水电站综合测试系统技术要求

水电站综合测试系统技术要求————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2泵站、水电站综合测试系统技术要求1. 配置目的本综合测试系统主要用于泵站、水电站机组的综合测试和过程分析。

2. 测试项目要求能进行以下项目的检测：（1）频率测量可进行残压测频，由测频PT二次电压（0.2～100V）或低压机组机端（0.2～400V）输入信号，考虑甩负荷时的电压上升率，要求在电压为0.2～1000V的范围内，测量机组频率，精度为±0.005 Hz。

（2）变频信号输出系统具有高精密变频信号发生器，能提供方波和正弦波变频信号输出。

频率范围为0.5Hz～200Hz可调。

电压幅值在5～24V内不限（均能满足使用要求，但必须能稳定在该确定的幅值）。

在0.5Hz～200Hz频率变化范围内，要求精度为±0.005 Hz。

（3）调速器试验调速器共有6个试验项目：接力器启闭规律、静特性、协联、接力器不动时间、三分钟转速摆动、空载扰动。

接力器启闭规律试验：应能同时记录4个以上的接力器启闭规律。

对于分段关闭接力器，应能计算某一接力器启闭过程中拐点位置、各段启闭时间。

对于直线关闭的接力器，应能计算75%～25%开度间的关闭时间。

应能计算该接力器在开始动作、拐点、动作完成时其它接力器开度。

静特性试验：要求能用一元线性回归法计算转速死区ix、线性度误差ε和永态转差系统bp，并生成静特性曲线。

试验中变频步长、每个频率停留时间、变频速度应均可修改。

协联试验：要求能记录不同接力器（如导叶～桨叶、喷针～折向器）协联曲线，并根据导叶～桨叶协联关系，绘制导叶直线开启过程中桨叶的动作曲线。

接力器不动时间测试：要求能在25%甩负荷过程中，测量调速器的接力器不动时间Tq。

另外，也能采用阶跃法测Tq。

三分钟转速摆动试验：要求能测录并计算出机组三分钟转速摆动值。

空扰试验：要求能测录并计算空扰过程中扰前、扰中、扰后频率，计算扰动量、超调量、超调次数和调节时间。

（4）励磁试验励磁试验共有7个试验项目：空载试验、短路试验、短路比计算、电压～频率特性试验、起励试验、灭磁试验。

空载试验：记录发电机在空载额定转速下机端电压Uf和励磁电流ＩL之间的关系曲线。

短路试验：记录发电机在出口三相短路情况下，定子电流If和转子电流ＩL之间的关系曲线。

短路比计算：调入空载试验结果和短路试验结果，计算短路比，并将空载试验、短路试验图形及短路比计算结果输出到同一波形图。

电压～频率特性试验：录制发电机在空裁运行时，转速在47～52HZ变化范围内F0和Uf变化曲线，按频率每变化0.5Hz一组数据，输出到Excel文件。

起励试验：录制起励曲线并计算发电机稳态电压Ufs、电压波动次数、超调量Mp和调节时间Ts。

灭磁试验：录制灭磁曲线并计算励磁系统灭磁前的励磁电压、反向励磁电压、反向电压倍数和灭磁时间T。

（5）机组过速试验要求记录机组过速时的振动值（4个通道）、主轴摆度值（3个通道）、机组频率、接力器开度（4个通道），并能计算振动、摆度最大值，计算某一接力器开始动作时机组频率、试验过程中的最高频率。

（6）甩负荷试验要求记录甩负荷过程中选定通道的测量值，并根据选项决定是否在试验过程中显示该通道波形图，或计算某一通道的数据。

选项有：甩负荷时是否测量该通道，是否显示该通道，该通道测量值的初始值、最大值、最小值、终了值、上升率、动作时间、波动次数。

该选项参数可保存、可调用，在下一个甩负荷试验时默认自动调用上一个甩负荷时的参数。

甩负荷记录采样量应至少为两台机联甩试验的全部采样量，并有4台机联甩负荷时的主要采样量接口（机组转速、水压、接力器动作、电动机和发电机的电压等）。

（7）动平衡试验要求记录机组空载时各部位振动、摆度值，并计算配重部位和重量。

（8）调保计算根据电站、泵站的管路系统布置情况（如管长、衬砌材料、设计流量等参数）以及机组转动惯量，初步计算甩负荷过程中的水压、机组转速上升规律，画出单机、多台机组甩任意负荷时水压、转速沿时间轴变化曲线。

此曲线应该有鼠标停留点的具体水压、转速，便于我们进一步分析。

现场试验时，应能根据单机甩低负荷（如单机甩25%额定负荷）情况，重新修正实际流量和实际机组转动惯量等参数，计算甩两台机组、三台机组及多台机组时，甩其它任意负荷时蜗壳或压力管道的最大压力计算值，并能绘制曲线。

