JPH04315016A - 回転機械用振動異常監視装置 - Google Patents

回転機械用振動異常監視装置

Info

Publication number
JPH04315016A
JPH04315016A JP3079069A JP7906991A JPH04315016A JP H04315016 A JPH04315016 A JP H04315016A JP 3079069 A JP3079069 A JP 3079069A JP 7906991 A JP7906991 A JP 7906991A JP H04315016 A JPH04315016 A JP H04315016A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
reference value
shaft
abnormality
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3079069A
Other languages
English (en)
Inventor
Masatoshi Ando
安 藤 雅 敏
Takeshi Arai
新 井   武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP3079069A priority Critical patent/JPH04315016A/ja
Publication of JPH04315016A publication Critical patent/JPH04315016A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Emergency Alarm Devices (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水力発電所等で電力を
発生させる発電設備として使用される水車やポンプ水車
等の水力機械や、これに結合されて運転する発電機の異
常振動を監視して、重大事故を未然に防止するための回
転機械用振動異常監視装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、水力発電設備は、一般に高速、大
容量化の一途をたどり、ここで使用されるポンプ水車や
水車等の水力機械や発電機は、高速、高圧及び高荷重下
での苛酷な運転にさらされるに至っている。しかも、電
力需要の要求に応じて、素早い起動停止と種々の負荷条
件の下で運転される状況下にあり、安定した電力供給の
ために高い信頼性が要求されている。
【0003】従って、保守点検を確実に行って事故を未
然に防止する必要があり、この要求に答えるため、定期
的に機械を停止して外観検査や非破壊検査、分解点検等
が一般に行われているが、異常の種類によっては点検か
ら次回の点検までの合間に損傷を起こし、重大事故に結
びつく危険性を含んでいるものもあるのが現状である。
【0004】このため、上記の保守点検に加えて運転時
の軸振動等を測定し、この大きさを監視してある大きさ
以上の軸振動になった時に警報を発生させる等の対策が
一般に採用されている。
【0005】図9は、このような従来装置に係る立軸形
回転機械の概略構成図であり、水車運転時又はポンプ運
転時の双方の場合に用いられるランナ7と発電機ロータ
6とが回転軸1によって結合されている。この回転軸1
は、合計3個のガイド軸受すなわち上部ガイド軸受2、
下部ガイド軸受3、水車ガイド軸受4によって回転自在
に支持されている。なお、5はスラスト軸受である。
【0006】これら各ガイド軸受の近傍には、一対の非
接触式軸振動プローブ(ギャップセンサ)PX ,PY
 が、図8に示すように、互いに90°の角度をなす位
置に配設されている。
【0007】このプローブPX ,PY からの電気信
号は、図示を省略した変位計により、図9の右側に示す
ような軸振動の電気信号に変換される。そして、これら
の最大振動振幅A1 ,A2 ,A3 が測定され、こ
れらのいずれかが一定値以上となったときには振動異常
の警報が発せられていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水力発
電用の回転機械は種々の条件下で運転されており、単に
最大振動振幅量の値を監視するだけでは、正確に振動異
常を検出するのは困難であった。
【0009】また、機械が劣化したり損傷を起こした状
態で軸振動が発生するような場合には、一般に劣化等の
進行につれて軸振動も増加する場合が多い。したがって
、機械の異常を監視する場合には、軸振動の大きさに加
えこの増加傾向を監視することによって振動異常を早期
に検出することができると考えられる。
【0010】ところが、前述の如く水力発電の水車やポ
ンプ水車等の水力機械及び発電機は、電力需要に応じて
種々の負荷条件で運転され、これらの水力機械及び発電
機の軸振動は、負荷条件や水の落差、及びポンプ運転、
発電運転、調相運転等の種々の運転状態等の運転条件に
よって正常時の軸振動値が異なっている。
【0011】このため、上記従来例のように、単なる軸
振動値を測定しこの大きさのみを監視する方法では、運
転条件の変化による軸振動の変化と、異常の発生及び劣
化の進行に伴う軸振動の増加とを区別しにくくなってお
り、軸振動の異常の判別が一層困難となっていた。
【0012】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、水力発電所の回転機械の各種運転状態の軸系の状
態を正確に把握し、運転状態に異常が発生したときには
、より早く且つ確実にこの状態を発見し、重大事故を未
然に防止することが可能な回転機械用振動異常監視装置
を提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するための手段として、ガイド軸受に支持されて回転す
