Hydro Power Condition Monitoring
HydroCord er løsningen Flow Design Bureau AS leverer for datainnsamling, første analyse og datatransport og tilpasset behov i vannkraftverk. HydroCord er ment å avdekke langsiktige trender knyttet til tilstand på maskineri og vannveier, men samtidig gi informasjon som har relevans for planlegging av produksjon og drift på kort sikt.
Vårt mål

HydroCord

Produktet HydroCord er blitt utviklet for å gjøre en utvidet tilstandsovervåking av vannkraftmaskineri og tilhørende vannveier. I tillegg kan HydroCord gi et øyeblikkelig svar på om drift av maskineriet er innenfor definerte grenseverdier for kavitasjon, trykkpulsasjoner og virkningsgrad.

HydroCord er også løsningen for å samle data fra flere kilder, kommunisert over forskjellige protokoller og samtidig publisere og dele resultater til flere abonnenter.

HydroCord kan derfor være både den store omfattende løsningen som berør det meste av tekniske data som genereres i vannkraftverk, men kan også være helt konkrete instrumenter som gir nye og nyttige måltall.

Partnere

FDB

Flow Design Bureau

Statkraft

Vannkraftselskap

Sira-Kvina

Kraftselskap

Instrumenter

HydroCord inkluderer også løsninger for innhenting av spesielle måltall for vannkraft.

Kontinuerlig Virkningsgrad

Steinteller

Kavitasjonsdeteksjon

Om Hydrocord

første prototype

Prototypen som er installert på Trollheim kraftverk består av fem uavhengige datainnsamlings -og analyseenheter, mens en hovedenhet samler alle målinger, gjør analyser og transporterer data og resultater til forskjellige mottagere/abonnenter.

 

Prototypen er også spesiell fordi den inkluderer tre uavhengige måter for å beregne og rapportere virkningsgrad.
1) Basert på måling av volumstrøm ved å bruke den akustiske målemetoden,
2) Basert på volumstrøm ved å bruke kalibrert Winter-Kennedy eller indeksmåling og
3) ved skalering av datasett fra en ordinær termodynamisk virkningsgradsmåling.

I tillegg inneholder overvåkning av vannveien måling av falltap og transienter.

FDB leverer komplette programmeringsløsninger og maskinvare til installasjoner av HydroCord.

Historien

Tidlig på 2010 tallet startet Erik Wiborg i Statkraft  et prosjekt motivert av ønsket om å observere endringer i tilstand på turbinmaskineri over lange tidsrom. Et annen motivasjon var ønsket om å sette reelle tallverdier på fenomener som setter driftsbegrensninger på turbindrift.

I dette prosjektet ble Flow Design Bureau AS (FDB) engasjert til å levere faktisk datainnsamlingsløsninger og oppsett for sensorer og instrumenter. Prosjektet inkluderte Wiborgs eget dr.grads arbeid på kontinuerlige virkningsgradsmålinger. Et arbeid som var essensielt for å etablere metoden. Samtidig gjennomførte FDBs Jarle Ekanger et dr grads arbeid på deteksjon av kavitasjon og måling av kavitasjonsintensitet. Disse to dr grads arbeidene er på mange måter representanter for de to opprinnelige ideene som motiverte prosjektet. Et annet aspekt med disse to arbeidene var at begge på sine måter var gode eksempler på omfattende kantanalyser, både for datareduksjon med også for å direkte presentere måltall som var av interesse.

Underveis ble navnet «HydroCord» unnfanget av Wiborg. Navnet var på mange måter inspirert av menneskelige nervebaner, der informasjon sendes til en sentral enhet for videre prosessering. Og på mange måter skulle denne analogien være passende for utviklingen av HydroCord de seneste årene. En større innsats er gjort for å lese fra et stort antall datakilder som typisk er til stede i vannkraft. Data samles hos en sentral enhet, HC Server, som også nå sørger for at data kan deles med abonnenter i nettverk.

HydroCord som prosjekt fortsetter hos Statkraft og kan betraktes som en sandkasse for utvikling av nye digitale løsninger for vannkraftbransjen. Hos FDB er HydroCord også navnet på leveransen eller produktet som tilbys vannkraftprodusenter. 

vårt produkt

Om HydroCord

   Acknowledgement: Statkraft

Ta kontakt

Bli kjent med mer om HydroCord-prosjektet.

Instrumenter

HydroCord samarbeidsprosjektet mellom Statkraft og FDB ble brukt som sandkasse for utvikling av løsninger tilpasset vannkraft. Dette inkluderer instrumenter inspirert av behovet for å oppnå måltall for akseptable driftsområder.
Eksempler på slike instrumenter inkluderer metoder for steintelling, og deteksjon av kavitasjon og måltall for kavitasjonsintensitet og kvantifisering av vannveisdynamikk koplet mot akseldynamikk.
I tillegg kan kontinuerlig virkningsgrad, som i tillegg til å avdekke slitasje på lang sikt, benyttes for kontinuerlig optimalisere vannforbruket i kraftverk.

Referanse: Einar Ruud, Masteroppgave NTNU 2017:
“Beslutningsstøtte med kontinuerlig virkningsgradsmåling i vannkraftverk”

01.

Kontinuerlig Virkningsgrad

FDB tilbyr kontinuerlig virkningsgradsmålinger på vannkraftverk, RT Eta. De fleste kraftverk har vanligvis en garantimåling etter oppstart, men deretter kan det gå årevis før virkningsgraden blir målt igjen. Å ha en sanntidsmåling av virkningsgraden er gunstig av flere grunner (Ruud, 2017):

Det er spesielt for punkt 3, prising av effektprodukter, at tilgangen på øyeblikkelige data er essensielt. De øvrige punktene krever høy nøyaktighet og sammenlignbare målinger over tid, som også oppnås ved en kontinuerlig virkningsgradsmåling.

FDB leverer systemer for kontinuerlig virkningsgrad og vannføringsmålinger basert på differanse-trykkmetode og direkte akustisk målemetode. Begge metodene blir kalibrert med en konvensjonell termodynamisk virkningsgradsmåling. FDB sitt system gir også beskjed om sensordata er av slik kvalitet at sammensatt virkningsgrad vil bli godkjent i henhold til standarder for virkningsgradsmålinger.

FDB assisterer med instrumentering, kabling, kalibrering og vedlikehold av system og sensorer, og tilrettelegger data og resultater for transport til driftssentral eller ønsket destinasjon ved hjelp av flere vanlige protokoller og løsninger.

02.

Steinteller

Steintelleren bruker mange av de samme prinsippene og sensorteknologien som ligger bak kavitasjonsovervåkningen, men for å detektere treff mellom objekter og overflater inne i turbinen. Steintelleren rapporterer statistikk, inkludert antall treff og styrke på treffene.

03.

Kavitasjonsdeteksjon

Kavitasjonsinstrumentet bruker standard sensorer for måling av høyfrekvent vibrasjon. Sensorene er montert på tørr side av maskinen som overvåkes. En NI cRIO-enhet leser, prosesserer og analyserer data fortløpende og indikerer instensitet av kavitasjon i nær sanntid (<1min). Instrumentet indikerer derfor om det er kavitasjon i maskineriet og en relativ styrke på kavitasjon. Instrumentet og metodikken ble utviklet som en del av PhD-arbeidet til FDBs Jarle Vikør Ekanger i 2016.