机组低频振动传感器TVS-201V 水机自动化元件
 
机组低频振动传感器TVS-201V 水机自动化元件
 
TVS-201振动传感器又叫换能器、拾振器，是一种机电转换装置，振动传感器在测试技术中是关键部件之一，在日常生活中有着非常的应用。振动变送器主要用于对汽轮机、水轮机、风机、压缩机、制氧机、电机、泵、齿轮箱等大型旋转机械的振动监测。对于机壳振动，轴瓦振动，转子的不平衡、不对中，机件松动，滚动轴承损坏，齿轮损坏等原因引起的振动变化能够进行时时测量。
 
作用主要是将机械量接收下来，并转换为与之成比例的电量。主要监测旋转机械的振动情况，每种设备都有自己的振动标准，超过振动值，表明机器出现故障，所以振动传感器是起到对振动的保护作用。振动传感器分为磁电式与压电式两种，磁电式的结构简单、价格较低，但精度较差，现在常用的是压电式的传感器，测量精度较高。
 
振动传感器先感应振动加速度，经过积分得到速度，二次积分得到位移，但加速度和位移会受频率的影响，同时振动标准称为振动烈度，也就是振动速度的有效值，所以，通常监测振动速度。
 
技术参数：
 
灵 敏 度： 20mv/mm/s±5% 30mv/mm/s±5%、 50mv/mm/s±5%
 
频率响应： 5～1000Hz
 
自振频率： 10Hz
 
测量范围： 1、0～10mm/s 0～20 mm/s 0～50 mm/s
 
2、0～100um 0～200um 0～500um
 
信号输出： 标准电流4～20mA （如用户未申明，出厂以二线制为准）
 
输出阻抗： ≤500Ω
 
安装方式：垂直或水平安装于被测振动源上
 
使用环境：温 度 -40℃～65℃ 、相对湿度≤90%
 
振动传感器是一种用于检测物体振动的传感器，通过检测振动的大小和频率来估计物体的振动状态。它的主要原理是检测物休振动对应的变化，并将信号发送出去。振动传感器的检测原理主要分为两种，一种是电容式振动传感器，另种是电阻式振动传感器。水电厂水轮发电机自动化元件是主机及辅助设备的逻辑控制、监控的设备，也是水电厂实现综合自动化、运动及计算机控制的基础，自动化元件的配置与优化是水电厂综合自动化系统重要环节，是水电厂综合自动化系统成败的关键，尤其是在计算机监控技术的长期发展和广泛应用的今天，基础自动化元件选型配置的不合理，直接导致水电厂综合自动化系统出现“四肢简单、头脑发达”的问题。因此，自动化元件的配置、选型和运行维护一直是所有水电厂自动化设计、开发和运行维护人员所关注的热点。
 水电厂自动化元件作为整个综合自动化系统的基础，其造型、配置应以工作长期稳定可靠、灵敏度高、结构简单、运行维护方便为原则，同时应结合电厂的各种介质特点、设备运行方式、控制方式等因素综合考虑。
 

 随着水电厂运行方式的不断深入，“无人值班，少人值守”乃至“无人值守，关门运行”已成为发展趋势，对水电厂综合的自动化系统提出了高的要求。同时综合自动化元件的配置也增加了新的内容。笔者经过长期对国内外自动化元件的了解并结合所在电站的自动化元件选型经验浅谈自己的看法，供各位同行参考。
 总体来说，水电厂基础自动化元件可以为自动化执行元件和自动化监测（发信）元件两大类。自动化执行元件主要是各类介质的电磁阀，这类元件比较单一，生产厂家也很多。但总体来说，进口产品较国内产品在制造工艺、使用寿命等方面有较大的优势，可根据实际情况选择合适的厂家的产品，本文不进行专门讨论。
 自动化监测（发信）元件主要是用来监视机组本体及油水风辅助系统的温度、转速、压力、液流、液位、位移等参数，在机组程序自动化控制中执行某一给定任务，并实现越限报警，这一类自动化元件主要包括：振动信号、转速信号、流量信号、压力信号、液位信号、温度信号、剪断销信号、导叶位置信号及位置信号等。
 振动是水电机组较为常见的问题，它的分布也较为广泛，机组从上到下，从转动部件到固定部件均可能发生振动。较大的振动直接影响着机组的运行，因此它是评定机组运行质量的一个重要指标。从振动理论上讲，振动由三个参数来表征，即幅值、频率和相位。振动幅值表征振动大小，振动频率表征振动产生的原因，振动相位表征振动方式，但通常在振动监测中只监测振动幅值，而很少监测频率和相位。国内仪表生产厂家又由于普遍存在规模小，生产设备落后，同时又缺乏必要的监测设备，特别是绝对振动的测量根本无法满足要求，监测仪表实际上成了一种摆设。从国外的情况来看，也并非是所有生产厂家的产品都能使用，主要原因是水轮发电机组的振动频率较低，目前比较适合水电机组使用的公司有两家，一家是德国的SCHENCK公司，另一家是瑞士的VM公司。其主要特点是低频性能好，传感器和前置器一体化,系统构成灵活，用户可根据测点多少选择单元数量，功能上是分级的，从国内外的实际使用情况来看二次仪表和专用软件由国内厂家供货比较合适，这是因为：(1) 国外厂商的售后服务价格非常昂贵；(2) 国外专用软件升级周期较长；(3) 国外软件汉化界面不理想。
 转速测量是水电机组重要的参量之一，它与调速、励磁、同期及控制系统等直接关联，如果转速测量系统发生故障，将会直接影响整个系统，甚至危及设备，这一点对于“无人值班”电站就显得重要。
 以前国内转速测量通常有残压测频和同轴联接的机械过速开关二种，按供货习惯通常由主机厂配套提供，而主机厂本身并不生产这些产品，所以元器件几乎都是从市场上购买的，其结果是残压测频转速信号器由于抗干扰能力差而频繁发生误动。而机械过速开关也由于误差太大、调试不方便（调定值时要反复的进行机组过速，对机组机械部分寿命不利）而无法正常投入使用。
 目前国外转速测量通常有两种方式，一种是齿盘测速，另一种是发电机残压测频。当机组转速大于80%nr（nr为额定转速）时，调速器自动选择发电机残压测频通道来测量机组的频率。齿盘安装在主轴上，同时设有两个电气独立的测速探头，把测得的信号通过各自的转速传感器变成具有一定幅度的方波脉冲输入调速器中，调速器经过计算处理求出转速值。这两个探头同时测量，一方面可以补偿由于水轮机大轴移动（在轴承限制范围内）引起的误差；另一方面，通过比较两个环节测得的转速值，可以监视转速传感器是否正常工作。残压测频是通过发电机端PT来测量发电机的残压，然后把测得的残压通过隔离、限制和滤波，后输入到调速器中。机组控制所需的转速信号器都由调速器的微处理机产生，通过转速继电器以开关量的形式输出。转速继电器的设定值可以通过PC机或LCD终端键盘上的+/-按钮来调整。
 而我国的大多数电站都习惯采用独立的测速装置，现在国内的测速装置也大致可分为齿盘测速和发电机残压测速两种。装置本身根据其原理又有PLC型和单片机型两类。但不管是哪种形式的装置，都提供了较为丰富的功能，除了传统的开关量输出，还包括转速的LED显示、转速模拟量的输出、与机组监控系统的通讯接口等，也可以通过面板方便的设置各种参数。