3500/46M Hydro Monitor je čtyřkanálový monitorovací modul pod 3500 Machinery Protection System, který slouží jako kritická součást řady 3500. Je speciálně navržen pro komplexní monitorování stavu a ochranu hydroelektrických turbínových generátorů a dalších hydraulických strojů. Monitor přijímá signály z různých snímačů včetně snímačů přiblížení, snímačů vibrací, snímačů dynamického tlaku a snímačů vzduchové mezery. Prostřednictvím vysoce přesné úpravy a zpracování signálu poskytuje v reálném čase monitorování klíčových parametrů, jako jsou vibrace, poloha, statický a dynamický tlak, a obsahuje víceúrovňové alarmové funkce pro zajištění bezpečného, stabilního a efektivního provozu hydroelektrických jednotek.
3500/46M se skládá z přední karty (176449-06) a šesti typů zadních I/O karet (podrobnosti najdete na stránce Objednávání). Přední kartu lze kombinovat s libovolnou zadní kartou a vytvořit tak kompletní systém.
Monitor 3500/46M je navržen s plným zohledněním charakteristik hydraulických strojů, jako je nízká rychlost, vysoká amplituda a vícerežimový provoz. Podporuje různé specializované monitorovací funkce včetně hydroradiálních vibrací, monitorování vzduchové mezery a monitorování vinutí statoru (SEW). Je široce používán ve vodních elektrárnách, přečerpávacích elektrárnách, výrobě hydraulických zařízení a v oblastech údržby.
Klíčové vlastnosti
Monitor 3500/46M nabízí vysoce specializované možnosti konfigurace a funkce monitorování s více parametry. Uživatelé mohou nezávisle konfigurovat každý kanál prostřednictvím konfiguračního softwaru 3500 Rack pro podporu následujících typů monitorování:
Hydroradiální vibrace: Kombinací pohybu mezery hřídele s amplitudou NX poskytuje detekci selhání smykového čepu, speciálně navrženou pro strukturální charakteristiky generátorů hydroelektrických turbín, účinně identifikuje abnormální vibrační vzory mezi rotorem a statorem.
Hydro Air Gap Monitoring: Monitoruje změny vzduchové mezery mezi rotorem a statorem v reálném čase a poskytuje několik parametrů, jako je průměrná vzduchová mezera, okamžitá vzduchová mezera, minimální/maximální vzduchová mezera a odpovídající čísla pólů, což zajišťuje, že jednotka pracuje v optimálním rozsahu vzduchové mezery.
Hydro Velocity Monitoring: Poskytuje včasné varování před poruchou, zvláště vhodné pro diagnostiku nízkofrekvenčních událostí s vysokou amplitudou. Ačkoli není vhodný pro automatickou ochranu strojů, je vysoce cenný pro prediktivní údržbu.
Hydro Acceleration Monitoring: Monitoruje vysokofrekvenční vibrační události s podporou neintegrovaných i integrovaných metod zpracování s frekvenčním rozsahem od 3 Hz do 30 000 Hz.
Hydro Thrust Monitoring: Monitoruje axiální posunutí s volitelnou citlivostí 3,94 mV/μm, 7,87 mV/μm nebo 11,22 mV/μm.
Monitorování hydrodynamického tlaku: Změny dynamického tlaku proudění vody, poskytující parametry statického a dynamického tlaku.
Monitorování vinutí statoru (SEW): Specificky monitoruje stav vibrací vinutí statoru, poskytuje přímé hodnoty a parametry amplitudy pólového průchodu.
Multimode Operation: Podporuje multimode konfiguraci pro všechny výše uvedené funkce. Každý kanál lze nakonfigurovat až s osmi sadami parametrů alarmu, přičemž každá sada odpovídá konkrétnímu provoznímu režimu stroje, jako je spouštění, výroba energie, fázová modulace, vypínání a další různé pracovní podmínky.
Čtyři kanály monitoru pracují v párech, což umožňuje provádět dvě různé monitorovací funkce současně. Například kanály 1 a 2 mohou monitorovat hydroradiální vibrace, zatímco kanály 3 a 4 mohou monitorovat vzduchovou mezeru nebo polohu tahu. Tato flexibilní konfigurace umožňuje, aby jeden monitor vyhovoval různým potřebám monitorování složitých hydraulických mechanických systémů.
Systém podporuje několik metod přepínání provozních režimů: buď prostřednictvím hardwarových kontaktů na multimodových I/O modulech nebo pomocí softwarových příkazů zasílaných přes komunikační bránu. Tato konstrukce umožňuje monitoru přizpůsobit se často se měnícím provozním podmínkám vodních elektráren a poskytuje komplexní ochranu pro různé typy hydraulických strojů, včetně konvenčních turbínových jednotek, přečerpávacích jednotek a velkých čerpadel.
