SPU2100產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與技術(shù)優(yōu)勢

1、 第一章 水電機組振擺保護綜述1.1 水電機組振擺保護概念水電機組振擺保護的概念一般認為是從石化、汽輪機組等高速旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備的監(jiān)測演變而來的，并直接運用到水輪機組上。這也是業(yè)界的普遍認識，但是水輪機組振動擺度的信號特點與石化、汽輪機組有明顯不同，它的信號主要分布在低頻和超低頻上，同時水機振動的表現(xiàn)形式和危害也和一般意義上的監(jiān)測設(shè)備不一樣，所以水機的振擺保護和汽輪機的振擺保護有本質(zhì)的不同。水機振擺保護之所以比較難做，主要是因為要做好振擺系統(tǒng)，必須懂得水機振動機理，但是水機振動誘發(fā)原因很多，如果采用單一峰峰值或均值報警很可能導致保護的誤動作，造成電廠的損失，所以此類保護裝置的設(shè)計比傳統(tǒng)的保護裝置要

2、復雜的多，遠不是一個振擺測試儀表就能解決問題的。就水機振擺保護而言，除了一般保護裝置所具備的功能以外，還要能夠“智能”區(qū)分出，什么是危害的振動、什么是因為外界干擾所帶來的測量誤差。這是水輪機組在線監(jiān)測發(fā)展到高端應用時，在新的領(lǐng)域使用的產(chǎn)品。水電機組振擺檢測保護系統(tǒng)的應用不僅是保證水電機組安全穩(wěn)定運行、提高經(jīng)濟效益的一項重要技術(shù)措施，也是指導水電機組的科學維護、逐步從定期檢修向狀態(tài)檢修過渡，真正實現(xiàn)無人值班的重要技術(shù)支持手段之一，對我國水電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有重大意義。1.2 用戶對振擺保護的需求從狀態(tài)監(jiān)測行業(yè)發(fā)展來看，大型、復雜的系統(tǒng)并不適應于電廠生產(chǎn)單位使用，各個廠商都在不停的增加系統(tǒng)功能，將

3、狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)變成一個維護復雜且容易出故障的系統(tǒng)。我們認為，對于電廠用戶來說，適應的產(chǎn)品應該有如下的特點：l 設(shè)備小型化l 結(jié)構(gòu)簡單l 部署方便l 容易理解l 運行穩(wěn)定可靠作為具有上述特點的設(shè)備，振擺保護裝置符合電廠用戶的基本需求，同時作為保護裝置，應該能夠正確執(zhí)行保護動作，在保護裝置動作后，應能夠得到保護裝置動作前后設(shè)備運行的狀態(tài)。由于水電振動擺度裝置和汽輪機組等振動擺度的巨大差異，水機振擺裝置的動作、報警的設(shè)置應符合水機本身運行現(xiàn)實情況而不是采用一種通用的設(shè)置。1.3 水電機組振擺保護裝置現(xiàn)狀水電廠運行的保護裝置多種多樣，如電氣保護、機械過速保護等，目前水機設(shè)備振動保護應用遠沒有普與，主要的

4、原因是水機保護裝置的穩(wěn)定性、適用性和頻繁誤動制約了水電機組保護裝置發(fā)展。1.4 SPU2100水電機組振擺保護介紹基于上述問題，奧技異公司根據(jù)自己十幾年的從業(yè)經(jīng)驗和深厚的研發(fā)技術(shù)，開發(fā)了SPU2100振動擺度保護裝置，它是一種小型化、安裝方便、結(jié)構(gòu)簡單的新型設(shè)備，設(shè)備采用了穩(wěn)定的電氣結(jié)構(gòu)和高效的實時操作系統(tǒng)。單機具有16個報警輸出接點、8個開關(guān)量輸入、24路模擬量輸入，同時為保證系統(tǒng)端口的擴展，可以通過設(shè)備級聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)化的保護裝置，并在部實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的硬同步。裝置的數(shù)據(jù)處理是產(chǎn)品的重要亮點，由于設(shè)備的系統(tǒng)采用了高效的實時系統(tǒng)，可以對數(shù)據(jù)進行限波、濾波、去除超低頻干擾計算，而不影響系統(tǒng)運行效率，保

