DB34∕T 3080-2018 大型泵站機(jī)組狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范

DB34DB34/T3080—2018大型泵站機(jī)組狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范Designcodeofon-lineconditionmonitoringsystemforunitsoflargepumpingstations安徽省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布I 1 1 1 3 3 4 4 7 7 7 9 9 1機(jī)組狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)on-lineconditionm狀態(tài)監(jiān)測(cè)量conditionmonitor2磁通密度magneticflux34.1大型泵站機(jī)組狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)與機(jī)組規(guī)模、控制運(yùn)行方式、泵站重要4.3在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)量應(yīng)從現(xiàn)場(chǎng)傳感器直接采集；工況參數(shù)和過(guò)程量參數(shù)宜455.2.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)自動(dòng)管理數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)的有效性、合法性進(jìn)行檢查、清理和5.2.3.3數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)具備自動(dòng)檢索功能，用戶可通過(guò)輸入檢索工況快速獲得滿足條各相局放值Qm和局放量NQN，提供時(shí)長(zhǎng)不短于一年的局放長(zhǎng)期趨勢(shì)分析，分析判斷局部放67或或或或或或8每臺(tái)泵組應(yīng)為狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)鍵相測(cè)點(diǎn)。通常在被測(cè)機(jī)組主軸上設(shè)置一個(gè)寬度大于7直振動(dòng)測(cè)點(diǎn)：金屬?gòu)澒艹鏊乃茫诒幂S軸伸（填料函）處水泵殼體的適當(dāng)位置，設(shè)置2e)水泵殼體：在有條件的情況下，可額定功率為3000kW及以上的大型同步電動(dòng)機(jī)宜設(shè)置1～3組電機(jī)定子鐵心振動(dòng)測(cè)點(diǎn)，每組包括97.1.3軸向位移（或抬機(jī)量）傳感器應(yīng)采用非接觸式位移傳感器，量7.1.4壓力脈動(dòng)傳感器應(yīng)具有良好的響應(yīng)速度，并能承受被測(cè)點(diǎn)可能7.1.7局部放電傳感器可采用電容耦合器，應(yīng)配置在線局放監(jiān)測(cè)儀。7.2.2用于振動(dòng)測(cè)量的速度傳感器和加速度傳感器的安裝，應(yīng)剛性連7.2.3用于鍵相、擺度、軸向位移等測(cè)量的非接觸式傳感器的安裝，7.2.5空氣間隙傳感器宜采用粘貼方式固定在定子內(nèi)壁。傳感器延伸7.2.6局放電容耦合器應(yīng)布置在繞組進(jìn)線端、定子繞組母線匯流排附8.1.1.2各數(shù)據(jù)采集模塊應(yīng)具有通道和模塊狀態(tài)指示燈，應(yīng)能設(shè)定采樣周期，8.1.1.3振動(dòng)、擺度和壓力脈動(dòng)等穩(wěn)定性參數(shù)宜共用一個(gè)數(shù)據(jù)采集箱，空氣間8.1.1.5數(shù)據(jù)采集箱應(yīng)能提供監(jiān)測(cè)信號(hào)的4mA～20mA模擬量輸出和報(bào)e)工作溫度：-10℃~50℃。