JPH05149782A - Device for monitoring torsional vibration of rotating body - Google Patents

Device for monitoring torsional vibration of rotating body

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Publication number
JPH05149782A
JPH05149782A JP31225391A JP31225391A JPH05149782A JP H05149782 A JPH05149782 A JP H05149782A JP 31225391 A JP31225391 A JP 31225391A JP 31225391 A JP31225391 A JP 31225391A JP H05149782 A JPH05149782 A JP H05149782A
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JP
Japan
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signal
alarm
torsional vibration
cpu
time
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP31225391A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Kawamoto
和夫 川本
Yuuichi Minote
裕一 箕手
Ryoji Ito
良二 伊藤
Daisaku Hirata
大作 平田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable the title device to surely recognize the actual condition of the torsional vibration of a rotating body by obtaining information at fault occurring time and, at the same time, to improve the measuring accuracy of the device by preventing the intervention of disturbances at the time of starting and stopping a CPU. CONSTITUTION:In this device for monitoring torsional vibration of rotating bodies, a torsion measuring signal is inputted not only to an A/D converting section, but also to a monitor 21 and alarm/trigger circuit 22. The monitor 21 generates an alarm and trigger signals upon detecting a fault from the torsion measuring signal. The A/D converting section is composed of an A/D converter 9 and buffer memory 23 and temporarily stores measured data about twisting angle displacement and twisting angular velocity in the memory 23. A CPU 10 performs arithmetic operation on the information stored in the memory 23 by tracing the information backward from the alarming time to the fault occurring time in accordance with a command from the circuit 22 and displays an obtained vibration waveform on a display device 11. At the same time, the CPU 10 records the waveform on a hard disk 12, etc.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、蒸気タービンロータ、
ガスタービンロータ等の回転体の捩り振動監視装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a steam turbine rotor,
The present invention relates to a torsional vibration monitoring device for a rotating body such as a gas turbine rotor.

【0002】[0002]

【従来の技術】現代の電力系統には種々の電気的擾乱が
あり、発電機ロータ胴部に励振電気トルクが加わる。更
に火力、原子力発電用蒸気タービンでは、発電機ロータ
の慣性モーメントに比べて、長翼を装備した低圧タービ
ンロータの慣性モーメントが遥かに大きいため、タービ
ン・発電機軸系は捩り振動を起こし易い現状下にある。
2. Description of the Related Art Modern electric power systems have various electrical disturbances, and an exciting electric torque is applied to the body of a generator rotor. Furthermore, in steam turbines for thermal power and nuclear power generation, the moment of inertia of the low-pressure turbine rotor equipped with long blades is much larger than the moment of inertia of the generator rotor. It is in.

【0003】図3は、回転体軸系における捩り振動発生
の原理図を示したものである。同図に示すような回転体
軸系において、慣性モーメントI1 に衝撃制動のような
トルク変動T1 が作動した場合、慣性モーメントI1
トルク変化を吸収するに足る程十分大きくなく、慣性モ
ーメントI1 以外の残余の慣性モーメントI2 が十分大
きく、かつ軸剛性K21が小さいと、軸系の捩り振動が励
起される。
FIG. 3 is a diagram showing the principle of torsional vibration generation in a rotary shaft system. In rotating body axial system shown in the figure, when the torque variation T 1, such as impact damping moment of inertia I 1 is operated, not sufficiently large enough moment of inertia I 1 is sufficient to absorb the torque change, the moment of inertia When the residual moment of inertia I 2 other than I 1 is sufficiently large and the shaft rigidity K 21 is small, torsional vibration of the shaft system is excited.

【0004】タービン・発電機軸系では、主として曲げ
振動と捩り振動が問題となる。曲げ振動に対しては、通
常タービン・発電機を運転するため重要指標であるジヤ
ーナル部の軸振動が直接監視されているが、捩り振動に
対しては、これまで通常は軸系のいかなる箇所の振動も
監視されていなかった。しかし、近年では下記のような
要因で、捩り振動が発生する機会が増えてきている。
In the turbine / generator shaft system, bending vibration and torsional vibration are mainly problems. For bending vibration, the shaft vibration of the journal part, which is an important index for operating turbines / generators, is usually directly monitored. Vibration was also not monitored. However, in recent years, the opportunities for torsional vibration have increased due to the following factors.