5、證了數(shù)據(jù)的時效性。保護裝置的報警輸出算法是區(qū)別其他保護裝置的另一亮點，它結(jié)合了水機振動特點，綜合考慮了水機工況和低頻振動特征進行報警規(guī)則設(shè)定，是專門為水機所研發(fā)的保護裝置。SPU2100振動擺度保護裝置，還具備網(wǎng)絡(luò)功能，可以傳輸實時波形，作為結(jié)構(gòu)開放的系統(tǒng)，可以和其他系統(tǒng)集成。設(shè)備的保護功能并沒有摒棄狀態(tài)監(jiān)測功能，對于保護裝置只要開啟網(wǎng)絡(luò)功能，配合相關(guān)的軟件服務(wù)系統(tǒng)就是一個狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的采集單元，這種設(shè)計可以為用戶以后升級節(jié)約資金。第二章 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)2.1系統(tǒng)設(shè)計目標SPU2100機組振動擺度保護系統(tǒng)以實現(xiàn)水電機組報警保護功能為設(shè)計目標，完善水電機組的在線監(jiān)測系統(tǒng)，組建水電站的智能化系統(tǒng)。該系統(tǒng)

6、能夠通過高速采集通道，實時監(jiān)測機組的振動、擺度和工況等機組運行狀態(tài)關(guān)鍵特征量， 通過專業(yè)報警算法進行數(shù)據(jù)篩選和提取，結(jié)合復雜邏輯的聯(lián)合報警規(guī)則，進行機組運行狀態(tài)報警，并記錄報警時刻段的實時數(shù)據(jù)，作為報警狀態(tài)分析的依據(jù)。系統(tǒng)采用先進的硬件系統(tǒng)平臺，結(jié)合穩(wěn)定的軟件平臺以與專業(yè)的算法核心，能夠做到監(jiān)測實時性高、狀態(tài)判斷準確、報警與時。完善的邏輯報警保護規(guī)則可以避免系統(tǒng)的誤報警和誤保護。2.2 硬件體系結(jié)構(gòu)SPU2100機組振動擺度保護系統(tǒng)按機組單元設(shè)置，一臺機組需配置12套振擺保護裝置，具體套數(shù)根據(jù)實際監(jiān)測保護測點數(shù)目而定。每臺機單獨配置一面盤柜， 每套裝置的主要設(shè)備包括：（1）前端傳感元件，包括振

7、動傳感器、擺度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器等一次測量元件。（2）現(xiàn)地振動擺度保護盤，由振擺監(jiān)測報警保護裝置、傳感器電源箱、人機界面（可選）、交直流雙供電的逆變電源裝置、網(wǎng)絡(luò)交換機、鼠標鍵盤等設(shè)備組成。 根據(jù)招標文件要求，結(jié)合我方經(jīng)驗我方設(shè)計的振擺保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：44 / 26機組振擺保護系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖保護動作信號上傳至集控中心集控中心通訊機保護動作信號上傳至集控中心傳感器端子箱#2機振擺保護控制柜監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地LCU報警與停機信號監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地LCU監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地LCU報警與停機信號報警與停機信號現(xiàn)地采集顯示層#n機振擺保護控制柜#1機振擺保護控制柜端子箱端子箱現(xiàn)地傳感器層傳感器傳感器機組振動擺度保護盤由柜

8、體、電源模塊、主機、數(shù)據(jù)采集裝置、與傳感器一一對應的數(shù)據(jù)采集模塊、觸摸按鍵面板、液晶顯示器、接線端子等組成。該盤柜的實物示意圖如下（僅為示意）：SPU2100振擺保護裝置1交直流逆變電源傳感器電源箱工業(yè)平板電腦SPU2100振擺保護裝置2其中相關(guān)設(shè)備如下：序號名稱單機數(shù)量備注1標準工業(yè)機柜柜體（2260*800*800）1臺含端子排等附件,盤柜實際數(shù)量應根據(jù)配置的采集預處理單元的多少確定。215寸觸摸式平板電腦（含鍵盤鼠標）1臺（可選）3傳感器電源箱1臺4機組振擺保護采集裝置（包括所有監(jiān)測模塊）2臺5輸出模塊與出口繼電器1套含在采集箱中6交直流雙供逆變電源1套2.3 軟件體系結(jié)構(gòu)SPU2100

