機組低頻振動感測器TVS-201V 水機自動化元件

機組低頻振動感測器TVS-201V 水機自動化元件

TVS-201振動感測器又叫換能器、拾振器，是一種機電轉換裝置，振動感測器在測試技術中是關鍵部件之一，在日常生活中有着非常的應用。振動變送器主要用於對汽輪機、水輪機、風機、壓縮機、製氧機、電機、泵、齒輪箱等大型旋轉機械的振動監測。對於機殼振動，軸瓦振動，轉子的不平衡、不對中，機件鬆動，滾動軸承損壞，齒輪損壞等原因引起的振動變化能夠進行時時測量。

作用主要是將機械量接收下來，並轉換爲與之成比例的電量。主要監測旋轉機械的振動情況，每種設備都有自己的振動標準，超過振動值，表明機器出現故障，所以振動感測器是起到對振動的保護作用。振動感測器分爲磁電式與壓電式兩種，磁電式的結構簡單、價格較低，但精度較差，現在常用的是壓電式的感測器，測量精度較高。

振動感測器先感應振動加速度，經過積分得到速度，二次積分得到位移，但加速度和位移會受頻率的影響，同時振動標準稱爲振動烈度，也就是振動速度的有效值，所以，通常監測振動速度。

技術參數：

靈 敏 度： 20mv/mm/s±5% 30mv/mm/s±5%、 50mv/mm/s±5%

頻率響應： 5～1000Hz

自振頻率： 10Hz

測量範圍： 1、0～10mm/s 0～20 mm/s 0～50 mm/s

2、0～100um 0～200um 0～500um

信號輸出： 標準電流4～20mA （如用戶未申明，出廠以二線制爲準）

輸出阻抗： ≤500Ω

安裝方式：垂直或水準安裝於被測振動源上

使用環境：溫 度 -40℃～65℃ 、相對溼度≤90%

振動感測器是一種用於檢測物體振動的感測器，通過檢測振動的大小和頻率來估計物體的振動狀態。它的主要原理是檢測物休振動對應的變化，並將信號發送出去。振動感測器的檢測原理主要分爲兩種，一種是電容式振動感測器，另種是電阻式振動感測器。水電廠水輪發電機自動化元件是主機及輔助設備的邏輯控制、監控的設備，也是水電廠實現綜合自動化、運動及計算機控制的基礎，自動化元件的配置與優化是水電廠綜合自動化系統重要環節，是水電廠綜合自動化系統成敗的關鍵，尤其是在計算機監控技術的長期發展和廣泛應用的今天，基礎自動化元件選型配置的不合理，直接導致水電廠綜合自動化系統出現“四肢簡單、頭腦發達”的問題。因此，自動化元件的配置、選型和運行維護一直是所有水電廠自動化設計、開發和運行維護人員所關注的熱點。
水電廠自動化元件作爲整個綜合自動化系統的基礎，其造型、配置應以工作長期穩定可靠、靈敏度高、結構簡單、運行維護方便爲原則，同時應結合電廠的各種介質特點、設備運行方式、控制方式等因素綜合考慮。

