三路齒盤測(cè)速裝置ZKZ-3S轉(zhuǎn)速監(jiān)控裝置
三路齒盤測(cè)速裝置ZKZ-3S轉(zhuǎn)速監(jiān)控裝置
ZKZ-3S型轉(zhuǎn)速監(jiān)控裝置接齒盤脈沖傳感器和電壓互感器信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)組轉(zhuǎn)速，儀表可顯示實(shí)際轉(zhuǎn)速值，轉(zhuǎn)速 比，發(fā)電機(jī)頻率等參數(shù)，輸出12路開關(guān)量和1路模擬量。儀表只結(jié)電壓互感器信號(hào)，通過(guò)殘壓測(cè)頻方式，監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)速，儀表結(jié)1路脈沖信號(hào)和電壓互感器信號(hào)，通過(guò)齒盤+殘壓測(cè)量方式，監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)速，儀表結(jié)2路脈沖信號(hào)和電壓互感器信號(hào)根據(jù)脈沖傳感器探頭安裝位置，可監(jiān)測(cè)常規(guī)機(jī)組或抽水儲(chǔ)能機(jī)組（水泵水輪機(jī)），監(jiān)測(cè)常規(guī)機(jī)組，2只探頭安裝在任意2齒的中心，儀表同時(shí)采集3路輸入信號(hào)，根據(jù)3取2的計(jì)算原則進(jìn)行監(jiān)測(cè)，具有很高的可靠性，監(jiān)測(cè)抽水蓄能機(jī)組（水泵水輪機(jī)），2只探頭嚴(yán)格按圖5所示安裝，儀表對(duì)2只探頭位置進(jìn)行邏輯判斷，從而識(shí)別機(jī)組大軸正反轉(zhuǎn)。速度傳感器是一種將速度信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的傳感器，既可以檢測(cè)直線速度，也可以檢測(cè)角速度，常用的有測(cè)速發(fā)電機(jī)和脈沖編碼器以及齒盤測(cè)速等。
在小浪底水電廠中，采用齒盤來(lái)測(cè)量發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。齒盤安裝在發(fā)電機(jī)延伸軸的法蘭上，速度信號(hào)直接從水輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上獲取，是一種理想的速度輸入信號(hào)。齒盤速度信號(hào)不受發(fā)電機(jī)殘壓的限制，也不受非周期雜波的干擾，比PT信號(hào)具有更高的可靠性，另外，齒盤測(cè)速裝置還具有高可靠的零轉(zhuǎn)速（蠕動(dòng)）檢測(cè)功 能。小浪底電廠齒盤齒數(shù)為56齒，額定轉(zhuǎn)速為107.1RPM，探頭脈沖頻率為100Hz，產(chǎn)生的脈沖信號(hào)直接輸入到速度傳感器模塊。但齒盤測(cè)速也有其缺點(diǎn)，一是增加了硬件的成本和軟件的復(fù)雜性；二是由于加工精度的局限性，齒盤上齒與齒之間的距離不可能相等，或者說(shuō)齒距不可能均勻。對(duì)于高靈敏度的速度傳感器，它是通過(guò)掃描齒與齒之間的時(shí)間來(lái)計(jì)算速度的，即使機(jī)組實(shí)際轉(zhuǎn)速?zèng)]變，齒與齒之間不同的間隔就會(huì)反應(yīng)出速度的變化，從而產(chǎn)生干擾信號(hào)；三是接近開關(guān)碰撞容易損壞。
水輪發(fā)電機(jī)而言，由于發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)有通過(guò)增速器、柱銷聯(lián)軸器聯(lián)接和剛性直聯(lián)兩種方式，相應(yīng)地軸承的布置也有所不同。
發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)通過(guò)行星齒輪增速器、柱銷聯(lián)軸器聯(lián)接該方式下，水機(jī)側(cè)設(shè)置2付徑向瓦以支撐水機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的重量，1付正、反推力瓦，以支撐正、反水推力；發(fā)電機(jī)側(cè)設(shè)置2付徑向瓦以支撐發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的重量及單邊磁拉力。考慮到柱銷聯(lián)軸器中的尼龍柱銷在傳遞力矩時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的變形，從而產(chǎn)生附加的軸向力，需在發(fā)電機(jī)側(cè)前徑向軸承中設(shè)置止推結(jié)構(gòu)。
發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)剛性直聯(lián)該方式下，水機(jī)側(cè)設(shè)置1付徑向瓦以支撐水機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的重量；發(fā)電機(jī)側(cè)設(shè)置1付正、反推力瓦，以支撐正、反水推力，2付徑向瓦以支撐發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的重量及單邊磁拉力。
潤(rùn)滑參數(shù)的確定由于軸伸貫流機(jī)組轉(zhuǎn)速較低、軸系較長(zhǎng)、負(fù)荷較大、軸系變形較大、軸頸周速較低(通常在3～5m/s)，軸承潤(rùn)滑設(shè)計(jì)的困難在于油楔效應(yīng)差，油膜自身動(dòng)壓能力低。機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的小油膜厚度小，啟停機(jī)時(shí)油膜不易形成。
按有關(guān)資料介紹，軸頸周速小于10m/s，宜考慮采用動(dòng)靜壓復(fù)合軸承，即在啟動(dòng)和停機(jī)過(guò)程中，當(dāng)轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速的60％以下時(shí)，投入靜壓油，而正常運(yùn)行時(shí)則依靠動(dòng)壓潤(rùn)滑。這樣須在供油系統(tǒng)中提供靜壓供油管路，從而使管路復(fù)雜，裝置的可靠性較差。
為此在潤(rùn)滑計(jì)算時(shí)注意了軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)潤(rùn)滑參數(shù)的影響，如適當(dāng)增大軸頸以增大軸頸周速，同時(shí)通過(guò)對(duì)軸承的一些基本參數(shù)如相對(duì)間隙ψ、單位比壓p、周向偏心e、徑向偏心β、長(zhǎng)寬比1/b、填充系數(shù)k等的佳匹配.
采用合理的支撐結(jié)構(gòu)，在許多機(jī)型上取消了靜壓油減載裝置。現(xiàn)在已基本掌握了同類機(jī)型小油膜厚度的計(jì)算值與實(shí)際值之間的關(guān)系。當(dāng)然，在有些機(jī)組的設(shè)計(jì)中，即使采取了必要的措施后，小油膜厚度的設(shè)計(jì)值仍達(dá)不到所需的安全倍數(shù)，則宜采用動(dòng)靜壓復(fù)合軸承。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)由于機(jī)組軸線長(zhǎng)達(dá)10余米，軸承自重較常規(guī)臥式機(jī)組重許多，導(dǎo)致安裝后軸承撓度較大，運(yùn)行時(shí)軸承位置較靜態(tài)時(shí)有顯著變化。因此，軸承支撐位置、載荷、軸承的pv值選擇及機(jī)組的封油、封水結(jié)構(gòu)等應(yīng)作為一個(gè)整體來(lái)重點(diǎn)統(tǒng)籌考慮。
水輪機(jī)導(dǎo)軸承采用具有球形支承面的外循環(huán)油潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承。軸承由軸瓦和軸承體兩部分構(gòu)成，分半結(jié)構(gòu)。在軸承體外設(shè)有前后油盆，軸承體下部的球面，與軸承座的球面相互配合在一起。軸承座安裝在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)內(nèi)環(huán)的法蘭上。
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