CN103149381A - 抽水蓄能机组转子风速风量测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种抽水蓄能机组转子风速风量测量系统。将风速传感器探头固定在被测发电机转子风隙或风沟上，将风速传感器信号调理模块、无线传感器网络节点及电源模块安装并固定在发电机转子中心体尽量靠近轴心的位置上，通过信号引线将风速传感器信号调理模块的输出端连接到无线传感器网络节点的信号输入端，无线传感器网络节点和与WSN网关连接的上位计算机，通过无线局域网控制无线数据采集及通信，实现对转子风速风量信号的数据采集、发送和接收。本发明实现了对抽水蓄能机组转子风速风量直接、可靠和准确测量，改变了长期以来只能通过计算而无法通过实际测量获得准确转子风速风量的状况。本发明成果非常有助于抽水蓄能机组转子通风结构的优化设计以及新产品的开发，同时，也使抽水蓄能机组转子风速风量的在线监测成为可能。
Description
技术领域
本发明涉及一种抽水蓄能机组转子风速风量测量系统。
背景技术
抽水蓄能电站主要承担电网的调峰、填谷任务，对于平衡电力提高电网的稳定性起着重要作用。随着电网容量的大幅度增加，调频和峰谷差矛盾日益突出，合理利用电力资源成为急需解决的问题，因此抽水蓄能机组的需求将更加广泛。抽水蓄能机组与常规水轮发电机的通风系统有很大不同，是特殊的发电机组，一般来说抽水蓄能机组转速高，温升也高，通风冷却问题是其设计的关键问题之一。为确保发电电动机安全可靠运行，通常需要以初步设计为基础通过计算求出发电机的总风量及风量沿轴向的分配，并依据风速的大小，准确选择散热系数等数据，确保进行温度场计算时的边界条件更加合理准确，求出发电电动机各部分的温度情况。转子风速数据的准确程度，影响通风系统关键参数的选择。由于气体在转子线圈横向风沟内的分配不均匀，通过计算只能取得风速的范围，因此会引入一定的误差。而由于转子结构复杂，且转子处于转动状态，风沟和风隙处风场分布也非常复杂，给风速测量带来很大难度，因而转子风速一直被认为是一个无法实现直接准确测量的参数。迄今为止，发电机组转子风速风量的获取完全通过计算，尚无直接测量发电机组转子风速风量的方法。
发明内容
本发明提供了一种通过采用先进的测试手段和现代网络通信等技术实现直接、可靠和精确的抽水蓄能机组转子风速风量测量系统。本发明是通过以下技术方案实现的：一种抽水蓄能机组转子风速风量测量系统，将风速传感器探头固定在被测发电机转子风隙或风沟上，将风速传感器信号调理模块、无线传感器网络节点及电源模块安装并固定在发电机转子中心体尽量靠近轴心的位置上，通过信号引线将风速传感器信号调理模块的输出信号连接到无线传感器网络节点的信号输入端，通过电源引线将电源模块的电压输出端通过电源引线分别连接到每个风速传感器信号调理模块的电源输入端，将WSN网关通过以太网总线与上位计算机连接，NI WSN-3202型无线传感器网络节点和上位计算机通过无线局域网进行无线通信，安装了测控应用软件的上位计算机，通过无线局域网控制无线数据采集及通信系统，实现对转子风速风量信号的数据采集、发送和接收。
本发明实现了对抽水蓄能机组转子风速风量的直接、可靠和准确测量，改变了长期以来只能通过计算而无法通过实际测量获得准确转子风速风量的状况。本发明中采用的微型叶轮传感器是基于把转动转换成电信号，先经过一个临近感应开头，对转轮的转动进行“计数”并产生一个脉冲系列，再经信号转换处理得到转速值的原理，由于传感器输出是数字信号，抗干扰性强从根本上保证了转子风速风量测量的准确度，本发明中通过采用基于实现工业现场自动化控制数据传输的ZigBee协议的无线局域网通信技术实现对转子风速信号的数据采集、发送和接收，既避免了采用信号滑环引出信号时引进接触误差，该技术也较其它无线通信技术具有传输准确度高、时延短的特点，满足了要求工作可靠性高的要求。本发明成果非常有助于发电机转子通风结构的优化设计以及新产品的开发。
附图说明
图1是本发明在抽水蓄能机组发电机转子上各装置的安装结构示意图
图2为本发明的系统结构原理框图
具体实施方式
如图1所示的一种抽水蓄能机组转子风速风量测量系统，将ZS16-EBL型风速传感器探头1，固定在被测发电机转子2的风隙或风沟3上，将U1A-EBL型风速传感器信号调理模块4、NI WSN-3202型无线传感器网络节点5及电源模块6安装并固定在发电机转子2中心体尽量靠近轴心的位置上，通过信号引线7将U1A-EBL型风速传感器信号调理模块4的输出信号连接到NI WSN-3202型无线传感器网络节点5的信号输入端，通过电源引线8将ROCKETES2.9-12型电源模块6的电压输出端通过电源引线8分别连接到每个U1A-EBL型风速传感器信号调理模块4的电源输入端，将WSN网关9通过以太网总线与上位计算机10连接，NI WSN-3202型无线传感器网络节点5和上位计算机10通过无线局域网进行无线通信，安装了测控应用软件的上位计算机10，通过无线局域网控制无线数据采集及通信系统，实现对转子风速风量信号的数据采集、发送和接收。本发明实现的测量系统采用了基于实现工业现场自动化控制数据传输的ZigBee协议的无线局域网通信技术，这种双向无线数字传输技术所使用的工作频率是2.4GHz，当上位计算机向发电机转子上的NI WSN-3202型无线传感器网络节点5发送要求采集数据和发送数据的指令,或是NI WSN-3202型无线传感器网络节点5向上位计算机发送采集到的数据过程中，要先将模拟信号转换成数字信号，进而再将转换后的数字信号调制成满足通信协议要求的数字信号，然后通过，NI WSN-3202型无线传感器网络节点5和WSN网关9连接的上位计算机10完成该数字信号的发送和接收。
本发明实现了对抽水蓄能机组转子风速风量直接、可靠和准确测量，改变了长期以来只能通过计算而无法通过实际测量获得准确转子风速风量的状况。本发明成果非常有助于抽水蓄能机组转子通风结构的优化设计以及新产品的开发，同时，也使抽水蓄能机组转子风速风量的在线监测成为可能。
Claims (1)
1.一种抽水蓄能机组转子风速风量测量系统，其特征是：
将风速传感器探头（1）固定在被测发电机转子（2）的风隙或风沟（3）上，将风速传感器信号调理模块（4）、无线传感器网络节点（5）及电源模块（6）安装并固定在发电机转子（2）中心体尽量靠近轴心的位置上，通过信号引线（7）将风速传感器信号调理模块（4）的输出信号连接到无线传感器网络节点（5）的信号输入端，通过电源引线（8）将电源模块（6）的电压输出端通过电源引线（8）分别连接到每个风速传感器信号调理模块（4）的电源输入端，将WSN网关（9）通过以太网总线与上位计算机（10）连接，无线传感器网络节点（5）和上位计算机（10）通过无线局域网进行无线通信，安装了测控应用软件的上位计算机（10），通过无线局域网控制无线数据采集及通信系统，实现对转子风速风量信号的数据采集、发送和接收。
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Publications (1)
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Country Status (1)
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