Система виброконтроля, мониторинга и диагностики гидроагрегатов

Cистемы виброконтроля, мониторинга и диагностики гидроагрегатов предназначены для непрерывного или периодического технологического контроля, обеспечения защиты и диагностики по вибрационным и механическим параметрам гидроагрегатов и вспомогательного оборудования ГЭС согласно ГОСТ Р 55260.3.2-2013, ГОСТ Р 55260.3.3, СТО 17330282.27.140.004-2008, СТО 17330282.27.140.001-2006 и временным методическим указаниям по мониторингу и контролю вибрационного состояния гидроагрегатов, оснащенных стационарными системами вибродиагностики.

Стационарная система

Стационарная информационно-измерительная система виброконтроля является двухуровневой:
Принцип построения системы виброконтроля

Мобильная система

На ряду со стационарными системами виброконтроля, необходимо проводить эксплуатационный контроль вибрационного состояния конструктивных узлов гидроагрегатов при помощи мобильной системы.

Мобильная система представляет собой автономный регистратор ver. 5368 на базе устройств ZETSENSOR, в состав которого входит:

И набор выносных цифровых датчиков для контроля уровней вибрации основных узлов гидроагрегатов. Цифровые датчики выбираются исходя из задач и технических характеристик контролируемого узла.

Основные возможности стационарных систем

Самотестирование
измерительных устройств (включая соединительные кабели)
Диагностика
диагностика возможных неисправностей в процессе эксплуатации системы
Длительное функционирование
сохранение данных и информации о работе системы
Возможность восстановления
возможность быстрого восстановления в процессе эксплуатации

Расширение системы
возможность расширения комплекса в процессе его эксплуатации
Автономность
сохранение работоспособности при отказе внешнего питания
Корректировка
автоматическая корректировка характеристик каналов
Отчетность
ведение журнала событий в период эксплуатации

Принцип работы

Система виброконтроля, мониторинга и диагностики гидроагрегатов является распределённой и масштабируемой.

Датчики устанавливаются в местах контроля гидравлической турбины и объединяются в измерительные линии. Гидрофоны устанавливаются в крышку турбины гидроагрегата, преобразователи виброскорости — на лопатках направляющего аппарата, сейсмодатчики — в местах расположения подшипников по 3 на каждый подшипник, датчики кавитации и также гидрофоны устанавливаются вблизи люка входа. Датчики выполняют роль сбора данных о состоянии гидравлической турбины.

Далее измерительные линии оснащаются преобразователями интерфейса, которые обеспечивают передачу данных от цифровых датчиков на сервер по интерфейсу Ethernet, где осуществляется их архивация. Одна или несколько измерительных линий объединяются в узлы сбора информации (УСИ), в состав которых входят преобразователи интерфейса ZET 7176, модули синхронизации ГЛОНАСС/GPS ZET 7175 для синхронизации системного времени контроллеров и серверов системы, модули флеш-накопления ZET 7173, а также по желанию модули передачи информации по беспроводному каналу GSM ZET 7177.

Датчики, устанавливаемы на турбину гидроагрегата

В цифровых датчиках реализована функция метрологического самоконтроля, которая позволяет производить бездемонтажную поверку устройств, входящих в состав измерительной системы, что обеспечивает бесперебойную работу и уверенность в точности измеренных данных.

Данные от узлов сбора информации, помимо сервера, передаются на АРМ, где производится их обработка и визуализация результатов.

На АРМ предусмотрена удобная система оповещения оператора обо всех выделенных событиях.

Механические возмущающие силы возникают в гидроагрегате в результате:

небаланса ротора агрегата;
дефектов центровки;
внутреннего трения в материале вала;
наличие сухого трения в подшипниках с зазором или задевания вращающихся частей о неподвижные.

Зачастую колебания вала гидроагрегатов возникают из-за наличия сухого трения и зазоров в направляющих подшипниках, в связи с этим контроль вибрации в местах расположения подшипников является наиболее важной частью мониторинга целостности гидроагрегата в целом.

При недостаточной смазке и чрезмерно больших зазорах между шейкой вала и вкладышем, а также в случае задевания вращающихся частей о неподвижные возникают автоколебания при любой скорости вращения вала частотой равной собственной частоте системы.

Частоты изменения первых гармоник механических возмущающих сил составляют при:

- небалансе вращающихся частей (n/60): 0,8 – 15,0 Гц;
- дефектах центровки вала (n/60 и 2n/60): 0,8 – 30,0 Гц;
- сухом трении (2÷5)n_ном: 5 – 60 Гц.

Основной контролируемой величиной вибрации является виброперемещение, мкм. Оценка вибрации производится как по среднему размаху, так и по размаху ее спектральных составляющих. Оценка среднего размаха проводится по нормам для низшей из составляющих частот. Из всех оценок принимается наихудшая.

Для контроля вибрации и биения вала гидроагрегатов в местах расположения подшипников применяются цифровые сейсмометры ZET 7156, которые способны в области низких частот зафиксировать перемещение, равное сотым долям микрометра.

Для измерения относительной вибрации в системе виброкортроля и монторинга гидроагрегатов используются цифровой вихретоковый датчик перемещения ZET 7140-S в комплекте с пробником ZET 701 в промышленном исполнении.