【0005】1.現代の電力系統には、高速再閉路(Hi
gh Speed Reclosing:HSRと言う)を伴う落雷、三相
定常不平衡、線路開閉など多くの電気擾乱があり、それ
らはタービン・発電機軸系の捩り振動を励振する。
1. High-speed reclosing (Hi
There are many electrical disturbances such as lightning strikes associated with gh speed reclosing (HSR), three-phase steady unbalance, and line switching, which excite torsional vibrations of the turbine / generator shaft system.

【0006】2.送電容量アップを目的として送電線に
直列キャパシタを投入する場合があるが、このとき「電
力系統の電気的固有振動数」と「タービン・発電機軸系
の捩り固有振動数」の和が系統周波数の瞬時値に一致す
ると、サブシンクロナスレゾナンス(Sub-Synchronous
Resonance :SSRと言う)が発生する。これは電力系
統の電気的振動と軸系の捩り振動とが2重共振するため
に起きる自励振動である。
2. In order to increase the transmission capacity, a series capacitor may be inserted in the transmission line. At this time, the sum of the "electrical natural frequency of the power system" and the "torsion natural frequency of the turbine / generator shaft system" is the system frequency. When the instantaneous value is matched, the sub-synchronous resonance (Sub-Synchronous
Resonance: SSR) occurs. This is self-excited vibration caused by double resonance between electric vibration of the electric power system and torsional vibration of the shaft system.

【0007】近年、このような捩り振動に起因するトラ
ブルが発生するようになり、破損やそれにより惹起され
る事故を防止するため、捩り振動監視装置を設置する発
電プラントが逐次増えつつある。図4は従来の捩り振動
監視装置のブロック図であり、600MW級タンデムコ
ンパウンド3車室4分流排気式火力タービンを例として
示したものである。
In recent years, troubles caused by such torsional vibrations have occurred, and in order to prevent damages and accidents caused by the damages, the number of power generation plants equipped with torsional vibration monitoring devices is gradually increasing. FIG. 4 is a block diagram of a conventional torsional vibration monitoring device, and shows an example of a 600 MW class tandem compound 3-cabin 4-split exhaust thermal power turbine.

【0008】図4において、高圧・中圧タービン1、低
圧第1タービン2及び低圧第2タービン3が軸継手部4
を介して発電機(GEN)5に連結される。各軸継手部
4の軸受台及び軸端部4a,4bには、電磁式ピックア
ップ(図示せず)が設けられ、この電磁式ピックアップ
の検知信号がプリアンプPAを介して捩り角変位計(T
AM)6a〜6c及び捩り角速度計(AVM)7に入力
される。なお、図4では、1系統の予備のプリアンプP
Aが設けられている。上記捩り角変位計6a〜6c及び
捩り角速度計7のクロック端子には、軸端部4aに設け
た電磁式ピックアップからプリアンプ8を介して送られ
てくる信号が入力される。このプリアンプ8の系統は、
タービンが例えば1回転する毎に1パルスの信号を取り
込むためのもので、この信号により捩り角変位計6a〜
6c及び捩り角速度計7への信号取り込みの同期をとる
と共に、キアのピッチムラの補正を行なっている。
In FIG. 4, a high-pressure / intermediate-pressure turbine 1, a low-pressure first turbine 2 and a low-pressure second turbine 3 are shaft coupling portions 4.
Is connected to the generator (GEN) 5 via. An electromagnetic pickup (not shown) is provided on the bearing stand and the shaft ends 4a and 4b of each shaft coupling portion 4, and a detection signal of the electromagnetic pickup is transmitted through a preamplifier PA to a torsion angle displacement meter (T
AM) 6a to 6c and a torsion angular velocity meter (AVM) 7 are input. In addition, in FIG. 4, one system of the preamplifier P is provided.
A is provided. Signals sent from an electromagnetic pickup provided at the shaft end 4a via a preamplifier 8 are input to clock terminals of the torsion angle displacement meters 6a to 6c and the torsion angular velocity meter 7. The system of this preamplifier 8 is
This is for taking in a signal of one pulse every time the turbine makes one revolution, for example, and the torsion angle displacement meter 6a ...
6c and the torsional angular velocity meter 7 are synchronized with the signal acquisition, and the pitch unevenness of the key is corrected.