9、軟件體系結(jié)構(gòu)分為：底層硬件平臺軟件結(jié)構(gòu)和實時系統(tǒng)平臺軟件結(jié)構(gòu)。其中，底層硬件平臺軟件結(jié)構(gòu)主要為采樣控制和數(shù)據(jù)整合功能，F(xiàn)PGA邏輯控制核心，負責整個硬件平臺的邏輯控制和數(shù)據(jù)流向；DSP處理核心，負責硬件平臺的數(shù)據(jù)提取和整合。所有整合好的標準格式數(shù)據(jù)通過橋接芯片送到實時系統(tǒng)平臺，進入核心算法處理流程。傳感器DSPFPGA采集通道AD橋芯片驅(qū)動實時系統(tǒng)底層硬件平臺軟件結(jié)構(gòu)示意圖底層硬件整合好的數(shù)據(jù)，進入實時系統(tǒng)平臺，首先會進入雙緩存模塊，數(shù)據(jù)被分層、分時處理，防止數(shù)據(jù)的丟失和重疊，經(jīng)該環(huán)節(jié)順序提取的數(shù)據(jù)進入核心算法環(huán)節(jié)，此環(huán)節(jié)為整個實時系統(tǒng)平臺軟件的核心，包含多種報警算法以與復雜的聯(lián)合報警邏輯規(guī)則

10、，經(jīng)算法處理后的數(shù)據(jù)分為三組，分別進入顯示部分、報警輸出部分和網(wǎng)絡(luò)部分。數(shù)據(jù)雙緩存模塊核心算法報警顯示網(wǎng)絡(luò)實時系統(tǒng)平臺軟件結(jié)構(gòu)圖第三章 產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)與功能3.1 電氣參數(shù)（技術(shù)指標）型號SPU2100核心處理器IntelPentiumM存256M,最大可擴展至1G記錄容量80GB（選配）模擬量通道24通道模擬量輸入通道信號電壓信號-5V+5V,-10V+10V,-20V+20V電流信號020mA, 420mA,-20mA20mA開關(guān)量輸入通道最大8路+1路鍵相開關(guān)量輸出通道16路無源繼電器輸出同步信號輸入輸出實現(xiàn)多機同步連接采樣方式全通道同步采樣整周期采樣采樣頻率單通道最高200KHz采樣形式

11、等相位采樣和等時間間隔采樣，支持連續(xù)無間斷采樣AD轉(zhuǎn)換精度16Bit濾波器形式6階抗混濾波器，截止頻率20-200KHz可程控調(diào)整有效分析頻率振動、擺度信號10kHz存儲方式振動、擺度、壓力脈動監(jiān)測、空氣間隙、磁通量監(jiān)測、空化噪聲監(jiān)測Dt,DRPM,工況變化,報警狀態(tài)變化等聯(lián)合控制存儲模式網(wǎng)絡(luò)接口100MHz以太網(wǎng)，TCP/IP 其它通信接口RS232/RS485/RS422，USB通訊規(guī)約Modbus等,波特率最高115200bps擺度采集模塊測量指標測量精度峰值誤差1m；對于轉(zhuǎn)頻信號，相位誤差小于3度；間隙誤差0.01V；輸入信號電渦流傳感器，-20V+20V或420mA振動采集模塊測量指

12、標測量精度峰值誤差1m；對于轉(zhuǎn)頻信號，相位誤差小于3度；間隙誤差0.01V；輸入信號速度傳感器，-10V+10V或420mA開關(guān)量采集模塊時間分辨率1ms輸入信號無源開關(guān)信號繼電器輸出模塊輸出方式無源開關(guān)信號輸出接點容量DC220V，2A繼電器動作時間1ms工作電源220VAC±10%，50Hz±10%功率最大30W抗傳感器失穩(wěn)措施¨ 智能沖擊檢測數(shù)字積分器；¨ 數(shù)字式0.5Hz低阻(高通)濾波器；¨ 數(shù)字式50Hz限波濾波器；3.2 功能簡介3.2.1 實時顯示功能系統(tǒng)前面板帶有OLED高分辨顯示屏，能夠現(xiàn)地顯示各監(jiān)測通道的實時監(jiān)測值、報警狀

13、態(tài)和機組轉(zhuǎn)速等信息。3.2.2 報警、保護配置功能報警保護系統(tǒng)軟件，集成于測點配置軟件config.exe，不需安裝，可直接運行于Windows操作系統(tǒng)，簡單易用，其配置過程如以下顯示圖形：報警輸出通道選擇，系統(tǒng)默認16個報警或保護信號輸出，配置時根據(jù)實際需求配置。選擇好報警通道后，根據(jù)實際報警規(guī)則設(shè)置相應工況；如果使用全工況，可不對其進行設(shè)置。根據(jù)實際報警測點配置報警條件，如報警通道設(shè)置、報警保護越線值設(shè)置、報警延時設(shè)置等。3.2.3 報警功能3.2.3.1 基本報警保護功能簡介一臺保護裝置標配16通道獨立繼電器輸出功能，能夠通過保護軟件的組態(tài)功能綁定到各個監(jiān)測通道，實現(xiàn)節(jié)點繼電器報警輸出功

