Il monitor Hydro 3500/46M è un modulo di monitoraggio a quattro canali del sistema di protezione del macchinario 3500, che funge da componente critico della serie 3500. È specificamente progettato per il monitoraggio completo delle condizioni e la protezione dei generatori a turbina idroelettrica e di altri macchinari idraulici. Il monitor accetta segnali da vari sensori tra cui trasduttori di prossimità, sensori di vibrazione, sensori di pressione dinamica e sensori di traferro. Attraverso il condizionamento e l'elaborazione del segnale ad alta precisione, fornisce il monitoraggio in tempo reale di parametri chiave come vibrazioni, posizione, pressione statica e dinamica e dispone di funzioni di allarme multi-livello per garantire un funzionamento sicuro, stabile ed efficiente delle unità idroelettriche.
Il 3500/46M è costituito da una scheda anteriore (176449-06) e sei tipi di schede posteriori I/O (vedere la pagina Ordinazioni per i dettagli). La scheda frontale può essere abbinata a qualsiasi scheda posteriore per formare un sistema completo.
Il monitor 3500/46M è progettato tenendo pienamente conto delle caratteristiche delle macchine idrauliche, come bassa velocità, ampiezza elevata e funzionamento multimodale. Supporta varie funzioni di monitoraggio specializzate, tra cui la vibrazione idroradiale, il monitoraggio del traferro e il monitoraggio dell'avvolgimento dell'estremità dello statore (SEW). È ampiamente utilizzato nelle centrali idroelettriche, nelle centrali elettriche con pompaggio, nella produzione di apparecchiature idrauliche e nei campi di manutenzione.
Caratteristiche principali
Il monitor 3500/46M offre funzionalità di configurazione altamente specializzate e funzioni di monitoraggio multiparametro. Gli utenti possono configurare in modo indipendente ciascun canale tramite il software di configurazione rack 3500 per supportare i seguenti tipi di monitoraggio:
Vibrazione idroradiale: combinando il movimento dello spazio tra gli alberi con l'ampiezza NX, fornisce il rilevamento dei guasti del perno di taglio, progettato specificamente per le caratteristiche strutturali dei generatori a turbina idroelettrica, identificando in modo efficace modelli di vibrazione anomali tra il rotore e lo statore.
Monitoraggio del traferro idroelettrico: monitora le variazioni del traferro tra il rotore e lo statore in tempo reale, fornendo parametri multipli come traferro medio, traferro istantaneo, traferro minimo/massimo e numeri di poli corrispondenti, garantendo che l'unità funzioni entro l'intervallo di traferro ottimale.
Monitoraggio dell'idrovelocità: fornisce un avviso tempestivo di guasto, particolarmente adatto per la diagnosi di eventi a bassa frequenza e ad alta ampiezza. Sebbene non sia adatto alla protezione di macchine automatiche, è molto utile per la manutenzione predittiva.
Monitoraggio dell'accelerazione idraulica: monitora gli eventi di vibrazione ad alta frequenza, supportando metodi di elaborazione sia non integrati che integrati, con un intervallo di frequenza da 3 Hz a 30.000 Hz.
Monitoraggio idrospinta: monitora lo spostamento assiale, con sensibilità selezionabile di 3,94 mV/μm, 7,87 mV/μm o 11,22 mV/μm.
Monitoraggio della pressione idrodinamica: cambiamenti nella pressione dinamica del flusso d'acqua, fornendo parametri di pressione statici e dinamici.
Monitoraggio dell'avvolgimento dell'estremità dello statore (SEW): monitora in modo specifico lo stato di vibrazione dell'avvolgimento dell'estremità dello statore, fornendo valori diretti e parametri di ampiezza del passaggio polare.
Funzionamento multimodale: supporta la configurazione multimodale per tutte le funzioni di cui sopra. Ciascun canale può essere configurato con un massimo di otto serie di parametri di allarme, ciascuna delle quali corrisponde a una specifica modalità operativa della macchina, come avvio, generazione di energia, modulazione di fase, spegnimento e altre diverse condizioni di lavoro.
I quattro canali del monitor funzionano in coppia, consentendo di eseguire contemporaneamente due diverse funzioni di monitoraggio. Ad esempio, i canali 1 e 2 possono monitorare le vibrazioni idroradiale, mentre i canali 3 e 4 possono monitorare il traferro o la posizione della spinta. Questa configurazione flessibile consente a un unico monitor di soddisfare le diverse esigenze di monitoraggio di complessi sistemi idraulico-meccanici.
Il sistema supporta diversi metodi per la commutazione delle modalità operative: tramite contatti hardware sui moduli I/O multimodali o tramite comandi software inviati tramite un gateway di comunicazione. Questo design consente al monitor di adattarsi alle condizioni operative frequentemente mutevoli delle unità idroelettriche, fornendo una protezione completa per diversi tipi di macchine idrauliche, comprese le turbine convenzionali, le unità di stoccaggio con pompaggio e le pompe di grandi dimensioni.
