曹庭燎
广东省粤电集团有限公司珠海发电厂广东省珠海市519050
摘要：火力发电厂厂用低压电动机较多，如何高效便捷地管理这些设备是检修人员面临的一个重要课题。低压电机SmartSensor智能传感器配合无线传输技术，可以提供一种较为可靠的解决方案，它能够精确地采集电机的各种运行数据并进行后台分析，为维修决策提供有力支持。
关键词：智能传感器；电动机故障；设备管理
1前言
随着科技的发展，智能化已经在工业领域应用越来越广泛，机器的智能化可以降低人员操作的安全风险，提高设备管理的便利性，同时也可以提前预警设备潜在隐患从而提升设备的可靠性。如果再将智能化的机器与蓝牙技术、无线网络、云平台、手机APP等技术有机结合，进行网络化管理与分析，无疑可以使设备管理水平再上一个台阶。燃煤发电机组厂用电系统较多，涉及风烟、制粉、汽水、除尘、脱硫、化水等等，珠海发电厂2X700MW机组安装有各型高低压电机约1100台。如何高效便捷地管理这些设备是检修人员面临的一个重要课题。
2应用背景
6KV高压电机基于其在系统中的重要性，通常会在三相绕组中预埋RTD热电阻以测量其温度，在前后轴承（或轴瓦）上会外置探头以测温测振，这些温度、振动信号通过电缆传输至DCS系统中。而在380/220V低压电机中，只会在极少数功率较大（通常在160KW以上）且十分重要的电机上才会安装此类传感器。绝大多数低压电机的状态监测需要手工完成，用手持式仪器仪表进行测量，再根据测量数据进行离线分析判断。该类型状态监测无法实现实时不间断的监测。由于操作人员和点检仪器的不同，在进行数据分析时可能会有较大的差异性。而且，部分电机点检时会有触电、转动机械伤害、高空坠落等安全风险。
3AbilityTMSmartSensor传感器简介
3.1传感器工作原理简介
AbilityTMSmartSensor智能传感器是针对低压电机的一种易于安装，监控全面，性能优良，成本低廉的一款状态监测工具，传感器与软件同时使用，将监测的数据上传到云端安全服务器，数据通信采用行业标准的加密协议，所有的数据都以加密形式存储在云中，为电机数据进行分析，并立刻将结果反馈至用户端（手机APP和电脑专享网页）。
3.2传感器硬件组成
AbilityTMSmartSensor智能传感器硬件由1个智能传感器（内含低能耗蓝牙传输装置、内置高电量电池、数据存储器、3方向振动传感器、磁场传感器、噪声传感器）、1个金属魔力胶棒、1个楔形底座、1个条形支架、2颗十字螺钉M4-0.7X10mm、1个锥形内六角螺钉0.25-28x0.63“组成。
AbilityTMSmartSensor内部集成了多种传感器，包括：
温度传感器：监测电机定子散热筋表面温度；
振动传感器：收集三个方向振动值和振动频谱；
磁场传感器：收集漏磁场，分析转速、供电频率、电机能耗、运行小时、启动次数；
噪声传感器：监测电机的运行声音；
本地CPU：对采集到的数据做后台分析处理。
通过采集振动频谱、磁场、温度，分析轴承状态、冷却状态、转子鼠笼健康状态、转子偏心情况、不对中情况、动平衡问题、转速，对电机的运行状态做出判断。数据分析的数学模型已集成到传感器内部，无需点检员再进行分析比对，以直观的方式告诉点检员，电机目前的健康状况。
3.3智能传感器硬网络结构和软件组成
网络结构如下图，智能传感器收集到的数据可以与现场工程师手机或者安装在现场的蓝牙网关通过蓝牙网络发生数据交换，收集到的数据通过手机网络或蓝牙网关网络上传到云端安全服务器，云端服务器将运算结果发至手机APP或客户专享网页。
Smartsensor智能传感器的软件由两部分构成，一部分是手机APP，APP名称为“smartsensorformotors”,该APP可以通过苹果appstore或者安卓手机系统下载。手机APP是点检员对电机进行点检的重要工具，也是工程师和主管领导查看电机状态的重要工具，手机APP上可以显示最近一次点检的数据和结果，还能显示APP推送的分析结论和建议，并能看到该电机的铭牌数据，也可以查看到传感器自身的电量、网络状态以及序列号和版本信息。用户在软件上直接可以通过信号灯分辨电机状态和各参数状态，简单直观。
4AbilityTMSmartSensor应用情况简介
4.1设备安装
2018年3月份，珠海电厂现场对14台脱硫设备的电机进行smartsensor的安装和调试工作，安装过程简单，不需要对电机本体造成损伤，不需要增设电缆，不需要停机.安装工具简单，只需要准备水平尺、内六角、螺丝刀、手套、小刀、清洁剂、细砂纸、抹布即可。
安装过程为：带上手套，用清洁剂和毛巾清洁需要安装的散热筋槽（通常为面对电机驱动端的3点钟，12点钟和9点钟方向，安装位置为电机中部），用细砂纸擦拭清洁过的散热筋，切4-5cm长的魔术胶，用手挤捏魔术胶直到颜色混合均匀，将魔术胶塞至散热筋内部（清洁后的散热筋中部），将楔形底座压入魔术胶内，轻微移动楔形底座确保其表面垂直于或者水平于地面，等待15分钟，安装条形支架，确认水平度，安装传感器，打开手机APP，正常读取传感器数据。
4.2监测数据和报表情况
在客户专享网页版内，可以很好的观察到该电机的状态和传感器的使用情况。通过账号密码登录到客户专享网页后，在最上方显示。其中，operationalinformation，其内容显示所有传感器运行情况。
4.2.1Operationdetail内容
Dashboard内容分为四块：Utilization(Smartsensor利用率),NumberofEvents（事件数量）,NumbersofoperationAssets（在运行的smartsensor数量）,HealthTrend（健康趋势）.
由于目前安装了14台传感器，显示了8-13台传感器都在使用，利用率呈上升趋势；报警事件数量总计49个；电机健康比率在4月10日有所下滑。
5总结
智能型传感器（AbilityTMSmartSensor），它可以轻松安装在电机上，工作电源内置，数据无线传输，无需敷设电缆。对电机及开关亦无需做任何改动。目前应用较多的低压电机管理系统，点检员需对设备进行人工数据采集，然后将数据录入系统得以存储，一般只能对某一数据设置警戒线，越限后便提示报警，功能较为单一。该模式更像是一个电脑硬盘，而不是CPU，不具备数据运算分析的能力。本项目应用的智能型传感器，配合后台云平台，具备很强的数据解读能力。如果能在此类高风险设备上加装智能探头，进行群组管理，是较为经济且可行性较高的解决方案。
作者简介
曹庭燎（1983-08），男，汉族，籍贯，湖北省咸宁市，当前职务：珠海发电厂设备部电气主管，当前职称：电力工程电气工程师，学历：大学本科，研究方向：发电厂电气一次设备。