【0009】上記捩り角変位計6a〜6cから出力され
る捩り角変位信号及び捩り角速度計7から出力される捩
り角速度信号は、プリアンプ8から出力される同期用パ
ルス信号と共にA/D変換器9へ送られる。更に、この
A/D変換器9には、発電機(GEN)5の電圧を計測
する電圧計測器(図示せず)からの電圧計測信号PT、
及び電流を計測する電流計測器(図示せず)からの電流
計測信号CTが入力される。
The torsional angular displacement signals output from the torsional angular displacement meters 6a to 6c and the torsional angular velocity signal output from the torsional angular velocity meter 7 together with the synchronizing pulse signal output from the preamplifier 8 together with the A / D converter 9 are used. Sent to. Further, the A / D converter 9 has a voltage measuring signal PT from a voltage measuring device (not shown) for measuring the voltage of the generator (GEN) 5,
And a current measurement signal CT from a current measuring device (not shown) for measuring the current.

【0010】A/D変換器9は、上記各計測信号をデジ
タル信号に変換してCPU(Central Processing Unit
:中央演算処理装置)10に出力する。このCPU1
0には、表示装置(CRT)11、ハードディスク1
2、磁気テープ(CMT)13、プリンタ14等が接続
される。
The A / D converter 9 converts each of the above-mentioned measurement signals into a digital signal and converts it into a CPU (Central Processing Unit).
: Central processing unit) 10. This CPU1
0 is a display device (CRT) 11 and a hard disk 1
2, a magnetic tape (CMT) 13, a printer 14, etc. are connected.

【0011】図5は上記捩り振動監視装置の原理説明図
である。各軸継手部4の捩れ角は、捩り角変位計6a〜
6c及び捩り角速度計7により計測され(ステップA1
)、A/D変換器9によりデジタルデータに変換され
てCPU10へ送られる。このCPU10は、上記計測
された捩り角の波形信号をモード波形に分解し(ステッ
プA2 )、これに各固有振動形で定まる計数を乗じて、
監視点応力波形を演算する(ステップA3 )。そして、
この応力値を予め設定されている閾値と比較し(ステッ
プA5 )、応力値が閾値以上のレベルに達すると、警報
(アラーム)を発すると共に、一連の波形信号をハード
ディスク12及び磁気テープ13に記憶し、更に、表示
装置11に表示すると共にプリンタ14により印字記録
する(ステップA6 )。また、CPU10は、電圧計測
信号PT、電流計測信号CT等に基づいて、電力系と軸
系の共振による自励振動解析を行なう。更に、CPU1
0は、最後に記憶したデータを基に監視点の寿命消費量
を演算により求めて設定値と比較し(ステップA4 ,A
5 )、設定値を越えると警報等の発生処理を行なう(ス
テップA6 )。
FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the torsional vibration monitoring device. The twist angle of each shaft coupling part 4 is measured by a twist angle displacement gauge 6a ...
6c and the torsional angular velocity meter 7 (step A1
), Converted into digital data by the A / D converter 9 and sent to the CPU 10. The CPU 10 decomposes the waveform signal of the measured twist angle into a mode waveform (step A2) and multiplies this by a count determined by each natural vibration type,
The stress waveform at the monitoring point is calculated (step A3). And
This stress value is compared with a preset threshold value (step A5), and when the stress value reaches a level above the threshold value, an alarm is issued and a series of waveform signals are stored in the hard disk 12 and the magnetic tape 13. Then, the data is displayed on the display device 11 and printed and recorded by the printer 14 (step A6). The CPU 10 also performs self-excited vibration analysis based on the resonance of the electric power system and the shaft system based on the voltage measurement signal PT, the current measurement signal CT, and the like. Furthermore, CPU1
For 0, the life consumption of the monitoring point is calculated based on the last stored data and compared with the set value (steps A4, A
5) If the value exceeds the set value, alarm generation processing is performed (step A6).