14、能。1）信號的高速采集和精妙的算法確保報警和保護的實時性和準確性。報警保護共分三級，一級報警表示測值信號超標，但還不至于引起機組出現(xiàn)大的穩(wěn)定性事故，二級報警表示測值信號已比較嚴重超標，必須加以重視，找出超標原因，否則可能會出現(xiàn)穩(wěn)定性事故。三級報警（保護）表示測值非常嚴重超標，如不發(fā)出停機令，隨時可能出現(xiàn)大的穩(wěn)定性事故。2）各級動作邏輯準確可靠。各級報警或保護邏輯都可以根據(jù)機組實際運行情況進行設(shè)置；既可單通道設(shè)置報警，也可多通道設(shè)置報警；既可以加工況量輔助報警保護判斷，也可以全工況報警保護判斷；既可以延時報警，也可以實時報警。3）報警保護裝置既可單獨向監(jiān)控或保護系統(tǒng)輸出信號，也可以同時向監(jiān)控和保

15、護系統(tǒng)輸出信號。信號輸出無中間環(huán)節(jié)，動作迅速可靠。為防止出口繼電器誤抖動或通信異常導致的信號瞬間跳變，既可讓監(jiān)控或保護系統(tǒng)可根據(jù)實際情況做相應時延，也可以讓報警保護裝置做冗余輸出。4）報警保護裝置配有液晶顯示屏，不僅可以實時顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)，而且可以現(xiàn)地實時顯示報警或保護狀態(tài)，便于使用人員的巡視和操作。3.2.3.2 定值整定原則1）定值整定有據(jù)可依，原則上參考如下規(guī)標準：GB_T_8564 水輪發(fā)電機組安裝技術(shù)規(guī)GBT 15468 水輪機基本技術(shù)條件DL_T_507 水輪發(fā)電機組啟動試驗規(guī)程GBT 11348.5 旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)軸徑向振動的測量和評定 第5部分：水力發(fā)電廠和泵站機組GBT 6075.

16、5-2002在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評價機組機械振動 第5部分 水力發(fā)電廠和泵站機組2）以各臺機組運行過程中的振擺值、規(guī)值、合同保證值進行分析，以GB/T11348.5、GB/T6075.5兩個規(guī)中的相關(guān)要求為原則，對各機組的報警值、停機值進行整定。3）時間定值的設(shè)定：參照正常開機轉(zhuǎn)速從0至100%Ne時間、穿越振動區(qū)時間、甩負荷轉(zhuǎn)速降至100%Ne時間等過程中的的最大值，再加一個合理的時間來確定。2.3.3.3 定值整定依據(jù)一、機組安裝說明書、技術(shù)說明、招投標文件、合同所列電廠各臺機組振動、擺度設(shè)定值值。二、國家、行業(yè)有關(guān)標準（1）符合GB_T_8564水輪發(fā)電機組安裝技術(shù)規(guī)、GBT 15468

17、水輪機基本技術(shù)條件、DL_T_507水輪發(fā)電機組啟動試驗規(guī)程等國家、行業(yè)有關(guān)標準，具體如下：15.3 機組空載試運行15.3.1 機組機械運行檢查： a) 機組啟動過程中，監(jiān)視各部位，應無異?，F(xiàn)象； b) 測量并記錄上下游水位與在該水頭下機組的空載開度； c) 觀察軸承油面，應處于正常位置，油槽無甩油現(xiàn)象。監(jiān)視各部位軸承溫度，不應有急劇升高現(xiàn)象。運行至溫度穩(wěn)定，其穩(wěn)定溫度不應超過設(shè)計規(guī)定值； d) 測量機組運行擺度 (雙幅值)，其值應不大于75的軸承總間隙； e) 測量機組振動，其值不應超過表41的規(guī)定，如果機組的振動超過表41的規(guī)定值，應進行動平衡試驗； f) 測量發(fā)電機殘壓與相序，相序應正

18、確； g) 清掃滑環(huán)表面。 表41 水輪發(fā)電機組各部位振動允許值 單位：毫米機組型式項目額定轉(zhuǎn)速(n) r/minn<100100n<250250n<375375n<750立式機組水輪機頂蓋水平振動0.090.070.050.03頂蓋垂直振動0.110.090.060.03水輪發(fā)電機帶推力軸承支架的垂直振動0.080.070.050.04帶導軸承支架的水平振動0.110.090.070.05定子鐵心部位機座水平振動0.040.030.020.02定子鐵心振動(100HZ雙振幅值)0.030.030.030.03臥式機組各部軸承垂直振動0.110.090.070.05燈泡