る回転軸に臨んで取付けられ、該回転軸の振動状態を検
出する振動検出手段と、前記振動検出手段からの検出信
号に基いて、前記回転軸の最大振動振幅量、軸偏心量、
及び前記ガイド軸受との間の最小ギャップ量などの振動
状態量を演算する振動状態量演算手段と、前記演算され
た各振動状態量を、それぞれにつき予め設定されている
各判定基準値と比較し、いずれかの振動状態量がその判
定基準値以上となったときに異常信号を出力する振動異
常判定手段と、前記振動異常判定手段からの異常信号に
基いて警報信号を出力する警報信号出力手段と、を備え
た構成としてある。
【0014】また、上記構成においては、さらに、振動
異常判定手段が、回転機械の運転条件に応じて判定基準
値を変化させる判定基準値可変手段を有する構成とする
ことができる。
【0015】
【作用】上記構成において、振動状態量演算手段は、振
動検出手段からの検出信号に基き、回転軸の最大振動振
幅量の他に、回転軸の軸偏心量、及びガイド軸受との間
の最小ギャップ量を演算する。
【0016】振動異常判定手段は、これらの各振動状態
量をそれぞれの判定基準値と比較し、いずれかが判定基
準値以上となったときに異常信号を出力する。警報信号
出力手段は、この異常信号に基き警報信号を出力する。
【0017】この構成では、従来から用いられていた最
大振動振幅量に加えて、軸偏心量、及び最小ギャップ量
も演算しているので、振動異常の判定要素がそれだけ増
え、振動異常判定の信頼性が高いものとなっている。
【0018】また、回転機械の振動状態は運転条件によ
って変化するが、この運転条件に応じて判定基準値を変
化させる判定基準値可変手段を、振動異常判定手段が有
する構成とすれば、振動異常判定の信頼性は一層高いも
のとなる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1乃至図7に基き
説明する。図1は本実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【0020】この図において、発電機ロータ6とランナ
7とは主軸1を介して結合されており、この主軸1は各
ガイド軸受2,3,4により支持されている。これらの
各ガイド軸受に臨む位置には、一対のプローブPX ,
PYが配設されており、その検出信号は変位計8,9に
よりアナログ電気信号に変換されるようになっている。
【0021】振動状態量演算手段10は、この信号に基
いて各ガイド軸受の位置における回転軸1の最大振動振
幅量、軸偏心量、及び回転軸1と各ガイド軸受との間の
最小ギャップ量を演算し、その演算結果を振動異常判定
手段11に出力する。
【0022】この振動異常判定手段11は、比較器12
及び判定基準値可変手段13により構成されている。そ
して、判定基準値可変手段13は、水の落差、水車運転
かポンプ運転か、及び有効電力量(負荷の大きさ)等の
運転条件をパラメータとして、比較器12で用いられる
判定基準値を変化させるようになっている。
【0023】この比較器12から異常信号が入力される
と、警報信号出力手段14は警報指令信号を出力し、警
報器、異常表示灯などを駆動するようになっている。
【0024】なお、各機器からの各データは記録装置1
5に記録されるようになっており、異常発生前後の機器
の状態を分析して保守管理に資することができるように
なっている。
【0025】また、図1においては図示されていないが
、実際は変位計8,9と振動状態量演算手段10との間
には、図2に示すように、フィルタ回路16、直流成分
回路17、交流成分回路18が設けられている。そして
、変位計8,9から送られてくるアナログ電気信号はこ
のフィルタ回路16によって直流成分と交流成分(従来
の軸振動監視において使用されていた信号成分は「軸振
れ」と称するこの交流成分である。)とに分離され、そ
れぞれが直流成分回路17及び交流成分回路18を介し
て振動状態量演算手段10に出力されるようになってい
る。
【0026】次に、このように構成される本実施例の動
作につき説明する。例えば、ランナ7に生じたアンバラ
ンス力、ランナ7自体の欠損、ガイド軸受2,3,4の
傷、回転軸1の曲がり、回転電機に生じた異常磁気力、
あるいは水力発電設備を構成する建屋全体の動き、建屋
の傾き(実際に、季節の変化に伴なってガイド軸受の軸
芯の移動が測定された例がある。)等により、立軸形回
転機械の軸振動に異常が発生したとする。
【0027】この場合、各ガイド軸受に対応するリサー
ジュ波形は、図7の右側に示すように、完全な円にはな
らず、くずれたノコギリ状の歪んだ円となる。なお、リ
サージュ波形とは軸振動の軌跡を示す波形であるが、こ
れは変位計8,9の軸振動出力信号を合成することによ
り得られ、軸振動検出の技術として一般的に行なわれて
いるものである。
【0028】また、前述したように、変位計8,9から
の各アナログ電気信号から、図4に示すような、直流成
分と交流成分とが合成された波形が得られる。そして、
前記のフィルタ回路16により、この波形を図5に示す
ような直流成分波形と、図6に示すような交流成分波形
とに分離することができる。
【0029】図3は、図7に示したようなリサージュ波
形を拡大して示した図である。この図において、軸回転
中心(軸心)の位置を(X0 ,Y0 )とする、この
X0 及びY0 の値は図5の波形より求めることがで
きる。
【0030】したがって、この軸芯位置の原点からの距
離すなわち軸偏心量をHとすると、このHは
【0031
【数1】 で求めることができる。また、このときの軸心の方向θ
は、
【0032】
【数2】 で求めることができる。
【0033】そして、軸心方向における軸振動振幅をW
の値は図6の波形より得られるので、ガイド軸受の直径
をDとすると、最小ギャップ量δmin は
【0034