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記のようにして回転
体の捩り振動を監視することができるが、監視点振動応
力は図6に示すように故障発生と共に最大となるもので
はなく、若干の時間T秒経過後に最大となる。図6の場
合はt秒経過後に設定応力に達し、この時点で警報が発
せられると共に捩り振動の記録が開始される。このため
故障発生時点での情報が得られず、振動の実体を確実に
把握することができなかった。
As described above, the torsional vibration of the rotating body can be monitored. However, as shown in FIG. 6, the vibration stress at the monitoring point does not become the maximum upon the occurrence of a failure, but it may be a little. It becomes maximum after a lapse of time T seconds. In the case of FIG. 6, the set stress is reached after the elapse of t seconds, at which time an alarm is issued and the recording of torsional vibration is started. For this reason, the information at the time of the failure was not obtained, and the substance of the vibration could not be grasped with certainty.

【0013】また、従来の捩り振動監視装置は、タービ
ンの起動時から停止に至るまで作動している。一方、タ
ービン・発電機軸系の捩り振動は、上記したように送電
系統に発電機が接続されているときに送電系統への落雷
や系統の切替等によって発生する。従って、起動から電
力系統に接続されるまで、あるいは解列から停止までは
無効な信号で、CPU10を常時稼働させるこの種無効
信号間の微小な偏差は信号系に擾乱を招き、振動計測精
度を低下させている。
Further, the conventional torsional vibration monitoring device operates from the start of the turbine to the stop thereof. On the other hand, the torsional vibration of the turbine / generator shaft system occurs due to lightning strikes to the power transmission system, switching of the system, or the like when the generator is connected to the power transmission system as described above. Therefore, from the start up to the connection to the power system, or from the disconnection to the stop, the signal is invalid, and a minute deviation between the invalid signals of this kind that always operates the CPU 10 causes disturbance in the signal system, and the vibration measurement accuracy is improved. Is decreasing.

【0014】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、故障発生時点における情報を得て捩り振動の実態を
確実に把握でき、また、CPUに対する起動、停止時の
擾乱の介入を防止して計測精度を向上し得る回転体の捩
り振動監視装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to surely grasp the actual state of torsional vibration by obtaining information at the time of failure occurrence, and to prevent the intervention of disturbance at the time of starting and stopping the CPU. An object of the present invention is to provide a torsional vibration monitoring device for a rotating body that can improve measurement accuracy.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(1) 本発明は、回転体の捩り振動監視装置におい
て、回転軸の捩り状態を計測する捩り計測手段と、この
手段により計測された信号を監視し、故障の発生を検出
してアラーム信号を出力するモニタ手段と、上記捩り計
測手段により計測された信号を一定期間記憶するバッフ
ァメモリと、上記モニタ手段からアラーム信号が出力さ
れた際、上記バッファメモリの記憶情報をアラーム時か
ら故障発生時に遡って演算処理し、振動波形を表示装置
に表示するCPUとを備えたことを特徴とするものであ
る。
(1) According to the present invention, in a torsional vibration monitoring device for a rotating body, a twisting measuring means for measuring a twisting state of a rotating shaft and a signal measured by this means are monitored to detect an occurrence of a failure and issue an alarm signal. Monitor means for outputting, buffer memory for storing the signal measured by the twist measuring means for a certain period, and when an alarm signal is output from the monitor means, information stored in the buffer memory is traced back from the time of alarm to the time of failure occurrence. And a CPU for displaying a vibration waveform on a display device.

【0016】(2) 上記計測信号を監視するモニタ手
段は、発電機が電力系統に接続されたことを示す信号が
入力された時に動作状態となるインターロック機能を備
えたことを特徴とするものである。
(2) The monitor means for monitoring the measurement signal is characterized by having an interlock function which is activated when a signal indicating that the generator is connected to the power system is input. Is.