19、貫流式機組推力支架的軸向振動0.100.08各導軸承的徑向振動0.120.10燈泡頭的徑向振動0.120.10注：振動值系指機組在除過速運行以外的各種穩(wěn)定運行工況下的雙振幅值表33 機組軸線的允許擺度值(雙振幅)軸名測量部位擺度類別軸轉(zhuǎn)速（n）r/minn<150150n<300300n<500500n<750n750發(fā)電機軸上、下軸承處軸頸與法蘭相對擺度 mm/m0.030.030.020.020.02水輪機軸導軸承處軸頸相對擺度mm/m0.050.050.040.030.02發(fā)電機軸集電環(huán)絕對擺度mm0.500.400.300.200.10注1：絕對擺度：指在測量部

20、位測出的實際擺度值。注2：相對擺度：絕對擺度(mm)與測量部位至鏡板距離(m)之比值。注3：在任何情況下，水輪機導軸承處的絕對擺度不得超過以下值：轉(zhuǎn)速在250 r/min以下的機組為0.35mm。轉(zhuǎn)速在250600 r/min以下的機組為0.25mm。轉(zhuǎn)速在600 r/min與以上的機組為0.20mm。注4： 以上均指機組盤車擺度，并非運行擺度。（2）符合GBT 11348.5 旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)軸徑向振動的測量和評定 第5部分：水力發(fā)電廠和泵站機組要求，具體引用如下：A2.1 運行限值為了長期運行，通常的做法是確定振動限值，這些限值的形式如下:報警值:警示振動已經(jīng)達到規(guī)定值，或者發(fā)生了重大的變化，這

21、時可能需要采取補救措施。出現(xiàn)報警后，機組還可以繼續(xù)運行一段時間，以便查明振動改變的原因并確定補救措施。停機值:超過這個規(guī)定振動值繼續(xù)運行會導致機器損壞。如果振動超過停機值，應該立刻采取措施，以降低振動或者立刻停機。考慮到支撐剛度和動載荷的差別，對不同的測量位置和方向可以規(guī)定不同的運行限值。A2.2 報警值的設(shè)定對于不同的機器，報警值可以有很大的變化。通常是相對于基線值來設(shè)定報警值。此基線值是根據(jù)特定機器側(cè)量的經(jīng)驗而確定的。推 薦 設(shè) 置的報警值應該比基線值高某一數(shù)值，此數(shù)值相當于區(qū)域B上限值的25%，如果基線值較低，報警值可能在區(qū)域c以下在 沒 有 基線值的情況，例如新機組，初始報警值的設(shè)置應

22、根據(jù)同類機器的經(jīng)驗或者商定的驗收值。運行一段時間后，建立起穩(wěn)定狀態(tài)下的基線值后，再相應地調(diào)整報警值。不論何種情況，報警值不能超出區(qū)域B上限的1.25倍。如果穩(wěn)態(tài)的基線值改變了(如大修后)，報警值設(shè)定需要相應的修改。對于同一臺機器，考慮到支撐剛度和動載荷的不同，在不同的測量位置和方向可以規(guī)定不同的報警值。A2.3 停機值的設(shè)定停機值與機器的機械完整性有關(guān)，并且取決于某些特定的設(shè)計性能，這個性能指機器能夠經(jīng)受非常規(guī)動載荷的能力。所以，對于類似設(shè)計的所有機器，這個值一般是一樣的，而且通常與用來設(shè)定報警值的穩(wěn)定狀態(tài)下的基線值無關(guān)。然 而 ，對 于不同設(shè)計的機器，停機值是不一樣的，而且不可能給出設(shè)定絕對

23、停機值的確切準則。一般來說，停機值將落在區(qū)域c或區(qū)域n，但是它不能超出區(qū)域c上限的1.25倍.A2.4 特殊運行工況當機器在正常負荷圍以外運行和在瞬態(tài)工況運行時，報警和停機功能必須被解除。如果在這些工況運行期間機器也要監(jiān)測，必須按機器試運轉(zhuǎn)時可接受的最大振動值選擇第二組報警值和停機值。（3）符合GBT 6075.5-2002在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評價機組機械振動 第5部分 水力發(fā)電廠和泵站機組要求，具體引用如下：5.5 運行限值5.5概述為了長期運行，通常的做法是確定振動限值。這些限值的形式如下:報警值 :警示振動已經(jīng)達到規(guī)定值，或者發(fā)生了重大的變化，這時可能需要采取補救措施。出現(xiàn)報警情況后，機