Pracovní princip
Základní pracovní postup monitoru 3500/46M zahrnuje čtyři fáze: vstup signálu, úprava, výpočet parametrů a posouzení alarmu.
Vstup signálu
Přibližovací převodník/snímač rychlosti: -23 V DC, max 43 mA
Dynamický tlakový senzor: +23 Vdc, max 23 mA
Úprava signálu
Vstupní signály jsou zpracovány prostřednictvím zesílení, filtrování, integrace atd. a převedeny na technické hodnoty (např. μm, mm/s, m/s²). Systém nabízí několik metod filtrování:
Přímý filtr: Vhodné pro hydroradiální vibrace, frekvenční odezva 0,104–500 Hz (odpovídá rychlosti 25–1500 cpm)
Mezerový filtr: -3 dB mezní frekvence při 0,05 Hz
Not 1X Filter: 0,25–128násobek rychlosti otáčení, minimální potlačení stoppásma 50 dB
Vektorový filtr 1X a NX: Konstantní hodnota Q, minimální potlačení stop pásma 50 dB, hodnota NX volitelná mezi 2–20 nebo 2–50
Úprava signálu také zahrnuje úpravy citlivosti, jako například:
Hydroradiální vibrace: 0,79 mV/μm, 3,94 mV/μm nebo 7,87 mV/μm
Hydro Air Gap: 0,20 mV/μm, 0,22 mV/μm, 0,49 mV/μm nebo 0,55 mV/μm
Hydro rychlost: 20 mV/(mm/s)
Hydro Thrust: 3,94 mV/μm, 7,87 mV/μm nebo 11,22 mV/μm
Výpočet parametrů
Na základě nakonfigurovaného typu monitorování modul vypočítává následující měřené proměnné:
Hydro radiální vibrace: přímé, mezera, 1X amplituda, NX amplituda, ne 1X amplituda, kompozitní
Hydro vzduchová mezera: průměrná vzduchová mezera, okamžitá vzduchová mezera, minimální/maximální vzduchová mezera, minimální/maximální počet pólů vzduchové mezery
Hydro rychlost: Přímá, Bias, 1X Amplituda, 2X Amplituda, 1X/2X Phase Lag
Hydro Thrust: Přímý, Gap
Hydroakcelerace: Přímá, 1x/2x amplituda, 1x/2x fázová prodleva
Koncové vinutí statoru (SEW): Přímé, amplituda průchodu pólem, přímý výsledek
Hydrodynamický tlak: přímý, statický tlak, 1X/2X amplituda, 1X/2X fázová prodleva
Posouzení alarmu
Každá měřená proměnná může být nastavena pomocí alarmových bodů Alert a Danger. Zpoždění alarmu lze konfigurovat:
Zpoždění výstrahy: 1–400 sekund (v 1sekundových intervalech)
Nebezpečné zpoždění: 1–400 sekund (v 1sekundových intervalech)
Přesnost alarmu je až ±0,13 % nastavené hodnoty, což zajišťuje včasnou a spolehlivou odezvu.
Výstupy a komunikace
Indikátory na předním panelu: Jsou vybaveny LED diodami OK (provozní stav), TX/RX (stav komunikace) a Bypass (stav bypassu).
Vyrovnávací výstupy převodníků: Jeden koaxiální konektor na kanál, s ochranou proti zkratu.
Výstupy záznamníku: proudový signál 4–20 mA, úměrný plnému rozsahu, nezávislý výstup na kanál. Zkraty nemají vliv na provoz.
Komunikační rozhraní: Komunikuje s ostatními moduly v racku 3500 prostřednictvím propojovací desky, podporuje vzdálené monitorování a integraci dat.
Technické vlastnosti
Vysoce přesné měření: Typická přesnost pro většinu typů měření je ±0,33 % plného rozsahu, s maximem ±1 %.
Kompatibilita s více snímači: Podporuje snímače přiblížení, snímače rychlosti, akcelerometry, snímače dynamického tlaku, snímače vzduchové mezery a další.
Specializované funkce hydromonitoringu: Zahrnuje hydroradiální vibrace, monitorování vzduchové mezery, monitorování SEW atd., speciálně navržené pro hydroelektrické jednotky.
Podpora více režimů: Podporuje 8 sad parametrů alarmu, které se přizpůsobují různým provozním podmínkám vodních elektráren.
Pokročilá úprava signálu: Zahrnuje přímé filtrování, filtrování mezer, filtrování Not 1X, filtrování vektorového sledování atd., přizpůsobení nízkofrekvenčním charakteristikám hydraulických strojů s vysokou amplitudou.
Přizpůsobivost prostředí: Rozsah provozních teplot od -30°C do +65°C, vhodné pro drsná prostředí ve vodních elektrárnách.
Bezpečnostní certifikace: Vyhovuje FCC, EMC, LV direktivě, RoHS, ATEX, IECEx, CSA a dalším mezinárodním normám pro použití v nebezpečných oblastech.
