CN205027438U - 一种汽轮发电机组的振动检测装置及汽轮发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽轮发电机组检测技术领域，公开了一种汽轮发电机组的振动检测装置及汽轮发电机组，所述振动检测装置包括：振动检测器，其设置在汽轮发电机的轴承上，用于检测该汽轮发电机的轴系的振动信号；以及信号处理器，其连接所述振动检测器，用于根据所述振动检测器检测出的振动信号得到汽轮发电机的轴系的简谐振荡的频率特性。所述汽轮发电机组包括所述振动检测装置。本实用新型可对发电机组的运行状况进行更细节的分析，使发电机组各个指标的检测更加精确，同时将振动检测的误判降到了最低。

Description

一种汽轮发电机组的振动检测装置及汽轮发电机组

技术领域

本实用新型涉及汽轮发电机组检测技术领域，具体地，涉及一种汽轮发电机组的振动检测装置及汽轮发电机组。

背景技术

振动是直接关系到汽轮发电机组是否正常运行的一项重要技术指标。自发电机组问世以来，振动测试分析技术就随之产生。

在近一、二十年里，机组日趋大型化、复杂化，自动化程度日益提高。现代电力生产对设备的可靠性提出了更高的要求,机组参数的提高和容量的增加，使得由于轴系振动缺陷造成的机组非计划停机带来的经济损失也随之成倍地增加。因此，要求振动检测技术必须迅速发展，以便能与目前的生产现状相匹配。另外，振动检测技术是发电机组诊断、故障分析、故障处理的基础，对后续波形的分析和振动的抑制有着重要影响，特别是对汽轮发电机的次同步振荡现象的抑制至关重要。在对汽轮发电机的次同步振荡进行抑制的过程中，振动检测的很小误差或误判断都会带来很严重的后果，因此对发电机组的各个指标的检测必须更加精确，要尽量将振动检测装置带来的误判断降到最低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种汽轮发电机组的振动检测装置及汽轮发电机组，用于解决现有汽轮机发电机组振动检测中精确度低、易产生误判断的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种汽轮发电机组的振动检测装置，包括：振动检测器，其设置在汽轮发电机的轴承上，用于检测该汽轮发电机的轴系的振动信号；以及信号处理器，其连接所述振动检测器，用于根据所述振动检测器检测出的振动信号得到汽轮发电机的轴系的简谐振荡的频率特性。

所述振动检测装置还包括：转速检测器，其连接汽轮发电机组及所述信号处理器，用于检测汽轮发电机组的转速信号，并将检测到的转速信号传输给所述信号处理器。

所述转速检测器为光电转速传感器。

所述振动检测装置还包括：抗混叠滤波器，其设置在所述振动检测器、所述转速检测器与所述信号处理器之间，用于对所述振动检测器检测的振动信号以及所述转速检测器检测的转速信号进行滤波。

所述振动检测器采用加速度传感器。

所述振动检测器用于检测汽轮发电机轴系的垂直、水平以及轴向三个方向上的振动信号。

所述振动信号包括瓦振信号、轴振信号和扭振信号。

所述振动检测装置还包括：显示器，其连接所述信号处理器，用于显示汽轮发电机的轴系的简谐振荡的频率特性。

所述振动检测器设置在汽轮发电机的主轴承上。

本实用新型的技术方案还包括一种汽轮发电机组，其包括上述的振动检测装置。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种综合性的汽轮发电机组振动检测的装置，其可测量多种变量，且可对发电机组的运行状况进行更细节的分析，使发电机组各个指标的检测更加精确，同时将振动检测的误判降到了最低。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本发明的实施方式中的汽轮发电机组的振动检测装置的结构示意图。

附图标记说明

1振动检测器2信号处理器

3转速检测器4抗混叠滤波器

5显示器2电源模块

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指相应轮廓的上、下、左和右。

在本实用新型中，部分术语定义如下：

(1)轴系：由轴、轴承和安装在轴上的传动体、密封件及定位组件组成。

(2)频率特性：幅频特性和相频特性的统称。

(3)护环：转子部件和励磁绕组部件相互作用导致转子变形、位移等等。

(4)瓦振：即轴承座振动，简称轴承振动，其评定标准以轴承座的垂直、水平、轴向三个方向的振动中最大数值为评定依据。

(5)轴振：即转轴的径向振动，分为相对振动和绝对振动，利用接触式传感器(如速度传感器)测量转轴相对于地面的振动为相对振动，本实施方式中的轴振主要是指相对振动。

(6)扭振：即扭转振动，是关于传动系统激励频率对固有频率影响程度的计算，反映了系统是否存在谐振(共振)的危险程度，与设备的结构尺寸有关。

如图1所示，本实施方式给出了一种汽轮发电机组的振动检测装置，包括：振动检测器1，其设置在汽轮发电机的轴承上，用于检测该汽轮发电机的轴系的振动信号；以及

信号处理器2，其连接所述振动检测器1，用于根据所述振动检测器1检测出的振动信号得到汽轮发电机的轴系的简谐振荡的频率特性。

在对汽轮发电机组进行运行状况分析时，除上述的振动信号外，发电机组的转速信号也至关重要。因此，同样如图1所示，本实施方式的振动检测装置还包括：转速检测器3，其连接汽轮发电机组及所述信号处理器2，用于检测汽轮发电机组的转速信号，并将检测到的转速信号传输给所述信号处理器2进行分析和处理。

本实施方式中，振动检测器1和转速检测器3可集成为一体，合称为速度检测器。

在汽轮发电机组的轴承上设置振动检测装置时，为提高测量精度，必须保障每一个主轴承上都有一个速度检测器，即振动检测器优选设置在主轴承上。如果转子过于护环，则将速度检测器置于发电机轴承中和汽轮机相连的轴承上。