24、組還可以繼續(xù)運行一段時間，以便查明振動改變的原因并確定補救措施。停機值 :超過這個規(guī)定振動值繼續(xù)運行會導致機器損壞。如果振動超過停機值，應該立刻采取措施以降低振動或者立刻停機考慮到支承剛度和動載荷的差別，對不同的測量位置和方向可以規(guī)定不同的運行限值。5. 5.2報警值的設(shè)定對于不同的機器，報警值可以有很大的變化。通常是相對于基線值來設(shè)定報警值。此基線值是根據(jù)特定機器測量的經(jīng)驗而確定的。推薦置的報警值應該比基線值高某一數(shù)值，此數(shù)值相當于區(qū)域B上限值的25%。如果基線值較低，報警值可能在區(qū)域C以下。在沒有基線值的情況，例如新機組，初始報警值的設(shè)置應根據(jù)同類機器的經(jīng)驗或者商定的驗收值。運行一段時間后

25、，建立起穩(wěn)定狀態(tài)下的基線值后，再相應地調(diào)整報警值。不論何種情況，報警值不能超過區(qū)域B上限(這個上限值在表A1至表A4中定義為B/C)的1.25倍。如果穩(wěn)態(tài)的基線值改變了(如大修后)，報警值設(shè)定也需要相應的修改。對于同一臺機器，考慮到支撐剛度和動載荷的不同，在不同的測量位置和方向可以規(guī)定不同的報警值。5.5.3停機值的設(shè)定停機值與機器的機械完整性有關(guān)，并且取決于某些特定的設(shè)計性能，這個性能是指機能夠經(jīng)受非常規(guī)的動載荷的能力。所以，對類似設(shè)計的所有機器，這個值一般是一樣的，而且通常與用來設(shè)定報警值的穩(wěn)定狀態(tài)下的基線值無關(guān)。然而，對于不同設(shè)計的機器，停機值是不一樣的，而且不可能給出設(shè)定絕對停機值的確

26、切準則。一般來說，停機值將落在區(qū)域C或區(qū)域D，但是它不能超出區(qū)域C上限值(這個上限值在表A1至表A4中定義為C/D)的1.25倍。5.5.4特殊運行工況當機組在正常負荷圍以外運行或在瞬態(tài)工況運行時，報警和停機功能必須被解除。如果在這些工況運行期間機器也要監(jiān)測，必須按照機器試運轉(zhuǎn)時可接受的最大振動值選擇第二組報警值和停機值。（4）參照機組在臺機組從0轉(zhuǎn)速至100%Ne轉(zhuǎn)速、機組穿越振動區(qū)、機組甩負荷過程的實測振動擺度數(shù)據(jù)。第四章 產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢4.1 系統(tǒng)硬件優(yōu)勢4.1.1 高集成度硬件平臺，無插拔結(jié)構(gòu)，免維護設(shè)計系統(tǒng)由高集成度的硬件系統(tǒng)組成，省去了很多系統(tǒng)的插拔結(jié)構(gòu)，避免了系統(tǒng)因長期處于振動環(huán)境

27、，結(jié)構(gòu)松動，導致系統(tǒng)癱瘓。免維護設(shè)計，更適合無人值守的電廠4.1.2 穩(wěn)定可靠的軟件平臺系統(tǒng)系統(tǒng)采用LINUX系統(tǒng)作為軟件平臺，該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，適合工業(yè)現(xiàn)場使用。4.1.3 1U系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，節(jié)省空間 系統(tǒng)采用標準的1u高度，19寸機架結(jié)構(gòu)，占用空間小，適合單機組多系統(tǒng)平臺組合模式。4.1.4 無風扇、低功耗設(shè)計 系統(tǒng)采用低功耗設(shè)計，整體系統(tǒng)功耗低于12w，使用溫度圍為-20-55，適合高溫工業(yè)環(huán)境使用。4.1.5 高速、高精度采樣設(shè)計 系統(tǒng)采用16位AD芯片，單通道采樣速度可達200khz，滿足水電站所有監(jiān)測的采集。4.1.6 繼電器輸出功能 16通道獨立繼電器輸出功能，能夠通過保護軟件的組態(tài)功