8.2.1機(jī)組對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)采集箱及其附屬設(shè)備宜集中組屏，安裝在一標(biāo)準(zhǔn)屏柜內(nèi)8.2.2屏柜的電磁屏蔽特性應(yīng)保證本系統(tǒng)能正常工作和不影響泵站其他設(shè)備的全廠應(yīng)配置1臺(tái)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)服務(wù)器，其配置應(yīng)滿足在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的性能要求，具體配置應(yīng)h)液晶顯示器：當(dāng)數(shù)據(jù)服務(wù)器兼做工程師站時(shí)，應(yīng)配置56cm及以上顯示器；當(dāng)另設(shè)工程師站服務(wù)服務(wù)終端數(shù)數(shù)據(jù)采集傳感器軸向軸向位移壓力脈動(dòng)局部放電圖A.1大型泵站機(jī)組狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)示意圖局局部放電磁通密度磁通密度注1：表B.2中的各項(xiàng)擺度值均為機(jī)組盤車時(shí)的擺度，運(yùn)行時(shí)狀態(tài)報(bào)告示例單位mm、mm/s、mm/s傳感器類型渦流傳感器、速度傳感器、加速度傳感器采樣時(shí)的運(yùn)行參數(shù)出力（MW）、轉(zhuǎn)速(r/min)單位mm、mm/s、mm/s子定子-X圖D.3空氣間隙傳感器安裝示意圖定子鐵心圖D.4空氣間隙傳感器安裝俯視圖(資料性附錄)數(shù)據(jù)是在電機(jī)承受著額定電壓、不同負(fù)載和不同工況的情況下采集得到的。在線測(cè)量時(shí)，定子繞組承受著包括電壓應(yīng)力、熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力和化學(xué)應(yīng)力等作用.這些應(yīng)力在離線(機(jī)組停機(jī))狀態(tài)測(cè)試時(shí)是大約只有1ns～5ns,頻率f大約在50MHz～250MHz之間。與局部放電脈沖相比，環(huán)境噪聲脈沖的頻率通常小于20MHz,且幅值一般較大。所以，為獲得較高的信噪比，局放信號(hào)宜在高局部放電脈沖特性見(jiàn)圖E.1;局放脈沖和噪聲脈沖圖E.2局放脈沖和噪聲脈沖分布E.3局部放電傳感器的選擇局部放電傳感器宜采用80pF的環(huán)氧云母電容耦合器，其實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)高通濾波器，極易高頻信號(hào)通過(guò)，特別易于40MHz以上的局放信號(hào)通過(guò)。為實(shí)現(xiàn)噪聲信號(hào)和局部放電脈沖信號(hào)的進(jìn)一步分離，每相應(yīng)至少安裝2個(gè)電容耦合器，有條件時(shí)每相每支路各安裝一個(gè)電容耦合器。電容耦合器應(yīng)能通過(guò)50Hz、不低于2倍電機(jī)工作電壓+1000V的交流耐壓試驗(yàn)，且在該電壓下其本身無(wú)局部放電。E.4局部放電傳感器的安裝局部放電一般容易發(fā)生在定子繞組的高壓端，所以電容耦合器安裝位置可選取在電機(jī)繞組高壓側(cè)出線端附近，通常在電機(jī)匯流環(huán)上，以便于檢測(cè)局放脈沖信號(hào)。建議電容耦合器盡量按照定時(shí)噪聲分離技術(shù)的要求安裝(圖E.3),這樣可以將電機(jī)絕緣故障定位到具體支路；對(duì)于部分電機(jī)，由于受其結(jié)構(gòu)限制無(wú)法按照定時(shí)噪聲分離技術(shù)的要求安裝電容耦合器，可以按照定向噪聲分離技術(shù)的要求安裝(圖E.4),其不足之處是無(wú)法將電機(jī)絕緣故障定位到具體支路。圖E.3定時(shí)噪聲分離技術(shù)定時(shí)噪聲分離技術(shù)需要在電機(jī)每相至少安裝2個(gè)電容耦合器。