【0017】[0017]

【作用】計測手段により計測された信号は、常に一定期
間バッファメモリに貯えられる。一方、モニタ手段は、
計測信号から故障の発生の有無を監視し、故障発生を検
出するとアラーム信号を出力する。このアラーム信号が
出力された際、CPUはバッファメモリに記憶された情
報により、時間を遡って故障発生の時点からの捩り振動
を演算処理により求めて表示装置に表示する。
The signal measured by the measuring means is always stored in the buffer memory for a fixed period. On the other hand, the monitor means
Whether or not a failure has occurred is monitored from the measurement signal, and an alarm signal is output when a failure is detected. When this alarm signal is output, the CPU traces back the time based on the information stored in the buffer memory to obtain the torsional vibration from the time of the occurrence of the failure, and displays it on the display device.

【0018】上記のように計測信号は、常に一定期間バ
ッファメモリに貯えることにより、アラーム発生時点か
ら故障発生時点に遡ってモード波形の分解や、監視点応
力波形を求めることができ、捩り振動の実態を把握する
ことができる。
As described above, the measurement signal is always stored in the buffer memory for a certain period, so that the mode waveform can be decomposed and the monitoring point stress waveform can be obtained from the alarm occurrence time to the failure occurrence time. You can grasp the actual situation.

【0019】また、モニタ手段にインターロック機能を
備えることにより、CPUは発電機が電力系統に接続さ
れている間のみ稼働する。従って、CPUには、起動、
停止時の擾乱が介入せず、計測精度を向上することがで
きる。
Further, by providing the monitor means with the interlock function, the CPU operates only while the generator is connected to the power system. Therefore, the CPU
It is possible to improve the measurement accuracy without the disturbance during the stoppage.

【0020】[0020]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図1は本発明の一実施例に係る回転体の捩り振
動監視装置のブロック図、図4に示した従来の捩り振動
監視装置と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は
省略する。図1に示すように捩り角変位計(TAM)6
a〜6cから出力される捩り角変位信号及び捩り角速度
計(AVM)7から出力される捩り角速度信号は、A/
D変換20に送られると共に、分岐してモニタ21及び
アラームトリガ回路22に送られる。このモニタ21及
びアラーム/トリガ回路22には、発電所内の他の制御
装置から発電機が電力系統に接続されたことを示す並列
信号PSが入力される。上記モニタ21は、捩り角変位
計6a〜6c及び捩り角速度計7からの信号により異常
検知動作を行なっており、異常を検知するとアラーム/
トリガ回路22を動作させてアラームを発生させると共
に、トリガ信号をCPU稼働指令としてA/D変換部2
0に出力する。この場合、モニタ21及びアラーム/ト
リガ回路22には、インターロック機能が設けられてお
り、並列信号PSが与えられることによって動作状態と
なる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a torsional vibration monitoring device for a rotating body according to an embodiment of the present invention. The same parts as those of the conventional torsional vibration monitoring device shown in FIG. .. As shown in FIG. 1, a torsion angle displacement meter (TAM) 6
The torsion angular displacement signals output from a to 6c and the torsion angular velocity signal output from the torsion angular velocity meter (AVM) 7 are A /
The signal is sent to the D conversion 20 and branched and sent to the monitor 21 and the alarm trigger circuit 22. A parallel signal PS indicating that the generator is connected to the power system is input to the monitor 21 and the alarm / trigger circuit 22 from another control device in the power plant. The monitor 21 performs an abnormality detection operation based on signals from the torsion angle displacement meters 6a to 6c and the torsion angular velocity meter 7, and when an abnormality is detected, an alarm /
The trigger circuit 22 is operated to generate an alarm, and the trigger signal is used as a CPU operation command to A / D converter 2
Output to 0. In this case, the monitor 21 and the alarm / trigger circuit 22 are provided with an interlock function, and are brought into an operating state by being given the parallel signal PS.