【数3】 により求めることができる。
【0035】さらに、最大軸振動振幅Aも、軸振動振幅
Wと同様に、図6の波形から求めることができる。
【0036】振動状態量演算手段10は、このようにし
て軸偏心量H、軸心方向θ、最小ギャップ量δmin 
、最大振動振幅量Aを演算し、その演算結果を振動異常
判定手段11の比較器12に出力する。
【0037】比較器12は、この演算結果を判定基準値
可変手段13からの判定基準値と比較し、いずれかの振
動状態量が判定基準値以上となったときに警報信号出力
手段14に異常信号を出力する。
【0038】このとき、前述したように、判定基準値可
変手段13には水の落差等の運転条件に関する信号が入
力されており、判定基準値可変手段13はこれらの運転
条件に応じて、最も適切な値となるように判定基準値を
変化させている。したがって、振動異常判定手段11は
運転条件の相違にかかわらず、常に正確に軸振動の異常
の判定を行うことができる。
【0039】このように、図1の装置では、3個所のガ
イド軸受のそれぞれについて3種類の物理量である振動
状態量を演算しているので、最大振動振幅量のみに基い
て異常判定を行なっていた従来装置に比べて信頼性の高
いものとなっている。
【0040】なお、運転中に軸振動の異常が発生した場
合、異常が発生した場所に最も近いガイド軸受に係る振
動状態量に最初に大きな変化を生ずるのが通常であるが
、このような変化は軸系全体に及ぶ場合がほとんどであ
ることから、いずれかの振動状態量が判定基準値以上と
なった時点で異常と判定しても実用上は何ら差し支えな
い。したがって、軸振動の異常をいち早く検出すること
ができる。
【0041】上記実施例では、ガイド軸受の個数が3個
の場合を示したが、もちろんこの個数は任意の数に変更
し得るものである。
【0042】また、上記実施例では立軸形回転機械の場
合につき説明したが、本発明は横軸形回転機械に対して
も適用可能である。
【0043】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、回転軸
の最大振動振幅量ばかりでなく、その軸偏心量、及びガ
イド軸受との間の最小ギャップ量についても演算し、こ
の演算結果をそれぞれの判定基準値と比較する構成とし
ているので、軸系の振動異常を迅速且つ確実に検出する
ことができる。
【0044】また、この判定基準値を、運転条件に応じ
て最も適切な値に変化させる構成とすれば、振動異常の
判定の信頼性をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成を示すブロック図。
【図2】図1の一部についての詳細な構成を示すブロッ
ク図。
【図3】図1の動作の説明図。
【図4】図1の動作を説明するための波形図。
【図5】図1の動作の説明図。
【図6】図1の動作の説明図。
【図7】図1の動作の説明図。
【図8】従来技術の説明図。
【図9】従来技術の説明図。
【符号の説明】
1  回転軸 2  ガイド軸受 3  ガイド軸受 4  ガイド軸受 10  振動状態量演算手段 11  振動異常判定手段 13  判定基準値可変手段 14  警報信号出力手段 PX   振動検出手段(プローブ) PY   振動検出手段(プローブ)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガイド軸受に支持されて回転する回転軸に
    臨んで取付けられ、該回転軸の振動状態を検出する振動
    検出手段と、前記振動検出手段からの検出信号に基いて
    、前記回転軸の最大振動振幅量、軸偏心量、及び前記ガ
    イド軸受との間の最小ギャップ量などの振動状態量を演
    算する振動状態量演算手段と、前記演算された各振動状
    態量を、それぞれにつき予め設定されている各判定基準
    値と比較し、いずれかの振動状態量がその判定基準値以
    上となったときに異常信号を出力する振動異常判定手段
    と、前記振動異常判定手段からの異常信号に基いて警報
    信号を出力する警報信号出力手段と、を備えた回転機械
    用振動異常監視装置。
  2. 【請求項2】振動異常判定手段が、回転機械の運転条件
    に応じて判定基準値を変化させる判定基準値可変手段を
    有するものである請求項1記載の回転機械用振動異常監
    視装置。
JP3079069A 1991-04-11 1991-04-11 回転機械用振動異常監視装置 Pending JPH04315016A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3079069A JPH04315016A (ja) 1991-04-11 1991-04-11 回転機械用振動異常監視装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3079069A JPH04315016A (ja) 1991-04-11 1991-04-11 回転機械用振動異常監視装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04315016A true JPH04315016A (ja) 1992-11-06

Family

ID=13679598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3079069A Pending JPH04315016A (ja) 1991-04-11 1991-04-11 回転機械用振動異常監視装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04315016A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010026772A (ko) * 1999-09-08 2001-04-06 이구택 가변운전설비의 설비감시 및 진단 방법
