水輪發(fā)電機組振動監(jiān)測裝置設(shè)置導(dǎo)則DLT 55694條文說明目 錄編寫說明1 主題內(nèi)容及適用范圍2 定義3 測量方式4 測點設(shè)置5 傳感器選擇6 監(jiān)測裝置設(shè)置附加說明水利水電工程監(jiān)理適用規(guī)范全文數(shù)據(jù)庫2編 寫 說 明本導(dǎo)則根據(jù)以下幾方面因素提出：（1）水電機組振動是反應(yīng)機組運行好壞的一個重要參數(shù)，它取決于機組設(shè)計、制造水平和安裝質(zhì)量，影響著機組穩(wěn)定、可靠地運行。隨著機組單機容量的增大，機組的結(jié)構(gòu)尺寸相應(yīng)增大，機械剛度相應(yīng)降低，振動問題更顯突出。因此配置必要的振動監(jiān)測裝置，用以適用監(jiān)測機組的大小，使運行人員及時了解機組振動變化情況，以便做出相應(yīng)處理，防止過大振動給機組造成嚴(yán)重損壞。（2）目前，世界上還沒有一個被普遍接受和采納的水電機組振動評價標(biāo)準(zhǔn)，我國現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)也很不完善。要制定出一個完善的振動標(biāo)準(zhǔn)，一方面要有一定的理論基礎(chǔ)，另一方面就是要有大量的從真機上獲取的振動數(shù)據(jù)，兩者的結(jié)合才能使我們制定的標(biāo)準(zhǔn)有理有據(jù)。為此就需要從現(xiàn)在起進行水電機組振動監(jiān)測裝置的合理配置，以便收集，積累第一手資料，為編寫新的振動評價標(biāo)準(zhǔn)奠定基礎(chǔ)。（3）隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，今天在世界范圍內(nèi)對機組維修方式正進行著一場變革，即從預(yù)防性維修逐步向預(yù)測性維修過渡。預(yù)測性維修是一種先進的維修方式，它基于對機組狀態(tài)的在線監(jiān)測，根據(jù)機組的實際情況決定是停機檢修還是繼續(xù)運行；預(yù)防性維修則不同，它是定期的，到期必修。采用預(yù)測性維修可大大提高維修質(zhì)量，減小不必要的維修消耗，提高機組運行壽命。因而設(shè)置機組振動監(jiān)測裝置是實現(xiàn)這種變革的首要條件。（4）國內(nèi)外都在日益加強對水電機組振動故障診斷技術(shù)的研究，這項研究無疑將有助于提高機組的維修水平，加速故障的查處，簡化故障原因的分析過程。但診斷技術(shù)的發(fā)展基于對各種故障特征的了解，因此這就需要設(shè)置振動監(jiān)測裝置進行在線測量，以便了解機組各種振動故障的發(fā)展、變化過程及其特征，從而發(fā)展我國的水電機組振動診斷技術(shù)。診斷技術(shù)實際上就是預(yù)測性維修的技術(shù)基礎(chǔ)，是預(yù)測性維修的高級形式，即用電腦代替人工推斷。（5）許多電廠都越來越重視振動監(jiān)測裝置的配置，目前，市場上國內(nèi)外眾多廠家推出了種類繁多的振動監(jiān)測裝置，選擇怎樣的系統(tǒng)，如何布置安裝等問題相繼產(chǎn)生。綜合上面諸方面的因素，由電力工業(yè)部水電站水輪發(fā)電機標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會提出編制本導(dǎo)則。本導(dǎo)則與即將編寫的水輪發(fā)電機組振動監(jiān)測裝置基本技術(shù)條件 、水輪發(fā)電機組振動標(biāo)準(zhǔn)配套使用。本導(dǎo)則是按現(xiàn)有技術(shù)制定的，不阻礙新技術(shù)、新產(chǎn)品的應(yīng)用。1 主國內(nèi)容及適用范圍12 因目前我國安裝的貫流式、沖擊式等類型機組較少，容量較小，機組布置方式與本導(dǎo)則適用的機組差別較大，因此，本導(dǎo)則未作專門規(guī)定，這些機組的振動監(jiān)測裝置的配置自行掌握。13 引用標(biāo)準(zhǔn)作了如下規(guī)定：（1）引用的 GB865488 標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了機組振動測量的項目和相應(yīng)的振動允許值，本導(dǎo)則基本依照該標(biāo)準(zhǔn)設(shè)立測振項目，以便與該標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一和便于測量值的評價。