【0021】また、上記A/D変換部20には、上記捩
り計測信号の他、電圧計測器及び電流計測器(図示せ
ず)で計測された発電機5に対する電気トルク信号(電
圧計測信号PT及び電流計測信号CT)が入力される。
A/D変換部20は、A/D変換器9に対してバッファ
メモリ23が並置される。このバッファメモリ23は、
A/D変換器9によりデジタル信号に変換された捩り計
測信号及び電気トルク信号を記憶するもので、想定され
る故障発生からアラームに至るまでの情報量が十分に収
容できる容量を有している。A/D変換部20は、通常
時は入力される計測データをA/D変換器9によりデジ
タル信号に変換してバッファメモリ23に書込んでいる
が、アラーム/トリガ回路22からトリガ信号が与えら
れると、バッファメモリ23の記憶データを読出してC
PU10に出力するように構成されている。このCPU
10には、表示装置(CRT)11、ハードディスク1
2、磁気テープ(CMT)13、プリンタ14等が接続
される。次に上記実施例の動作を図2の流れ図を参照し
て説明する。
In addition to the torsion measurement signal, the A / D converter 20 also outputs an electric torque signal (voltage measurement signal PT) to the generator 5 measured by a voltage measuring device and a current measuring device (not shown). And the current measurement signal CT) are input.
In the A / D converter 20, the buffer memory 23 is juxtaposed to the A / D converter 9. This buffer memory 23 is
The torsion measurement signal and the electric torque signal converted into digital signals by the A / D converter 9 are stored, and have a capacity capable of accommodating a sufficient amount of information from an assumed failure occurrence to an alarm. .. The A / D converter 20 normally converts the input measurement data into a digital signal by the A / D converter 9 and writes the digital signal in the buffer memory 23. However, the trigger signal is given from the alarm / trigger circuit 22. Then, the stored data in the buffer memory 23 is read and C
It is configured to output to the PU 10. This CPU
10 includes a display device (CRT) 11 and a hard disk 1.
2, a magnetic tape (CMT) 13, a printer 14, etc. are connected. Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0022】各軸継手部4の捩れ角は、捩り角変位計6
a〜6c及び捩り角速度計7により計測され(ステップ
B1 )、A/D変換部20に送られると共に、分岐して
モニタ21、アラーム/トリガ回路22へ送られる。
The twist angle of each shaft coupling portion 4 is measured by a twist angle displacement meter 6
Measured by a to 6c and the torsion angular velocity meter 7 (step B1), sent to the A / D converter 20, branched and sent to the monitor 21 and the alarm / trigger circuit 22.

【0023】A/D変換部20は、上記捩り角変位計6
a〜6c及び捩り角速度計7により計測された捩り計測
信号及び電気トルク信号(電圧計測信号PT、電流計測
信号CT)をデジタル信号に変換してバッファメモリ2
3に書込んで保持している(ステップB2 )。この場
合、バッファメモリ23は、想定される故障発生からア
ラーム発生に至るまでの情報量が十分に収容できる容量
を有しており、それ以前の情報は自動的に消去される。
The A / D converter 20 includes the torsion angle displacement meter 6 described above.
a to 6c and the torsion measurement signal and the electric torque signal (voltage measurement signal PT, current measurement signal CT) measured by the torsion angular velocity meter 7 are converted into digital signals and the buffer memory 2
It is written in 3 and held (step B2). In this case, the buffer memory 23 has a capacity sufficient to accommodate the amount of information from the occurrence of an expected failure to the occurrence of an alarm, and the information before that is automatically deleted.