所述的速度检测器为整个振动检测装置的核心模块，负责数据的测量和采集，需选择高精度、低功耗的速度检测器。本实施方式中，所述转速检测器3优选采用光电转速传感器，而所述振动检测器1优选采用加速度传感器。

所述的光电转速传感器与光电编码圈配合，将转速信号转换为脉冲信号，再传输给信号处理器2进行处理。

所述的加速度传感器负责测量承轴的垂直、水平、轴向三个方向上的振动信号，且测得的振动信号包括瓦振信号、轴振信号和扭振信号。

本实施方式中，光电转速传感器及加速度传感器均采用现有技术中通用类型的传感器即可。

为进一步提高测量精度，如图1所示，本实施方式的振动检测装置还包括有抗混叠滤波器4，其设置在所述振动检测器1、所述转速检测器3与所述信号处理器2之间，用于对所述振动检测器1检测的振动信号以及所述转速检测器3检测的转速信号进行滤波。

抗混叠滤波器4对着垂直、水平、轴向三个方向上的振动信号以及检测获得的转速信号进行滤波，以防止频谱混叠对信号造成影响。根据实际场景，可为振动检测器1和转速检测器3各配置一个抗混叠滤波器4，也可使振动检测器1和转速检测器3共用一个抗混叠滤波器4。

本实施方式中，采用本领域通用类型的抗混叠滤波器4。

经过抗混叠滤波器4处理后的信号进入信号处理器2，信号处理器2对振动信号进行小波分析，也即对每个方向上得到的信号进行分析，将其转化为小波信号，通过FFT分析，即可得到各个轴系的简谐振荡的频率特性。进一步分析该简谐振荡的频率特性，即可得到瓦振和轴振的幅值和相位。

另外，所述光电转速传感器测量的转速信号为脉冲信号，属于模拟量，所述信号处理器2将模拟量转换为数字量，即将转速检测器3测得的转速信号变换为数字转速信号，再对数字转速信号进行处理。

对于发电机组主要轴承的扭振，则主要是通过对转速信号进行处理来得到的，信号处理器2将光信号转换为数字信号，并对原始信号进行滤波处理，即获得扭振分量。

为保证信号处理器的精确度，本实施方式优选采用DSP(数据信号处理器)作为信号处理器，该DSP主要完成小波分析及将模拟量转换为数字量。而小波分析和数字量处理为本领域的DSP所具有的通用功能，因此本实施方式可直接采用现有技术中常用的TMS320系列DSP等，而无需对DSP进行程序功能上的改进。

此外，在所需变量精确度不高的前提下，本实施方式中的信号处理器2也可以采用单片机。

为便于工作人员及时获得所述信号处理器2的分析结果，本实施方式的振动检测装置还包括：显示器5，其连接所述信号处理器2，用于显示各个轴系的简谐振荡的频率特性。

本实施方式中，该显示器5优选为上位机，通过上位机界面显示各个轴系的简谐振荡的频率特性，且还可对上位机进行数据存储、数据传输等数据处理。

另外，为保证信号处理器2的正常运行，本实施方式的振动检测装置还包括电源模块6，其连接所述信号处理器2，用于为所述信号处理器2供电。同时，也可以通过该电源模块6为所述显示器5供电。

本实施方式提供了一种综合性的汽轮发电机组振动检测的方法，其可测量多种变量，且可对发电机组的运行状况进行更细节的分析，使发电机组各个指标的检测更加精确，同时将振动检测的误判降到了最低。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种汽轮发电机组的振动检测装置，其特征在于，包括：

振动检测器(1)，其设置在汽轮发电机的轴承上，用于检测该汽轮发电机的轴系的振动信号；以及

信号处理器(2)，其连接所述振动检测器(1)，用于根据所述振动检测器(1)检测出的振动信号得到汽轮发电机的轴系的简谐振荡的频率特性。

2.根据权利要求1所述的振动检测装置，其特征在于，还包括：

转速检测器(3)，其连接汽轮发电机组及所述信号处理器(2)，用于检测汽轮发电机组的转速信号，并将检测到的转速信号传输给所述信号处理器(2)。

3.根据权利要求2所述的振动检测装置，其特征在于，所述转速检测器(3)为光电转速传感器。

4.根据权利要求2所述的振动检测装置，其特征在于，还包括：

抗混叠滤波器(4)，其设置在所述振动检测器(1)、所述转速检测器(3)与所述信号处理器(2)之间，用于对所述振动检测器(1)检测的振动信号以及所述转速检测器(3)检测的转速信号进行滤波。

5.根据权利要求1或2所述的振动检测装置，其特征在于，所述振动检测器(1)采用加速度传感器。

6.根据权利要求1或2所述的振动检测装置，其特征在于，所述振动检测器(1)用于检测汽轮发电机轴系的垂直、水平以及轴向三个方向上的振动信号。

7.根据权利要求1或2所述的振动检测装置，其特征在于，所述振动信号包括瓦振信号、轴振信号和扭振信号。

8.根据权利要求1或2所述的振动检测装置，其特征在于，还包括：显示器(5)，其连接所述信号处理器(2)，用于显示汽轮发电机的轴系的简谐振荡的频率特性。

9.根据权利要求1或2所述的振动检测装置，其特征在于，还包括：所述振动检测器(1)设置在汽轮发电机的主轴承上。

10.一种汽轮发电机组，其特征在于，包括权利要求1至9中任一所述的振动检测装置。