[實用新型]水輪機空化狀態監測系統

有效

• 申請號: 202221197659.7
• 申請日: 2022-05-18
• 公開（公告）號: CN217358742U
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 林詩云;謝凱;寧峻;江斌;周全民;梁超;何峰;曹鑫源;黃超安;劉艷紅;張林海
• 申請（專利權）人: 國家電投集團江西水電檢修安裝工程有限公司;國家電投集團科學技術研究院有限公司
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G01M99/00;F03B11/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 單冠飛

本申請提出一種水輪機空化狀態監測系統，包括：傳感器層，機組狀態信號傳輸模塊，數據采集層，數據存儲傳輸層和數據分析處理層。其中，傳感器層包括水聽器、水壓脈動傳感器和振動加速度傳感器。水聽器安裝在水輪機的尾水管排水閥后；水壓脈動傳感器安裝在蝸殼出口處引壓管、轉輪上部引壓管、尾水管入口處引壓管中的至少一個位置；振動加速度傳感器安裝在水輪機的上部頂蓋上。本實用新型通過在相應位置安裝一個或多個傳感器，在不影響水輪機的正常運行的情況下，更準確地采集水輪機噪聲信號和振動信號。利用多個傳感器采集到的信號結合機組狀態信號，獲得更全面的水輪機的空化狀態參數，為提高機組運行效率和使用壽命提供更加準確的參考依據。

技術領域

本申請涉及水輪機狀態監測技術領域，尤其涉及一種水輪機空化狀態監測系統。

背景技術

水輪機是水利發電行業必不可少的組成部分，是充分利用清潔可再生能源實現節能減排、減少環境污染的重要設備。在水輪機長期運行的過程中，普遍存在空化、空蝕現象，直接關系到水輪機的效率和使用壽命。空化是導致空蝕破壞的直接原因，由于空化空蝕的長期影響，最終會導致水輪機過流部件結構損壞、運行條件惡劣，甚至嚴重影響機組效率，大幅度降低機組出力，對水輪機的安全、平穩運行帶來極大挑戰。因此，需要準確采集水輪機附近結構部件的噪聲信號和振動信號，從而實現對水輪機狀態的監測。

實用新型內容

本申請旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

本申請一方面實施例提出了一種水輪機空化狀態監測系統，包括：傳感器層，機組狀態信號傳輸模塊，數據采集層，數據存儲傳輸層和數據分析處理層，其中，

所述傳感器層包括水聽器、水壓脈動傳感器和振動加速度傳感器；其中，所述水聽器安裝在所述水輪機的尾水管排水閥后；所述水壓脈動傳感器安裝在蝸殼出口處的引壓管、轉輪上部的引壓管、尾水管入口處的引壓管中的至少一個位置；所述振動加速度傳感器安裝在所述水輪機的上部頂蓋上；

所述機組狀態信號傳輸模塊與所述數據存儲傳輸層或所述數據分析處理層連接；

所述數據采集層包括高頻數據采集模塊和中頻數據采集模塊；其中，所述高頻數據采集模塊與所述水聽器連接，所述中頻數據采集模塊分別與所述水壓脈動傳感器和所述振動加速度傳感器連接；

所述數據存儲傳輸層與所述數據采集層連接，所述數據存儲傳輸層用以與所述數據分析處理層進行通訊。

可選地，在本申請一些實施例中，所述水聽器的響應頻率范圍為0.5Hz-200kHz。

可選地，在本申請一些實施例中，所述水壓脈動傳感器的響應頻率范圍為0Hz-4000Hz。

可選地，在本申請一些實施例中，所述振動加速度傳感器的響應頻率范圍為1Hz-20kHz。

可選地，在本申請一些實施例中，所述傳感器層還包括：聲發射傳感器；其中，所述聲發射傳感器安裝在所述水輪機的尾水管人孔門上部鐵壁上；或者，所述聲發射傳感器安裝在所述水輪機的尾水管人孔門上部鐵壁，且安裝在蝸殼人孔門附近鐵壁和/或導葉連桿拐臂套筒上。

可選地，在本申請一些實施例中，所述聲發射傳感器的響應頻率范圍為20kHz-200kHz。

可選地，在本申請一些實施例中，所述傳感器層還包括：振動速度傳感器；其中，所述振動速度傳感器安裝在所述水輪機的上部頂蓋上，其中，所述振動速度傳感器的安裝位置區別于所述振動加速度傳感器的安裝位置。

可選地，在本申請一些實施例中，所述振動速度傳感器的響應頻率范圍為0.5Hz-200Hz。