【0024】一方、モニタ21は、発電機が電力系統に
接続されたことを示す並列信号PSが入力されることに
よって動作状態となり、上記計測器から送られてくる捩
り計測信号を捩り角の波形信号をモード波形に分解し
(ステップB3 )、これに各固有振動形で定まる計数を
乗じて監視点応力波形を求める(ステップB4 )。この
モニタ21においては、例えばCPU10に比較して簡
易的な手法を用いて監視点応力波形を求めている。そし
て、モニタ21は、捩り計測信号に基づいて求めた応力
値を予め設定されている閾値と比較し(ステップB6
)、応力値が閾値以上のレベルに達すると、アラーム
/トリガ回路22を動作させ、捩り振動発生の警報(ア
ラーム)を発すると共に、A/D変換部20へCPU稼
働指令としてのトリガ信号を出力する(ステップB7
)。
On the other hand, the monitor 21 is brought into an operating state when a parallel signal PS indicating that the generator is connected to the electric power system is input, and the torsion measurement signal sent from the measuring instrument is converted into a waveform of a torsion angle. The signal is decomposed into mode waveforms (step B3), and the stress waveforms at the monitoring points are obtained by multiplying this by a count determined by each natural vibration type (step B4). In this monitor 21, for example, the stress waveform at the monitoring point is obtained using a simpler method than that of the CPU 10. Then, the monitor 21 compares the stress value obtained based on the torsion measurement signal with a preset threshold value (step B6).
), When the stress value reaches a level equal to or higher than the threshold value, the alarm / trigger circuit 22 is operated to issue an alarm (alarm) of the occurrence of torsional vibration, and a trigger signal as a CPU operation command is output to the A / D conversion unit 20. Yes (Step B7
).

【0025】A/D変換部20は、上記アラーム/トリ
ガ回路22からトリガ信号が送られてくると、バッファ
メモリ23に保持されているデータを読出してCPU1
0へ出力する。CPU10は、A/D変換部20から送
られてくるデータに基づいて異常処理を行ない、故障発
生時に遡ってモード波形の分解や、監視点応力波形を演
算により求め、一連の波形信号をハードディスク12及
び磁気テープ13に記憶し、更に、表示装置11に表示
すると共にプリンタ14により印字記録する(ステップ
B8 ,B9 )。このように故障発生を示すアラーム信号
が出力された際に、バッファメモリ23に保持されてい
るデータにより、故障発生時に遡ってモード波形の分解
や、監視点応力波形を行なうことにより、捩り振動の実
態把握が可能となる。
When a trigger signal is sent from the alarm / trigger circuit 22, the A / D conversion section 20 reads the data held in the buffer memory 23 and the CPU 1
Output to 0. The CPU 10 performs abnormality processing on the basis of the data sent from the A / D conversion unit 20, decomposes the mode waveform retroactively when a failure occurs, and calculates the stress waveform at the monitoring point to obtain a series of waveform signals. Also, the data is stored in the magnetic tape 13 and displayed on the display device 11 and printed and recorded by the printer 14 (steps B8 and B9). Thus, when an alarm signal indicating the occurrence of a failure is output, the data held in the buffer memory 23 is used to decompose the mode waveform retroactively at the time of the failure occurrence and to perform the stress waveform of the monitoring point, whereby the torsional vibration It is possible to understand the actual situation.

【0026】また、CPU10は、デジタル信号に変換
された電圧計測信号PT、電流計測信号CT等に基づい
て、電力系と軸系の共振による自励振動解析を行なう。
更に、CPU10は、最後に記憶したデータを基に監視
点の寿命消費量を演算により求めて設定値と比較し(ス
テップB5 ,B6 )、設定値を越えると装置異常警報等
の発生処理を行なう。
Further, the CPU 10 analyzes the self-excited vibration due to the resonance of the electric power system and the shaft system based on the voltage measurement signal PT, the current measurement signal CT and the like converted into digital signals.
Further, the CPU 10 calculates the life consumption of the monitoring point based on the last stored data and compares it with the set value (steps B5 and B6). When the set value is exceeded, the device abnormal alarm is generated. ..

