Intelligent Monitoring and Diagnosis System for Large Generator Stator Winding End Vibration
admin
2022-09-16
大型发电机定子绕组端部振动智能监测诊断系统
Intelligent Monitoring and Diagnosis System for Large Generator Stator Winding End Vibration
技术编号
HLJ-005
提供单位
哈尔滨电机厂有限责任公司
技术大类
资源能源利用技术
联系人
张婷婷
技术类型
全生命周期资源节约和循环利用技术
电话
13946111447
邮箱
zhangtt@hec-china.com
适用范围
制造与电力行业,用于发电机定子绕组端部
推荐单位
哈尔滨市科学技术局
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技术简要说明本技术基于光学原理、振动原理,运用模态分析、小波分析、傅立叶分析、相关性分析等多种分析方法设计在线监测系统。本技术通过直接监测定子绕组端部的振动幅值,反映出一般的电气监测和外部部件振动监测反映不出的危险的振动变化,及时了解机组定子绕组端部振动状态,对逐步或突然恶化的异常变化及早预警。本技术具有根据相关部件振动状态进行智能诊断定位故障源,预测故障趋势等特点。关键设备为定子绕组端部振动在线监测系统。
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技术提供方哈尔滨电机厂有限责任公司
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技术主要指标信息由传感器、现地采集单元等组成,总功率330W。采样率5KHz,24位A/D,传感器频响范围5-650Hz;量身定制。
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商业应用情况0
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希望在技术转移过程中得到的帮助/支持
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商业应用单位联系人/电话/邮箱
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设备投资小规模工程,主要设备为定子绕组端部振动监测系统,包含传感器件、采集单元及附属配件、上位计算机系统及附属配件,一次性投入55-65万元,已有工程进行改造需要投入传感器件与采集单元及附属配件,投入50万元。
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年运行维护费用系统正常运行时,需要产生电费,由于系统除工控机外均是采用的低功耗器件,包含计算机系统在内每日耗电量为8kW/h。设备折旧费按售价的0.5%/每年、修理费0.1%/每年、管理费0.1%/每年。
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投资回收期累计的经济效益等于最初的投资费用所需的时间是次年既能达到。以电厂为例,项目规模为小规模,投资总额度为50-60万元,加装系统运行一段时间,可设定为6个月后,发现振动逐渐异常,为此到次年小修时打开端盖进行维护,机组拆装等费用20万、停机时间为小修正常停机时间可按无经济损失计算,小修维护费用10万元,加上在线监测系统成本50万元,合计100万元。如果没装监测系统,则无法发现发电机组一出现异常,正常小修基本不会发现异常,随着机组运行,振动异常加剧,内部损坏愈加严重,等到大修时发现,维修成本会超过500万元,甚至达到1000万元以上,由此可计算出,投入加装在线监测系统后,第二年即可回收实际投资成本。
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附加效益机组在未使用本技术之前,无法通过外部振动监测元件监测机组内部定子绕组端部振动情况,一旦出现端部绝缘损坏、固定结构发生松散等情况,导致振动状态异常趋势时,将无法提前预知,有可能随着振动状态的逐渐或者突然恶化会导致恶性事故。而加装本系统后,可实时监测定子绕组端部振动状态,及时预警及早检修,避免造成端部结构的严重损坏。轻微损伤需要更换部件以及结构的处理,严重的需要更换全部线棒,从而产生安装费用、人工费用、材料费用、时间成本、停机造成的经济损失,普通维修费用为100百万左右,严重损失费用达到1000万,为此加装在线监测设备后,一旦产生异常,在异常初期即可进行维护,而无需发展成严重事故时才知情维修,为此大小修差异既可节省费用900万元左右。
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综合效益本技术的传感器件应用于水轮发电机组与汽轮发电机组的发电机本体内,采集部件属于光学、电学元器件,对环境不造成任何影响,为此具有很好的环境效益。由于采用本技术后,能够及早预警定子绕组端部振动状态的异常,在导致事故产生的基础因素未形成恶劣影响之前,就进行检修处理,避免了事故的发生,减小机组运行隐患,为机组的安全运行提供了有力保障,为此节约产生严重事故后的维修费用、停机损失费用等费用可达1000万元级别。工程规模属于电厂内部小型设备。
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障碍对技术转移影响等级0
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提交日期2020/12/23
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技术成熟度该技术成熟度等级为高级。本技术运用模态分析、小波分析、傅立叶分析、趋势分析、相关性分析等多种分析方法进行系统设计、故障诊断分析,并形成智能诊断算法,提供全生命周期的维护。该技术目前的市场普及程度适中,随着电力与制造行业的飞速发展,机组容量随之增加,端部振动异常情况也随之增加,因定子绕组异常振动而造成的事故频出,为此,加装定子绕组端部振动在线监测系统的电厂大幅度增加。目前本技术的工艺路线、设备及系统集成均已达到完善程度。
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技术适用性与使用条件技术适用于电力行业水电、火电运行单位。该技术成果技术如果运用在在役机组中,在其安装过程需要机组临时停运拆掉端盖加装传感器件与转换部件。而新机组则不受这种特定条件的限制。不需要进行系统培训,安装、使用和维护方便。
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技术稳定性该技术在工程运行过程中能保持稳定,对环境、技术参数等干扰不敏感。使用耐用程度高,使用寿命为长期,其中传感器件损坏更换后不影响系统使用寿命,传感器件可使用至损坏为止。
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技术安全性该技术应用中不会发生二次污染、由于采用光纤类传感器,探头及连接部件无任何金属器件,可用于易燃易爆的充氢等恶劣环境中。因为本项目中的元器件,既可以采用国外优质产品,又已完成国产化转化,可以采用国产优质产品,为此不存在上游资源限制、配套设施不完善等系统风险。目前由于机组容量逐渐部增加,端部振动故障也相应的日趋频繁,为此在价格合理的情况下,易被市场接受。
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技术转移推广障碍0
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知识产权转让具有国内自主知识产权,已申报两项发明专利,一项实用新型专利;技术拥有方为国有企业、中央企业;本技术有两种设计方案,其一为采用国外知名品牌进口传感器器件作为系统的采集元器件,其余部件均为国产化产品,另一种采用全国产化产品,关键技术、工艺、设备全部部件均已国产化;技术拥有方无技术转让意愿,不进行技术转让,但国内以及企业内部给与的政策途径通顺,可以进行市场拓展的合作。