通过前一次甩负荷试验修正后，后一次理论计算值应更能接近实际情况。

在高扬程泵站，当水泵突然停机、出水阀门关闭过程中，最高压力不一定落在阀门这个位置，该软件应能计算整个流道的压力分布情况，并画出各处最高压力分布曲线。

3. 硬件要求水电站、泵站机组综合测试系统硬件部分应包括通道数据采集（下位机）一套、数据显示分析（上位机）一台、各类传感器等三部分内容。

（1）数据采集（下位机）数据采集（下位机）用于测量并记录各通道的采样值，并将之传送至上位机。

一般试验项目，要求能同时测量并记录32个或以上通道的采样值，每个通道扫描频率不小于10次/秒。

特定试验项目（如摆度测试、动平衡试验及接力器不动时间测量），要求能同时测量并记录4个或以上通道的采样值，通道扫描频率应能达到2000次/秒。

试验数据可以在试验过程中同步传送至上位机，也可以抽取上位机所需要的显示通道部分传送，其它数据待试验结束后一起传至上位机，此时下位机应考虑一定存储量。

下位机工作电源采用直流电源，正常工作时以交流稳压电源为主，蓄电池（推荐采用笔记本电脑电池）作为备用。

备用电池应能满足4小时以上的最大工作容量。

（2）数据显示分析（上位机）数据显示分析（上位机）采用笔记本电脑，最低配置：英特尔®酷睿™双核2处理器T7700 (2.4GHz/800MHz前端总线/4MB缓存)，正版Windows XP（或Vista）操作系统，4GB 双通道667MHz DDR2 SDRAM内存，160G硬盘，可刻录光驱。

配制数据采集（下位机）中所有测试项目的计算分析软件和图形软件，并便于保存和调用。

（3）传感器传感器类别及数量要求见下表。

序号类别数量单位测量范围系统精度1 水压2 只0～0.60MPa 0.5%2 水压 2 只0～1.60MPa 0.5%3 水压 2 只0～2.50MPa 0.5%4 水压 2 只0～5.00MPa 0.5%5 位移(拉线式) 2 只0～0.2m 0.5%6 位移(拉线式) 2 只0～0.5m 0.5%7 位移(拉线式) 2 只0～1.2m 0.5%8 振动(位移双幅值) 4 只0～1.0mm 0.1%9 主轴摆度 3 只0～2.0mm 0.1%10 频率 2 套0～200Hz 0.005 Hz11 直流电压 2 只0～200V、0～400V、0～600V三档可调0.5%12 交流电压 2 只0～150V、0～1000V两档可调0.5%13 直流电流 2 只0～1000A，配互感器0.5%14 交流电流 2 只0～1001A，配互感器0.5%注：系统精度指综合测试系统所记录的值与真实值之差。

4. 软件要求（1）软件安装与版本升级软件应便于安装，能保证5年内免费升级，确保能在最新通用操作系统中运行。

（2）试验参数输入和实时监测每个试验项目均能在上位机进行试验参数输入，并有试验参数记忆功能，下次试验时不需重复输入。

试验时各通道参数实时显示，根据选择要求实时显示所选通道波形图。

（3）试验记录保存试验各项参数、记录应在试验结束后自动保存。

应提供将记录转化为Excel文件及将Excel文件转化为试验记录的功能，以便于分析调用。

（4）打印输出每一测试结果（包括参数和波形图），均能根据操作系统默认方式进行打印输出。

打印前，测试参数和波形图应能人工修改。

（5）通道率定通道率定是指对测量装置的通道信号名称、单位、量程、显示小数点位数、变比进行定义，做成一个表格文件形式存在硬盘上（称为通道率定表），根据通道率定表，将某通道的采样值计算出它的实际测量值，同时还可以在计算结果中打印出它的信号名称和单位。

需配置一个主率定表，主率定表就是当前试验用的率定表。

率定表的修改需确认。

（6）通道显示实时显示主率定表中已率定通道的率定参数、采样值、当前测量值，刷新时间大约为1/10秒—1/5秒，可以实时监测各通道的信号情况，用于观察传感器的工作稳定性和它的大致精度。

5. 其他要求（1）使用条件综合测试系统应能在水电站、泵站现场恶劣条件下正常工作，确保：①系统具有抗干扰和防辐射能力，各传感器能在远距离信号传送过程中无毛刺、不失真；②接力器行程、水压、机组摆动、机组振动测量传感器可能处于高湿度的工作环境中，要有防潮、抗水能力。

（2）重量要求轻便，其中下位机（包括电源、电池）重量不超过8kg。

（3）防护上位机、下位机及传感器均具有铝合金外壳保护和减振措施，以避免运输途中振动和撞击对仪器的损伤。

（4）接口及电缆提供各类接口备件，每类不小于1/5的总数量且不小于2个。

提供每个传感器与下位机之间连接电缆，长度为30m。

提供下位机与上位机之间的通讯连接两组，长度为2m。

（5）装箱所有仪器、设备及电缆均应装箱，箱子坚固、轻便、美观，并易于搬运。