(9)和JHM-NS04型噪声传感器(10)采集出油管路上的振动和噪声数据；通过安装在冷却器(11)上的PT-100型温度传感器(12)采集冷却水温度数据；通过安装在油槽内轴承瓦(13)上的PT-100型温度传感器(14)采集轴瓦的温度数据，NI-CompactRIO-910X型数据采集装置采集上面的数据，并将数据通过工业以太网实时传递给上位计算机(15)，上位计算机(15)实时分析并根据采集到的数据优化外循环系统的工作状态，通过工业以太网设定AB-PowerFlex750型变频器(16)的电压输出值，控制Hoyer-HMA2型电机泵组(2)的转速，系统通过控制电机泵组形成可变的循环动力，将轴承油槽内的润滑热油吸入冷却器(11)内进行冷却，再将冷却油打回油槽内部。
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