28、能綁定到各個監(jiān)測通道，實現(xiàn)節(jié)點繼電器報警輸出功能。4.1.7 同步輸入輸出功能系統(tǒng)設(shè)計有同步時鐘輸入輸出功能，可以實現(xiàn)多個保護裝置完全同步工作，實現(xiàn)多機組的同步保護報警4.1.8 高速開關(guān)量通道系統(tǒng)配置有8通道差分開關(guān)量高速監(jiān)測通道，最高速度可達10khz，實現(xiàn)高頻信號的信號監(jiān)測。4.1.9 單系統(tǒng)多機組報警功能系統(tǒng)配置的8個開關(guān)量通道，每個通道都可以單獨配置成為轉(zhuǎn)速通道，可以實現(xiàn)單系統(tǒng)多轉(zhuǎn)速的功能，配合采樣通道的組態(tài)分配和報警通道的規(guī)則編輯，可以輕松實現(xiàn)單系統(tǒng)多機組的報警監(jiān)測。4.1.10 前面板顯示和按鍵功能 系統(tǒng)前面板帶有OLED高分辨顯示屏，能夠現(xiàn)地顯示各監(jiān)測通道的實時監(jiān)測值和機組轉(zhuǎn)速

29、，配合按鍵，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的參數(shù)現(xiàn)地修改和設(shè)定。4.2 軟件算法優(yōu)勢（1）振動保護信號采用速度型傳感器直接輸出的速度信號，而不是經(jīng)過積分后的位移信號，避免由于傳感器在橫向沖擊干擾下，經(jīng)過積分計算帶來的誤差而引起誤報警保護事件；（2）報警策略可根據(jù)需要靈活配置，既可選擇振動、擺度單通道信號報警，也可選擇多通道聯(lián)合報警策略，既能提高報警的準確度，降低誤報率，還能保證在部分傳感器測點失效情況不影響報警保護功能。（3）對報警參數(shù)的設(shè)定也可根據(jù)機組實際運行情況靈活設(shè)定。軟件提供單周混頻值報警、32周混頻值報警、1X頻率報警、特定頻率成分報警、設(shè)定頻率帶報警等多種報警方式。（4）系統(tǒng)提供對歷史數(shù)據(jù)保存和分析

30、功能，通過對機組運行特性的分析，如受水力因素的影響等，根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整報警策略，提高報警保護準確性，保證機組安全運行。4.3避免誤報、防止漏報報警規(guī)則優(yōu)勢4.3.1 普通報警保護邏輯（1）單測點報警輸出邏輯示例這種單測點的報警或保護判斷邏輯只簡單的判斷了振動、擺度或其它監(jiān)測量是否超標，沒有考慮信號的干擾或其它因素造成的測值超標，容易誤報和誤動。（2）多測點報警輸出邏輯示例 這種報警策略可以有效避免一個測點出現(xiàn)干擾或異常時造成的誤報和誤動，但卻可能造成單個測值確實嚴重超標時的漏報和漏動，并且也不能很好排除多個測點同時超標時出現(xiàn)的誤報和誤動。（3）單測點或多測點延時報警保護輸出邏輯示例這種報警策略

31、對測值超標做了一定延時，只有在設(shè)定的時間，被選測值一直超標，才發(fā)出相應的報警和保護信號，這樣較好的避免了一些干擾和偶然因素對報警保護造成的誤判。由于機組運行工況比較復雜，這種使用單一越線值報警規(guī)則無法滿足全工況的報警保護需求。即如果設(shè)定值偏小，機組在不穩(wěn)定負荷區(qū)時肯定會發(fā)出報警甚至保護，無益于值班維護人員的管理和機組穩(wěn)定運行，如果設(shè)定值偏大，機組在穩(wěn)定復合區(qū)運行時，即使出現(xiàn)了異常也可能不會報警或保護使其本身的存在失去意義。（4）帶工況參數(shù)的延時報警保護規(guī)則輸出邏輯示例 這種報警保護策略較好的解決了測值設(shè)置單一問題，即機組運行在穩(wěn)定工況按正常報警保護值設(shè)置，而在不穩(wěn)定工況時可適當放大報警保護值（