CZ303892B6 (cs) * 2011-09-21 2013-06-12 Doosan Skoda Power S.R.O. Zpusob urcení aktuální excentricity rotujícího rotoru a diagnostika excentricity rotujícího rotoru
JP2017122635A (ja) * 2016-01-07 2017-07-13 Jfeプラントエンジ株式会社 風力発電設備の異常診断装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6170218A (ja) * 1985-09-04 1986-04-11 Hitachi Ltd 軸受診断装置
JPH01270623A (ja) * 1988-04-22 1989-10-27 Toshiba Corp 回転機の振動診断装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6170218A (ja) * 1985-09-04 1986-04-11 Hitachi Ltd 軸受診断装置
JPH01270623A (ja) * 1988-04-22 1989-10-27 Toshiba Corp 回転機の振動診断装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010026772A (ko) * 1999-09-08 2001-04-06 이구택 가변운전설비의 설비감시 및 진단 방법
CZ303892B6 (cs) * 2011-09-21 2013-06-12 Doosan Skoda Power S.R.O. Zpusob urcení aktuální excentricity rotujícího rotoru a diagnostika excentricity rotujícího rotoru
EP3055661B1 (en) * 2011-09-21 2017-07-26 Doosan Skoda Power S.r.o. A method for determining current eccentricity of rotating rotor and method of diagnostics of eccentricity of rotating rotor
JP2017122635A (ja) * 2016-01-07 2017-07-13 Jfeプラントエンジ株式会社 風力発電設備の異常診断装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5875734B2 (ja) 電動機の診断装置および開閉装置
Thomson et al. Motor Current Signature Analysis To Detect Faults In Induction Motor Drives-Fundamentals, Data Interpretation, And Industrial Case Histories.
Kliman et al. Sensorless, online motor diagnostics
US10184985B2 (en) Systems and methods for crack detection in doubly-fed induction generators
US10782351B2 (en) Diagnosing a winding set of a stator
US10473708B2 (en) Methods and systems for real-time monitoring of the insulation state of wind-powered generator windings
Zoubek et al. Frequency response analysis for rolling-bearing damage diagnosis
Culbert et al. Signature analysis for online motor diagnostics: Early detection of rotating machine problems prior to failure
EP3879282B1 (en) Early detection of insulation failure for electric generators
KR102676587B1 (ko) 공작기계용 전동기의 온라인 결함 진단 방법
CN102459888A (zh) 用于平衡风力涡轮机的方法
EP3339638B1 (en) Systems for crack detection in doubly-fed induction generators
JPH0312246B2 (ja)
JPH04315016A (ja) 回転機械用振動異常監視装置
JPH0543052B2 (ja)
JPH0557528B2 (ja)
CN118347381A (zh) 一种汽轮机轴向位移调整及保护定值整定方法
KR100810979B1 (ko) 유도전동기의 결함 검출 방법
JP2731228B2 (ja) 水力発電設備における異状振動監視方法
JPH01270623A (ja) 回転機の振動診断装置
KR20240070590A (ko) 전동기의 진단 장치, 전동기의 진단 방법 및 전동기의 이상 징조 추론 장치
CN106940249A (zh) 一种汽轮机大轴弯曲检测方法
JP2547905B2 (ja) 軸系異常検出装置
JPS6023622A (ja) スラスト軸受監視装置
JP2909134B2 (ja) 回転機械の回転部異常検知装置