Система виброконтроля, мониторинга и диагностики гидроагрегатов ZETLAB

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.

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:

• преобразователь интерфейса ZET 7176;
• автономный регистратор ZET 7173;
• модуль синхронизации ZET 7175;
• цифровой индикатор ZET 7178.

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

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.

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)nном: 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.