Principio di funzionamento
Il flusso di lavoro principale del monitor 3500/46M comprende quattro fasi: ingresso del segnale, condizionamento, calcolo dei parametri e valutazione degli allarmi.
Ingresso segnale
Trasduttore di prossimità/sensore di velocità: -23 V CC, max 43 mA
Sensore di pressione dinamica: +23 Vcc, max 23 mA
Trasduttore di prossimità: 10 kΩ
Sensore di velocità: 3,5 MΩ
Sensore di pressione dinamica: 50 kΩ (I/O ingresso positivo multimodale)
Condizionamento del segnale
I segnali di ingresso vengono elaborati tramite amplificazione, filtraggio, integrazione, ecc. e convertiti in valori ingegneristici (ad esempio, μm, mm/s, m/s²). Il sistema fornisce più metodi di filtraggio:
Filtro diretto: adatto per vibrazioni idroradiale, risposta in frequenza 0,104–500 Hz (corrispondente a velocità 25–1500 cpm)
Filtro Gap: frequenza di taglio di -3 dB a 0,05 Hz
Filtro non 1X: 0,25–128 volte la velocità di rotazione, reiezione minima della banda di arresto di 50 dB
Filtro vettoriale 1X e NX: valore Q costante, reiezione minima della banda di arresto di 50 dB, valore NX selezionabile tra 2–20 o 2–50
Il condizionamento del segnale include anche regolazioni della sensibilità, come:
Vibrazione idroradiale: 0,79 mV/μm, 3,94 mV/μm o 7,87 mV/μm
Hydro Air Gap: 0,20 mV/μm, 0,22 mV/μm, 0,49 mV/μm o 0,55 mV/μm
Velocità idro: 20 mV/(mm/s)
Spinta idraulica: 3,94 mV/μm, 7,87 mV/μm o 11,22 mV/μm
Calcolo dei parametri
In base al tipo di monitoraggio configurato, il modulo calcola le seguenti variabili misurate:
Vibrazione idroradiale: diretta, gap, ampiezza 1X, ampiezza NX, ampiezza non 1X, composito
Traferro idroelettrico: traferro medio, traferro istantaneo, traferro minimo/massimo, traferro minimo/massimo Numero di poli
Velocità idraulica: diretta, polarizzazione, ampiezza 1X, ampiezza 2X, ritardo di fase 1X/2X
Idrospinta: Diretta, Gap
Accelerazione idraulica: diretta, ampiezza 1X/2X, ritardo di fase 1X/2X
Avvolgimento finale dello statore (SEW): diretto, ampiezza del passaggio polare, risultante diretta
Pressione idrodinamica: pressione diretta, statica, ampiezza 1X/2X, ritardo di fase 1X/2X
Valutazione dell'allarme
Ciascuna variabile misurata può essere impostata con punti di allarme di avviso e pericolo. I ritardi di allarme sono configurabili:
Ritardo avviso: 1–400 secondi (a intervalli di 1 secondo)
Ritardo pericolo: 1–400 secondi (a intervalli di 1 secondo)
La precisione dell'allarme arriva fino a ±0,13% del valore impostato, garantendo una risposta tempestiva e affidabile.
Uscite e comunicazione
Indicatori del pannello anteriore: dotati di LED OK (stato operativo), TX/RX (stato di comunicazione) e Bypass (stato di bypass).
Uscite trasduttore bufferizzate: un connettore coassiale per canale, con protezione da cortocircuito.
Uscite del registratore: segnale di corrente da 4–20 mA, proporzionale al fondo scala, uscita indipendente per canale. I cortocircuiti non influiscono sul funzionamento.
Interfaccia di comunicazione: comunica con altri moduli nel rack 3500 tramite il backplane, supportando il monitoraggio remoto e l'integrazione dei dati.
Caratteristiche Tecniche
Misurazione ad alta precisione: la precisione tipica per la maggior parte dei tipi di misurazione è ±0,33% del fondo scala, con un massimo di ±1%.
Compatibilità multisensore: supporta trasduttori di prossimità, sensori di velocità, accelerometri, sensori di pressione dinamica, sensori di traferro e altro ancora.
Funzioni specializzate di monitoraggio idroelettrico: include vibrazioni idroradiale, monitoraggio del traferro, monitoraggio SEW, ecc., progettate specificatamente per unità idroelettriche.
Supporto multimodale: supporta 8 set di parametri di allarme, adattandosi alle varie condizioni operative delle unità idroelettriche.
Condizionamento avanzato del segnale: include filtraggio diretto, filtraggio gap, filtraggio Not 1X, filtraggio di tracciamento vettoriale, ecc., adattandosi alle caratteristiche di bassa frequenza e alta ampiezza delle macchine idrauliche.
Adattabilità ambientale: intervallo di temperatura operativa da -30°C a +65°C, adatto per ambienti difficili nelle centrali idroelettriche.
Certificazioni di sicurezza: conforme a FCC, EMC, direttiva LV, RoHS, ATEX, IECEx, CSA e altri standard internazionali per l'uso in aree pericolose.