（2）GB2298 規(guī)定了振動方面的有關(guān)術(shù)語，本導(dǎo)則引用該標(biāo)準(zhǔn)定義了有關(guān)的傳感器。（3）VDI2059 是原西德工程師協(xié)會提出的水力機組軸振動測量和評價規(guī)范，該標(biāo)準(zhǔn)對測量方式做了較全面的規(guī)定。（4）IEC4（45）1986 對振動的測量方式做出了規(guī)定，也提出了應(yīng)監(jiān)測的部位。2 定 義21 位移傳感器有許多種，如電渦流位移傳感器、電感式位移傳感器、電容式位移傳感器、差動變壓器式位移傳感器及應(yīng)變式位移傳感器等，但應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機械振動測量方面主要是電渦流位移傳感器，這種傳感器利用電渦流效應(yīng)原理制成，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，無活動部件，非接觸測量，抗干擾能力強，靈敏度高，頻響寬，低頻性能好，工作可靠，壽命長，標(biāo)定容易，可進行絕對測量和相對測量。22 磁電速度型傳感器有慣性式和直接式。慣性式由磁鋼、線圈、彈簧、阻尼器和殼體組成，由彈簧支撐慣性元件（線圈或磁鋼） ，當(dāng)殼體隨被測體振動時，頻率高于一定值，慣性元件將保持靜止?fàn)顟B(tài)，這樣在線圈和磁鋼之間就產(chǎn)生了相對運動，從而輸出與振動速度成正比的電信號。這種傳感器安裝方便，不需外部電源，但尺寸較大，低頻特性差，有活動部件，易疲勞損壞。直接式的組成基本與慣性式相同，但多一個頂桿，測量時頂桿頂壓在被測體上，振動由頂桿傳遞，這種傳感器的低頻特性較慣性式好，可進行絕對測量和相對測量。安裝需要固定支架，有活動部件，存在磨損和疲勞損壞。磁電速度型傳感器以慣性式應(yīng)用較為普遍，但這種傳感器的結(jié)構(gòu)特點制約了它的低頻性能，一般要在 10Hz 以上測報比較適用，雖然目前許多廠家做了一些研究工作，但最低也只能達到 1Hz，且此段頻率下使用誤差較大。另外，速度型傳感器標(biāo)定困難，尤其低頻標(biāo)定，一般計量機構(gòu)不能解決。23 加速度傳感器主要有壓電式和壓阻式兩種，壓電式加速度傳感器以壓電材料為轉(zhuǎn)換元件，輸出與加速度成正比的電荷或電壓量，壓阻式加速度傳感器是利用懸臂梁上惠斯頓電橋在隨物體振動時失去平衡，而輸出與外界加速度成正比的電壓值。這種傳感器結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，易安裝，頻響寬，但標(biāo)定困難，價格貴，要顯示位移需兩次積分，能進行固定部件的絕對測量。水利水電工程監(jiān)理適用規(guī)范全文數(shù)據(jù)庫43 測量方式31 相對值測量是將傳感器安裝在軸承蓋或支架上來測旋轉(zhuǎn)部件的振動，由于軸承蓋和支架也是振動的，所以這種方式測得的值是旋轉(zhuǎn)部件相對軸承蓋和支架的振動值，故稱相對值測量。3. 2 將傳感器安裝在與機組本身無關(guān)的基礎(chǔ)上（直接地或間接地）來測量機組各部件的振動，所測的值是振動體相對大地的，故稱絕對測量。33 所謂同一測項是指水導(dǎo)擺度，支架水平振動等。34 為了便于故障原因分析做此項要求，不同水平面布置的傳感器，例如上導(dǎo)擺度、水導(dǎo)擺度、推力軸承支架垂直振動布置傳感器時，要么按+X，-Y 布置，要么按+X，-Y 布置，依次類推，保證布置的傳感器都在同一個垂面上，支架上布置一個傳感器時，可任選一方向?qū)?yīng)布置。3. 5 VDI2059，IEC4（45）1986 兩標(biāo)準(zhǔn)均提出此要求，為便于測值與標(biāo)準(zhǔn)的對比，做此項規(guī)定。36 振動相位是分析振因的一個重要參數(shù)，因此，凡是設(shè)置具有分析功能的振動監(jiān)測儀時，都應(yīng)設(shè)置測量機組轉(zhuǎn)速和相位的傳感器，原則上，該傳感器可安裝在任一方位上，但為了計算方便，一般設(shè)置在測量傳感器所在的某一垂面上。4 測點設(shè)置4. 14. 