隨着水電廠運行方式的不斷深入，“無人值班，少人值守”乃至“無人值守，關門運行”已成爲發展趨勢，對水電廠綜合的自動化系統提出了高的要求。同時綜合自動化元件的配置也增加了新的內容。筆者經過長期對國內外自動化元件的瞭解並結合所在電站的自動化元件選型經驗淺談自己的看法，供各位同行參考。
總體來說，水電廠基礎自動化元件可以爲自動化執行元件和自動化監測（發信）元件兩大類。自動化執行元件主要是各類介質的電磁閥，這類元件比較單一，生產廠家也很多。但總體來說，進口產品較國內產品在製造工藝、使用壽命等方面有較大的優勢，可根據實際情況選擇合適的廠家的產品，本文不進行專門討論。
自動化監測（發信）元件主要是用來監視機組本體及油水風輔助系統的溫度、轉速、壓力、液流、液位、位移等參數，在機組程式自動化控制中執行某一給定任務，並實現越限報 ，這一類自動化元件主要包括：振動信號、轉速信號、流量信號、壓力信號、液位信號、溫度信號、剪斷銷信號、導葉位置信號及位置信號等。
振動是水電機組較爲常見的問題，它的分佈也較爲廣泛，機組從上到下，從轉動部件到固定部件均可能發生振動。較大的振動直接影響着機組的運行，因此它是評定機組運行質量的一個重要指標。從振動理論上講，振動由三個參數來表徵，即幅值、頻率和相位。振動幅值表徵振動大小，振動頻率表徵振動產生的原因，振動相位表徵振動方式，但通常在振動監測中只監測振動幅值，而很少監測頻率和相位。國內儀表 儀錶生產廠家又由於普遍存在規模小，生產設備落後，同時又缺乏必要的監測設備，特別是絕對振動的測量根本無法滿足要求，監測儀表 儀錶實際上成了一種擺設。從國外的情況來看，也並非是所有生產廠家的產品都能使用，主要原因是水輪發電機組的振動頻率較低，目前比較適合水電機組使用的公司有兩家，一家是德國的SCHENCK公司，另一家是瑞士的VM公司。其主要特點是低頻性能好，感測器和前置器一體化,系統構成靈活，用戶可根據測點多少選擇單元數量，功能上是分級的，從國內外的實際使用情況來看二次儀表 儀錶和專用軟體由國內廠家供貨比較合適，這是因爲：(1) 國外廠商的售後 價格非常昂貴；(2) 國外專用軟體升級週期較長；(3) 國外軟體漢化界面不理想。
轉速測量是水電機組重要的參量之一，它與調速、勵磁、同期及控制系統等直接關聯，如果轉速測量系統發生故障，將會直接影響整個系統，甚至危及設備，這一點對於“無人值班”電站就顯得重要。
以前國內轉速測量通常有殘壓測頻和同軸聯接的機械過速開關二種，按供貨習慣通常由主機廠配套提供，而主機廠本身並不生產這些產品，所以元器件幾乎都是從市場上購買的，其結果是殘壓測頻轉速信號器由於抗干擾能力差而頻繁發生誤動。而機械過速開關也由於誤差太大、調試不方便（調定值時要反覆 反復的進行機組過速，對機組機械部分壽命不利）而無法正常投入使用。
目前國外轉速測量通常有兩種方式，一種是齒盤測速，另一種是發電機殘壓測頻。當機組轉速大於80%nr（nr爲額定轉速）時，調速器自動選擇發電機殘壓測頻通道來測量機組的頻率。齒盤安裝在主軸上，同時設有兩個電氣獨立的測速探頭，把測得的信號通過各自的轉速感測器變成具有一定幅度的方波脈衝輸入調速器中，調速器經過計算處理求出轉速值。這兩個探頭同時測量，一方面可以補償由於水輪機大軸移動（在軸承限制範圍內）引起的誤差；另一方面，通過比較兩個環節測得的轉速值，可以監視轉速感測器是否正常工作。殘壓測頻是通過發電機端PT來測量發電機的殘壓，然後把測得的殘壓通過隔離、限制和濾波，後輸入到調速器中。機組控制所需的轉速信號器都由調速器的微處理機產生，通過轉速繼電器以開關量的形式輸出。轉速繼電器的設定值可以通過PC機或LCD終端鍵盤上的+/-按鈕來調整。
而我國的大多數電站都習慣採用獨立的測速裝置，現在國內的測速裝置也大致可分爲齒盤測速和發電機殘壓測速兩種。裝置本身根據其原理又有PLC型和單片機型兩類。但不管是哪種形式的裝置，都提供了較爲豐富的功能，除了傳統的開關量輸出，還包括轉速的LED顯示、轉速模擬量的輸出、與機組監控系統的通訊介面等，也可以通過面板方便的設置各種參數。