1、小浪底電廠水輪機氣蝕監測系統摘要：小浪底電站氣蝕檢測系統由VOITH公司提供，本文著重介紹了小浪底電站氣蝕檢測系統的結構、配置、功能和特點。 關鍵詞：小浪底、氣蝕、監視儀、應用1. 概述 水輪機在運行中，由于水流在導葉和蝸殼出口處的流速比較大，壓力隨流速的增大而降低容易產生局部真空現象。同時伴隨有強烈的振動波，沖擊相遇的設備和部件，致使零部件局部被汽流擊蝕而損壞。這種現象就稱為“氣蝕現象”。水輪機在運行中之所以會出現氣蝕現象，一方面可能是因設計制造不妥而引起，如葉型不準、選材不當等；另一方面則可能是運行工況長期偏離設計要求，如在低水頭、低負荷等情況下長期運行均可能造成氣蝕。其后果導致水輪機運行

2、效率降低、振動加劇、甚至局部斷裂、危及機組安全運行。為此，在運行中應注意機組運行特性、改善運行條件，適當地調整機組出力，以減小氣蝕現象。那么在機組運行時監視“氣蝕現象”就尤為重要。這就需要我們有一整套完整的設備，準確監視“氣蝕現象”，及早發現氣蝕程度，當運行中設備已被局部氣蝕，應及早予以修補或更換，以確保機組安全運行。 小浪底電廠氣蝕檢測系統安裝于3#機組發電機層的水機保護屏內，與水機保護共用一塊屏。2配置說明21 氣蝕監視儀211介紹 在水輪機運行過程中，為了經常檢查氣蝕的詳細情況，氣泡爆炸的液體中聲音的傳播可以被安裝在表面的聲音檢測裝置所收到。這些聲音的頻率在300-600KHZ范圍內。聲

3、音檢測裝置進一步把測量的信號送到氣蝕監視儀，用以顯示各種信號。AEM（氣蝕監視儀）的特點：1） 頻率范圍從1KHZ到1MHZ；2） 參數化高通濾波；3） 3個數字顯示儀；4） 信號超出范圍有報警顯示；5） 對RMS（True RMS-to-DC Converter）和E/S(Frequency-to-Voltage Converter)輸出為0-10V，0-20MA和4-20MA；6） 如果E/S信號超過預先設定值，輸出繼電器動作；7） 箱體的地和信號的地是分開的。2多路信號傳輸分配器 多路信號傳輸分配器是使用時間分隔多路傳輸的方法，分隔時間可調整為0.5，1.0，2.0，3.0，5.0秒。可

4、在多路信號傳輸分配器箱的面板上調整，操作員也可以通過6個ON/OFF撥動式小開關選擇所需要檢查的通道。例如，如果選擇3.0秒，每個數據在裝置掃描到下一個通道前顯示3.0秒，輸出信號在3.0秒之后保持最后一個顯示值，直到下一次掃描到來，數據重新更新。而輸出信號直接送到每臺機組的效率柜。 AEM允許聲音檢波器Bruel & Kjaer 8312或8313一起在線進行水輪機氣蝕監視，并將測量結果送入自動控制系統。 3結構和功能及操作31 Acoustic Emission Monitor (AEM)技術描述312啟動或開始 AEM所使用的電源是24V/1A 的直流電源，通過電源變壓器將交流2

5、20V變為直流24V，通過直流側的小空氣開關進行電源的投切。312發光二極管（LCD）顯示三個LCD電壓計是AEM用于顯示RMS和E/S信號電壓值，也用于設定顯示值的檻值或限制值。 AEM主要用于RMS和E/S信號顯示功能，因此對于顯示的穩定性，低通濾波器用于不同時間常數是可行的。而DISPLAY DELAY低通濾波器開關可以完成這種功能，當開關打到OFF位，低通濾波器斷開，當開關打到SHORT位，低通濾波器短接，當開關打到LONG位，低通濾波器選擇長時間常數。DISPLAY LIGHT 開關用于LCD顯示的照明。DISPLAY TEST 按鈕用于試驗目的，如果按下此按鈕所有顯部分變得可見。（

6、注意：DISPLAY TEST 按鈕不能按著超過3-4秒，否則，DC提供LCD可能導致顯示屏損壞。）313放大增益（GAIN）為了允許弱信號參與計算，AEM配備有放大裝置，放大器可以通過GIAN開關選擇不同的檔位，即選擇不同的放大倍數，增益系數為1、2、4、6、8和10。信號接入LEMO時，直接連到放大器的輸入端，而信號接入BNC時，額外增加一個前置放大器（增益系數=50），再接入放大器的輸入端。314高通濾波器（HPF）為了限制頻率的范圍，AEM裝有高通濾波器，通過HPF開關限制AEM的低頻輸入。可以選擇HPF為1、10、20、50、100、150、200、300、400和500，斜率為40

7、db/十進制。315檻值電壓（THRESHOLD）通過旋轉電位計THRESHOLD，檻值電壓可以在0-12V之間精確調整，電位計電壓值被調整可通過LCD電壓表讀取，應避免主輸入信號超出，考慮DC值正比于頻率的E/S模塊顯示，其中5.00V電壓相當于500KHZ的頻率值。316限制電壓（LIMIT）通過旋轉電位計LIMIT限制電壓可以在0-12V之間精確調整，當輸入信號E/S達到LIMIT限制電壓時，勵磁繼電器發出報警信號。E/S信號是反復波動的，某一個滯后能被設定，繼電器勵磁和釋放在設備的后面有一個旋鈕（HYSTERESIS）可以調整滯后量，用這個旋鈕調整0-50%的設定限制電壓值的滯后。31

8、7輸入設備后面有兩個輸入插孔LEMO和BNC，并且有一個輸入選擇開關，有三個可供選擇的位置：LEMO、OFF、BNC。318輸出AEM的所有輸出信號都布置在裝置的后面，信號Pre、Amp、Filt、Rms、E/S和Thr 6個航空插頭。以下信號可以通過BNC輸出引出：輸出信號Pre前置放大器輸出（50×）Amp放大器輸出（1-10×）Filt濾波器輸出（fu=1KHZ-500KHZ）RmsRMS模塊輸出（0-10VDC）E/SE/S模塊輸出（0-10VDC）Thr 調整電位計的檻值電壓（0-12VDC）319過載顯示 為了避免過載和數據失真，在每個階段的前置放大器（Pre）

9、、放大器（Amp）、高通濾波(Filt)、Rms和E/S的輸出電壓通過比較器進行監視，一般允許±10V，如果超出范圍相應的Overload顯示燈就亮。這就需要試著減小放大器的倍數，以減小輸出電壓值。4氣蝕信號具體處理過程41處理過程 小浪底電廠氣蝕測量傳感器安裝在尾水管進人門處，在旁邊安裝一個端子箱，內有前置放大器。將信號送到3號機氣蝕柜內的多路氣蝕監控器，經過多路氣蝕監控器的多路輸出到氣蝕監視器（AEM），經過氣蝕監視器的處理，將E/S和RMS（有效值）輸出到多路氣蝕監控器，再分路送至各機組效率柜。經過效率柜內PLC程序處理，將最終氣蝕計算值送流量性能柜表計顯示。 多路信號分配器前置放大器探頭性能柜效率柜多路信號分配器AEM42效率柜程序內