【0027】[0027]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、バ
ッファメモリを設けて捩り計測信号を常に一定期間保持
するようにしているので、故障発生のアラーム報知が成
された際、アラーム発生時点から故障発生時点に遡って
モード波形の分解や、監視点応力波形を求めることがで
き、捩り振動の実態把握が可能となる。また、CPUは
並列から解列に至る間のみ稼働し、起動、停止時の擾乱
が介入せず、計測精度が向上する。従って、タービンロ
ータの信頼性の向上に顕著な効果を奏する。
As described above in detail, according to the present invention, the buffer memory is provided so as to always hold the torsion measurement signal for a certain period of time. It is possible to decompose the mode waveform and obtain the stress waveform at the monitoring point from the time point back to the time point of failure occurrence, and it becomes possible to understand the actual state of torsional vibration. Further, the CPU operates only from the parallel operation to the parallel disconnection, the disturbance at the time of starting and stopping does not intervene, and the measurement accuracy is improved. Therefore, there is a remarkable effect in improving the reliability of the turbine rotor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る捩り振動監視装置の構
成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a torsional vibration monitoring device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例における動作説明図。FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the embodiment.

【図3】捩り振動の原理説明図。FIG. 3 is an explanatory view of the principle of torsional vibration.

【図4】従来の捩り振動監視装置を構成を示すブロック
図。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a conventional torsional vibration monitoring device.

【図5】従来の捩り振動監視装置の動作説明図。FIG. 5 is an operation explanatory view of a conventional torsional vibration monitoring device.

【図6】振動応力の波形図。FIG. 6 is a waveform diagram of vibration stress.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…高圧・中圧タービン、2…低圧第1タービン,3…
低圧第2タービン、4…軸継手部、4a,4b…軸端
部、5…発電機、6a〜6c…捩り角変位計、7…捩り
角速度計、9…A/D変換器、10…CPU、11…表
示装置、12…ハードディスク、13…磁気テープ、1
4…プリンタ、20…A/D変換部、21…モニタ、2
2…アラーム/トリガ回路、23…バッファメモリ。
1 ... High-pressure / intermediate-pressure turbine, 2 ... Low-pressure first turbine, 3 ...
Low-pressure second turbine, 4 ... Shaft coupling part, 4a, 4b ... Shaft end part, 5 ... Generator, 6a-6c ... Torsional angular displacement meter, 7 ... Torsional angular velocity meter, 9 ... A / D converter, 10 ... CPU , 11 ... Display device, 12 ... Hard disk, 13 ... Magnetic tape, 1
4 ... Printer, 20 ... A / D converter, 21 ... Monitor, 2
2 ... Alarm / trigger circuit, 23 ... Buffer memory.

フロントページの続き (72)発明者 平田 大作 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内Front page continuation (72) Daisaku Hirata, Inventor Daisaku Hirata 1-1-1, Niihama, Arai-cho, Takasago, Hyogo Prefecture Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Takasago Plant

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転体の捩り振動監視装置において、回
転軸の捩り状態を計測する捩り計測手段と、この手段に
より計測された信号を監視し、故障の発生を検出してア
ラーム信号を出力するモニタ手段と、上記捩り計測手段
により計測された信号を一定期間記憶するバッファメモ
リと、上記モニタ手段からアラーム信号が出力された
際、上記バッファメモリの記憶情報をアラーム時から故
障発生時に遡って演算処理し、振動波形を表示装置に表
示するCPUとを具備したことを特徴とする回転体の捩
り振動監視装置。
1. A torsion vibration monitoring apparatus for a rotating body, wherein a torsion measuring means for measuring a torsion state of a rotating shaft and a signal measured by this means are monitored to detect an occurrence of a failure and output an alarm signal. Monitor means, buffer memory for storing the signal measured by the torsion measuring means for a certain period, and when an alarm signal is output from the monitor means, the stored information in the buffer memory is calculated retroactively from the time of alarm to the time of failure occurrence. A torsional vibration monitoring device for a rotating body, comprising: a CPU for processing and displaying a vibration waveform on a display device.
【請求項2】 上記計測信号を監視するモニタ手段は、
発電機が電力系統に接続されたことを示す信号が入力さ
れた時に動作状態となるインターロック機能を備えたこ
とを特徴とする請求項1記載の回転体の捩り振動監視装
置。
2. A monitor means for monitoring the measurement signal comprises:
2. The torsional vibration monitoring device for a rotating body according to claim 1, further comprising an interlock function which is activated when a signal indicating that the generator is connected to the power system is input.
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