Для оценки вибрационного состояния применяются зоны оценки вибрации опорных узлов гидроагрегатов. Зоны оценки приведены в таблице ниже:

Зоны оценки вибрации опорных узлов

Частота вибрации, Гц	Размах, мкм
	Верхняя граница зоны оценки						Более
	A	В	С	D	E		F
	A	В	С	D	E1	E2	F
0,80	50	100	180	300	400	500	500
1,00	50	100	180	300	400	500	500
1,25	49	99	179	298	398	497	497
1,60	47	97	176	293	391	489	489
2,00	44,5	94,5	170	283	378	472	472
2,50	41	92	160	267	356	444	444
3,00	38	89	150	250	333	417	417
3,15	36,7	88	148	247	329	411	411
4,00	31,5	80	134	223	298	372	372
5,00	26,5	73	120	200	267	333	333
6,00	23	67	110	183	244	305	305
6,30	22	65	108	180	240	300	300
7,13	20	59,5	100	167	222	278	278
8,00	18	55	94	157	209	261	261
10,00	14,3	47	80	133	178	222	222
12,50	11,5	40	70	117	156	194	194
16,00	9	33	60	100	133	167	167
20,00	7	28	52	87	116	144	144
25,00	5,6	23,3	45	75	100	125	125
30,00	4,7	20	40	67	89	111	111
31,50	4,44	19	38	63,5	85	106	106
40,00	3,5	15	30	50	67	83	83
50,00	2,8	12	24	40	53	67	67
63,00	2,2	9,5	19	32	42	53	53
80,00	2	7,5	15	25	33	42	42
100,00	2	6	12	20	27	33	33
125,00	2	3,8	7,7	13	17	21	21
160,00	2	2	4,7	7,8	10,4	13	13
200,00	2	2	3	5	6,7	8,3	8,3

Частота вибрации на осях лопаток рабочего колеса значительно выше собственных частот гидроагрегата за счет наложения на вибрацию оборотной частоты. Контроль вибраций на осях лопаток рабочего колеса осуществляется с применением цифровых акселерометров ZET 7152-N, которые по сравнению с ZET 7156, имеют более точные характеристики при измерении вибрации в области частот от 10 Гц.

Преимущества системы

Самоповерка

метрологический самоконтроль измерительной части систмы

Монтаж

быстрая и простая установка на месте измерений

Компактность

возможность размещать УСИ в ограниченных пространствах

Диагностика

визуальная диагностика благодаря световой индикации

Цифровые линии связи

обеспечение лучшей помехозащищенности канала связи

Гарантия 10 лет

увереность в надёжности и стабильности характеристик

Состав системы

Ниже приведён состав системы мониторинга и виброконтроля, рассчитанный для одного гидроагрегата.

БАЗОВАЯ КОМПЛЕКТАЦИЯ
Наименование	Назначение	Количество
Измерительная часть (выбирается исходя из задачи мониторинга)
Цифровой сейсмометр ZET 7156	контроль абсолютной вибрации и смещения	1 шт.
Цифровой вихретоковый датчик перемещения ZET 7140-S (вихретоковый пробник ZET 701) в промышленном исполнении	контроль относительной вибрации	1 компл.
Цифровой акселерометр ZET 7152-N	контроль вибрации лопатки в вертикальном и горизонтальном направлении (устанавливаются на оси)	1 шт.
Цифровой гидрофон ВС 314	измерение и контроль пульсации давления	1 шт.
Цифровой датчик кавитации ZET 7140-R	измерение уровня кавитационного шума	1 шт.
Узел сбора информации
Электротехнический шкаф	для размещения модулей сбора и передачи информации	1 шт.
Преобразователь интерфейса ZET 7176	передача данных от цифровых датчиков на сервер и АРМ по интерфейсу Ethernet	1 шт.
Модуль синхронизации ГЛОНАСС/GPS ZET 7175	привязка к единому времени информации от цифровых датчиков	1 шт.
Модуль флеш-накопителя ZET 7173	запись в циклическом режиме на флеш-накопитель всех данных, регистрируемых цифровыми датчиками	1 шт.
Сервер и АРМ
Сервер	сбор и долговременное хранение регистрируемой информации в состав входит сервер и специализированные программные средства	1 шт.
АРМ диспетчера	визуализация результатов работы системы в состав входит ПК и специализированные программные средства	1 шт.
SCADA-система ZETVIEW	автоматизация процесса контроля и мониторинга	1 шт.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ КОМПЛЕКТАЦИЯ
Модули передачи информации по каналу GSM ZET 7177	организация дополнительного канала передачи данных на сервер	по запросу
УСЛУГИ
Проектно-изыскательские работы (ПИР)	проектирование системы мониторинга	15 — 20 % от стоимости системы
Обучение и ШМР	обучение персонала заказчика и шеф-монтажные работы	10 % от стоимости системы
Пуско-наладочные работы	проведение пуско-наладочных работ по месту эксплуатации	15 — 20 % от стоимости системы

Стоимость системы рассчитывается по запросу

В соответствии с ГОСТ Р 55260.1.9-2013 «Гидроэлектростанции. Часть 1-9. Сооружения ГЭС гидротехнические. Требования безопасности при эксплуатации», в процессе эксплуатации гидротехнических сооружений должна обеспечиваться их безопасность за счёт мониторинга технического состояния сооружений, их оснований, строительных конструкций и пр.

Система мониторинга инженерных конструкций позволяет в автоматизированном режиме осуществлять контроль технического состояния гидротехнических сооружений по следующим параметрам:

Система виброконтроля, мониторинга и диагностики гидроагрегатов

Стационарная система

Мобильная система

Основные возможности стационарных систем

Принцип работы

Преимущества системы

Самоповерка

Монтаж

Компактность

Диагностика

Цифровые линии связи

Гарантия 10 лет

Состав системы

Запросить стоимость системы виброконтроля, мониторинга и диагностики гидроагрегатов

ZETLAB

Предприятие

Поддержка

Продукция