4 就軸擺度測量而言，對于小機組還可以進行絕對設(shè)置，而對大容量機組尺寸較大，為保證支架剛度相應(yīng)支架尺寸也較大，長期監(jiān)測，安裝若干這樣的支架會嚴(yán)重影響機組檢修和管理人員巡視，并且有些機組受空間條件所限很難實現(xiàn)這種布置，水電機組多采用滑動軸承，支架和軸承座的剛度較大，殼體與轉(zhuǎn)子質(zhì)量比相對較高，相對振動十分明顯，原西德 VDI2059 規(guī)定固定部件振動小于軸絕對振動的 13，美國本特利公司規(guī)定小于 15，可用軸相對振動來代替輪絕對振動，從我國對固定部件振動限定值（GB856488）和軸承間隙的大小比例來看，一般正常運行的機組，是能滿足上述規(guī)定的；另外，IEC4（45）1986水力機械振動和脈動現(xiàn)場測量國際規(guī)程亦推薦相對測量。所以對水電機組的軸振動推薦采用相對測量的方式進行，即傳感器安裝在支座上測軸振動。目前，有關(guān)研究單位正在研究一種復(fù)合式振動傳感器，該傳感器可用目前相對測量的簡易安裝方式進行安裝，但可以獲得軸的絕對振動值，該傳感器研制成功投入使用后，可以取代現(xiàn)在的相對測量方式。4. 5 抽水蓄能機組越來越多，且容量較大，運行工況復(fù)雜，振動一般較大，多為進口機組，故本導(dǎo)則對蓄能機組要求按 4.4 項設(shè)置。5 傳感器選擇5. 15. 3 關(guān)于傳感器的選擇從以下幾個方面進行了考慮和比較，綜合了各種因素確定了傳感器的選擇（5.2.2 條對于轉(zhuǎn)速低于 75rmin 的機組，由于目前絕對式傳感器以及相匹配的監(jiān)測儀低頻響應(yīng)不夠，勉強設(shè)置誤差較大，起不到很好的監(jiān)測效果；另外，這些低轉(zhuǎn)速機組大多是軸流式機組，尺寸大而不宜采用電渦流位移傳感器測量。所以，對這類水電機組固定部件的振動除定子鐵芯或機座外，其它測點暫不考慮設(shè)置傳感器，待今后開發(fā)出合適的傳感器再行監(jiān)測） 。（1）從頻響的角度考慮。水電機組振動的突出特點就是頻率低，其主要頻率多在 15Hz 范圍內(nèi)，高額分量及工頻振動也在 1OOHz 以內(nèi)，因此這就要求測振傳感器要有較好的低頻特性。電渦流位移傳感器的低頻響應(yīng)很好。速度型傳感器一般要在 1OHz 以上應(yīng)用，目前國外有些速度傳感器通過補償可達到 1Hz，但是，是速度顯示，若積分成位移，低頻下限又會有所提高。加速度傳感器低頻響應(yīng)可達 O.2Hz，但雙積分變成位移一般要在 1Hz 以上應(yīng)用，所以單從頻響的角度考慮，傳感器的配置以電渦流位移型傳感器最為理想，其次是加速度和速度型傳感器。（2）從傳感器結(jié)構(gòu)的角度考慮。電渦流位移傳感器為非接觸測量，無磨損，無活動部件，故不易疲勞破壞，作為長期監(jiān)測使用比較理想。直接式磁電速度傳感器要接觸測量，有活動部件，易疲勞破壞，測軸振動還有摩擦，因此不宜作為監(jiān)測使用。慣性式速度傳感器和加速度傳感器只能測固定部件的絕對振動，而不能測軸振動，所以長期監(jiān)測，軸徑向振動只能設(shè)置電渦流位移傳感器，固定部件的振動三種傳感均可選用。（3）從安裝角度考慮。電渦流位移傳感器為非接觸測量，工作時需專門的支架，如果對軸振動進行相對測量，支架相對簡單，尺寸小，是可行的。而用來測固定部件和軸的絕對振動，尤其是大機組、軸流式機組，就需要支架尺寸較大，這樣一來是安裝麻煩，其次長期監(jiān)測設(shè)置有礙運行管理。磁電慣性式速度傳感器和加速度傳感器安裝比較簡單，可用磁鐵吸盤，粘接，螺絲把合方式安裝，非常方便布置，不會影響到運行人員管理和巡視，因此，從安裝角度看，速度型和加速度型傳感器比較適宜于水電機組固定部件測振使用。（4）從振動評價標(biāo)準(zhǔn)考慮。目前，我國對水電機組的振動評價標(biāo)準(zhǔn)是采用振動位移量的峰值，這是因為，低頻振動評價本身用位移比較合適，另外也和水電機組的其他參數(shù)的表示方法相一致，如軸承間隙、軸偏心等都是用位移量（mm）表示。電渦流位移傳感器直接輸出與振動位移成正比的電信號，二次儀表直接顯示位移，比較直觀。而速度型和加速度傳感器輸出與振動速度（mms）和加速度（ms 2）成正比的信號，若二次儀表顯示 mms 或 ms 2,電廠運行人員不習(xí)慣，盡管是一個數(shù)值，卻起不到量化的作用。若通過一次或二次積分，將速度、加速度轉(zhuǎn)換成位移顯示，這不僅給二次儀表增加了電路，更主要的是積分將帶來幅值和相位誤差，尤其是低頻。所以從該角度出發(fā)，電渦流位移傳感器比較理想。（5）從傳感器標(biāo)定角度考慮。電渦流位移傳感器靜態(tài)標(biāo)定非常簡單，動態(tài)標(biāo)定可在振動臺上進行，也可用簡易標(biāo)定儀進行，我國已研制出這種標(biāo)定設(shè)備，現(xiàn)場使用非常方便。而速度和加速度傳感器標(biāo)定相對困