传感器在小浪底水电厂中的应用案例(2)

6　速度的检测

速度传感器是一种将速度信号转变成电信号的传感器，既可以检测直线速度，也可以检测角速度，常用的有测速发电机和脉冲编码器以及齿盘测速等。

在小浪底水电厂中，采用齿盘来测量发电机的转速。齿盘安装在发电机延伸轴的法兰上，速度信号直接从水轮机的转动轴上获取，是一种理想的速度输入信号。齿盘速度信号不受发电机残压的限制，也不受非周期杂波的干扰，比PT信号具有更高的可靠性，另外，齿盘测速装置还具有高可靠的零转速（蠕动）检测功能。小浪底电厂齿盘齿数为56齿，额定转速为107.1RPM，探头脉冲频率为100Hz，产生的脉冲信号直接输入到速度传感器模块。

但齿盘测速也有其缺点，一是增加了硬件的成本和软件的复杂性；二是由于加工精度的局限性，齿盘上齿与齿之间的距离不可能完全相等，或者说齿距不可能完全均匀。对于高灵敏度的速度传感器，它是通过扫描齿与齿之间的时间来计算速度的，即使机组实际转速没变，齿与齿之间不同的间隔就会反应出速度的变化，从而产生干扰信号；三是接近开关碰撞容易损坏。

7　流量的检测

流量传感器是一种将流量信号转变成电信号的传感器。常用的主要是电磁流量计和流量开关。

电磁流量计是利用法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流量的仪表。电磁流量计的测量通道是一段无阻流检测件的光滑直管，因不易阻塞适用于测量含有固体颗粒或纤维的液固二相流体，它不产生因检测流量所形成的压力损失，仪表的阻力仅是同一长度管道的沿程阻力，对于要求低阻力损失的大管径供水管道最为适合。所测得的体积流量，不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率（只要在某阈值以上）变化明显的影响。

小浪底电厂技术供水系统中在检测上导、推力、下导、水导轴承冷却水管道的流量上应用了大量的电磁流量计，将检测到的流量信号转变成4-20mA的电信号，以计算出相应的水的流量。但流量计在安装上有一定的要求，此外不能测量电导率很低的液体，如油的流量。

小浪底电厂还配备了一些流量开关，当流量大于或是低于某一设定值时，触点就会动作，并将信号发送到相应的控制回路。

8　油混水的检测

油混水传感器是一种用于测定油混水或油积水的电容式传感器。用于检测水轮发电机组自动化控制油系统中混入回油箱或漏油箱内水的含量，还可广泛作为油箱中油混水或油积水的检测。

油混水传感器置入被测介质中，当油中混入水后，介质值发生变化，传感器输出相应电信号。传感器送出的信号进行处理后，油中0-100％含水率转化成相对应4-20mA输出。

油混水传感器安装在小浪底水电厂上导、推力、下导、水导轴承四部导轴承的油槽中用以检测油槽中水的含量，防止出现水淹水导或是油槽中用来冷却油的水管发生破裂。但在实际的应用中，油混水的精度需要进一部提高，误报警时有发生。

9　发电机摆度和振动的检测

电涡流传感器用来检测水轮发电机组上导、下导、水导、大轴的摆度，它实际上是一种位移传感器，依靠探头线圈产生的高频电磁场在被测表面感应出电涡流和由此引起的线圈阻抗的变化来反映探头与被测表面的距离。

检测水轮发电机组的上机架、下机架、定子铁芯、定子机座以及顶盖和尾水管振动的传感器是一种速度传感器。常用的速度传感器为具有弹簧-质量系统的磁电式传感器，它测量是被测物相对于地面的绝对运动。

振动和摆度的测量在小浪底水电厂中得到充分的应用，测量摆度有被测物X方向和Y方向，测量振动有被测物轴向和径向振动。通过采集水轮发电机组摆度和振动的数据可以检测顶盖和尾水管中的压力脉动、机组转动部分的机械不平衡度以及转子中心与机组中心是否偏移而引起电磁力不平衡等，从而机组在转动过程中的健康状态通过振动和摆度的测量得到充分的体现。随着科学技术的发展，现在振动、摆度的检测是水电厂状态检修中重要组成部分。通过机组的状态检修大大提高了机组的使用效率。