以每相有兩個(gè)并聯(lián)繞組支路的電機(jī)為例(圖E.3),兩個(gè)耦合器的一端分別安裝在繞組各支路的高壓輸出端，另一端通過(guò)信號(hào)電纜連接到局放監(jiān)測(cè)儀，經(jīng)過(guò)適當(dāng)配置信號(hào)電纜的長(zhǎng)度，使得來(lái)自電機(jī)外部的噪聲脈沖信號(hào)到達(dá)局放監(jiān)測(cè)儀的兩受電機(jī)匯流環(huán)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)的限制，有些機(jī)組耦合器安裝在每個(gè)支路附近的匯流環(huán)上或支路上有困難，這時(shí)可以采用定向噪聲分離技術(shù)。電機(jī)每相安裝2個(gè)耦合器，3相共需要安裝6個(gè)耦合器，其中3個(gè)安裝在電機(jī)每相的高壓主引出錢附近，另外3個(gè)安裝在靠近系統(tǒng)的母線上。每相的兩個(gè)耦合器通局部放電脈沖數(shù)量為每秒10個(gè)時(shí)對(duì)應(yīng)的局放脈沖幅值(見(jiàn)圖F.3),單位為mV;局放量NQN指以局a)比較同一臺(tái)電機(jī)不同相（或不同支路）的局放值（Qm）和局放量（N）；每個(gè)空隙內(nèi)可能發(fā)生兩次放電:一次正放電和一次負(fù)放電。如果正放電明顯地大于負(fù)放電（正極性優(yōu)）；c)幅值非線性度：≤±5%;d)工作溫度：－10℃~100℃;）；c)幅值非線性度：≤±5%;d)工作溫度：0℃~125℃;c)幅值非線性度：≤±5%;d)工作溫度：0℃~125℃;c)幅值非線性度：≤±2%;e)工作溫度：-10℃~100℃c)幅值非線性度：≤±2%;e)工作溫度：-10℃~100℃a)精度：≤±0.2%;d)工作溫度：-10℃~100℃b)非線性度：<2%;傳感器：0℃~125℃;前置器：0℃~55℃;a)相對(duì)濕度：<95%;b)非線性度：<2%;傳感器：0℃~125℃;前置器：0℃~55℃c)工作溫度：0℃~125℃;(資料性附錄)a)振動(dòng)、擺度峰一峰值計(jì)算方法值即為該時(shí)域波形圖的峰一峰值。每一分區(qū)時(shí)段至少應(yīng)包含1個(gè)完整的渦帶周期，對(duì)于不存在渦帶或渦帶周期小于機(jī)組旋轉(zhuǎn)4周時(shí)間的機(jī)組，分區(qū)時(shí)段時(shí)間宜為機(jī)組旋轉(zhuǎn)4周的時(shí)間。b)壓力脈動(dòng)峰一峰值計(jì)算方法——壓力脈動(dòng)峰一峰值計(jì)算應(yīng)采用置信度法，即對(duì)記錄的壓力脈動(dòng)時(shí)域波形圖采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)峰一峰值。狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的置信度應(yīng)可設(shè)置，置信度推薦采用97%,盡量與模型試驗(yàn)的——壓力脈動(dòng)峰一峰值單位可采用絕對(duì)值△H(單位kPa)或相對(duì)值△H/H(單位%)表示。G.2相位角定義相位角的測(cè)量需利用鍵相信號(hào)作為參考基準(zhǔn)，一般定義相位角φ為鍵相信號(hào)脈沖和后續(xù)振動(dòng)擺度G.2)箭頭所示方向?yàn)檎?十0十0相位角應(yīng)為加上振動(dòng)測(cè)點(diǎn)安裝位置與鍵相探頭之間的夾角θ后的角度，即圖G.1中的φ+θ。G.3局放值(Qm)和局放量(NQN)a)局放值(Qm)計(jì)算方法——局放值(Qm)指局部放電脈沖數(shù)量為每秒10個(gè)時(shí)對(duì)應(yīng)的局放脈沖幅值(圖G.3a)]。如每秒10個(gè)時(shí)對(duì)應(yīng)多個(gè)局放脈沖幅值，局放值(Qm)則取最大的局放脈沖幅值(圖G.3b)]。b)局放量(NQN)計(jì)算方法——在IEEE1434中有詳細(xì)的定義，局放量(NQN)指的對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo)所繪制成的曲線的積分面積(圖G.4),其單位為無(wú)量綱。每秒脈沖數(shù)每秒脈沖數(shù)每秒脈沖數(shù)每秒脈沖數(shù)00圖G.4局放量(NQN)的計(jì)算方法G.4狀態(tài)監(jiān)測(cè)參量單位狀態(tài)檢測(cè)參量及其單位見(jiàn)表G.1。表G.1狀態(tài)檢測(cè)參量及其單