32、具體設(shè)置可參考相關(guān)標準和機組實際運行測值）。4.3.2 SPU2100獨有防誤報邏輯普通報警保護邏輯已相對成熟，但是仍然沒有完全解決誤報的可能性，這是由于現(xiàn)有的傳感器或測量系統(tǒng)可能會出現(xiàn)一種持續(xù)的不穩(wěn)定狀態(tài)，如下圖采集到的真實信號：由于振動傳感器失穩(wěn)，頂蓋X向、Y向水平振動均出現(xiàn)很大測值，且持續(xù)多周，如果簡單采用普通報警保護邏輯，則一定會發(fā)出報警保護信號，造成不必要的損失。為了避免此種情況的出現(xiàn)，SPU2100報警保護特色性將特征值引入判斷邏輯，示意如下：這種報警策略不僅要求被選量要超過設(shè)定值，而且要求其特征值也在正常的圍，已保證被測信號的真實性；把報警保護選擇量的特征值1X引入判斷邏輯，有效

33、避免了由于傳感器問題帶來的誤報和誤動。4.3.3 SPU2100獨有防漏報邏輯為了提高報警保護裝置的使用性能，不僅要避免報警保護誤報和誤動，而且還要近可能的防止漏報和漏保護， SPU2100報警保護系統(tǒng)還特色性的增加m選n的規(guī)則設(shè)置報警和保護，即在m各子條件中，只要有n個條件滿足即可發(fā)出報警和保護信號，如選擇上導擺度X、上導擺度Y、下導擺度X、下導擺度Y四個子條件，只要其中任意兩個測值同時超標，達到一定延時后，振擺保護裝置即可直接輸出保護信號。其判斷邏輯示意如下：有時機組異?，F(xiàn)象發(fā)生在多個部位的不同方向，比如上導某一方位的軸瓦支撐失效，可能表現(xiàn)為一個方向的擺動明顯增大（未到嚴重超標），另一方向

34、則無明顯變化趨勢，同時下導的某一方向擺度也明顯增大（未到嚴重超標），如果簡單的采用單測點或雙測點保護都不會動作，而采用這種保護邏輯則可以有效輸出保護動作。這種保護邏輯不僅可以擺度-擺度、振動-振動多重組合，還可以擺度-振動多重組合，由于它盡可能多的考慮的機組運行的實際情況，因此運用十分廣泛。4.4 產(chǎn)品升級優(yōu)勢SPU2100作為報警保護裝置，主要功能是實時顯示測量數(shù)據(jù)，并根據(jù)各種報警保護策略準確無誤的做出判斷，輸出出報警和保護信號。為了使用方便，SPU報警保護裝置只需要增加平板電腦、服務(wù)器和相關(guān)軟件即可升級為在線監(jiān)測分析診斷系統(tǒng)，輕易獲得以下分析工具：¨ 時域信號圖¨ 功率

35、譜圖¨ 階次比分析圖¨ 相位分析圖¨ 軸心軌跡圖¨ 多軸心軌跡圖¨ 空間軸線圖¨ 時間趨勢分析圖¨ 多工況相關(guān)趨勢分析¨ 任意頻率特征趨勢分析¨ 瀑布圖¨ 全工況瀑布圖¨ 級聯(lián)圖¨ 波德圖分析¨ 極坐標圖分析¨ 暫態(tài)過程波形回放¨ 擬合軌跡工具¨ 推力軸承狀態(tài)分析¨ 數(shù)值列表分析¨ 定轉(zhuǎn)子氣隙圓分析¨ 磁極輪廓分析¨ 磁極氣隙映像分析¨ 磁極場強映像分析¨ 磁極場強比較圖

36、68; 各磁極氣隙列表分析¨ 電氣參數(shù)P-Q容量圖¨ 局放Q-N二維分析¨ 局放Q-N-三維分析¨ 局放Q-二維分析¨ 局放N-二維分析¨ 局放Q-二維極坐標分析¨ 局放N-二維極坐標分析¨ 空化噪聲專用分析工具通過這些分析工具，可以非常全面的對機組軸線狀態(tài)、質(zhì)量不平衡、磁拉力不平衡等運行狀態(tài)進行分析和診斷。4.5 故障錄波分析優(yōu)勢發(fā)電機是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它的可靠運行對于保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定具有重要意義。發(fā)電機報警保護故障錄波所記錄的數(shù)據(jù)為工作人員正確分析發(fā)電機故障原因，研究事故對策，與時處理事故提供了可靠的依據(jù)，同時，根據(jù)故障錄波數(shù)據(jù)還可以分析機組報警保護測值變化規(guī)律，進行故障定位等，這些對于保證電力系統(tǒng)的安全可靠運行起著十分重要的作用。SPU2100報警保護裝置不僅能與時準確的輸出報警保護信號，而且可以追憶報警保護之前機組的運行數(shù)據(jù)，以便分析和定位事故原因。4.6