CN104460627A - 一种水电站水轮发电机组显控系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水电站水轮发电机组显控系统及其控制方法。包括一监控中心计算机及与该监控中心计算机连接的多个水轮发电机组显控装置；水轮发电机组显控装置包括控制单元及与该控制单元连接的人机交互单元、通信单元、自切换电路和供电单元；自切换电路还经外部拓展接口连接至传感器单元；传感器单元包括用于检测水轮机转速的水轮机转速传感器、用于检测发电机转速的发电机转速传感器、用于检测水坝底部进水口阀门压力的压力传感器、用于检测水坝底部进水口水流量的第一水量流量计、用于检测水轮机进水量的第二水量流量计以及用于检测发电机组温度的温度传感器。本发明能够实时显示水轮发电机组的工况，并能够通过监控中心计算机远程监控。

Description

一种水电站水轮发电机组显控系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种水电站水轮发电机组显控系统及其控制方法。
背景技术
为了使各个水轮发电机组都能清晰、醒目、美观的显示出其运行状态及主要参数。因此需要建立机组的工况现地显示系统，便于所有人员随时观测到机组的运行情况，现有的机组的工况在现地缺少明确指示系统，不利于现场人员直观的了解各机组的运行状况。因此，需要建立一套机组的工况现地显示系统，并对相应仪表设备进行升级，进一步完善机组的监控系统，从而提高机组运行的可靠性和安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够实时显示水轮发电机组的工况，并能够通过监控中心计算机远程监控的水电站水轮发电机组显控系统及其控制方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种水电站水轮发电机组显控系统，包括一监控中心计算机及与该监控中心计算机连接的多个水轮发电机组显控装置；所述水轮发电机组显控装置包括控制单元及与该控制单元连接的人机交互单元、通信单元、自切换电路和用于为整个系统供电的供电单元；所述自切换电路还经外部拓展接口连接至传感器单元；所述传感器单元包括用于检测水轮机转速的水轮机转速传感器、用于检测发电机转速的发电机转速传感器、用于检测水坝底部进水口阀门压力的压力传感器、用于检测水坝底部进水口水流量的第一水量流量计、用于检测水轮机进水量的第二水量流量计以及用于检测水轮发电机组温度的温度传感器。
在本发明实施例中，所述人机交互单元包括LCD触摸屏和警示LED灯。
在本发明实施例中，所述通信单元包括以太网通信模块、485通信模块和GPRS通信模块。
在本发明实施例中，所述485通信模块包括485通信芯片、三极管、第一至第四电阻、电容、第一至第二熔断器和第一至第三二极管，所述485通信芯片的VCC端连接至5V电源端，并经电容连接至地端，所述485通信芯片的GND端连接至地端，所述485通信芯片的第一输入端和第三输入端连接至三极管的集电极，所述三极管的集电极还经第二电阻连接至地端，所述三极管的基极经第一电阻连接至所述控制单元，所述三极管的发射极连接至5V电源端，所述485通信芯片的第二输入端和第四输入端连接至所述控制单元，所述485通信芯片的第一输出端经第三电阻连接至485通信芯片的VCC端，所述485通信芯片的第一输出端还经第一熔断器连接至所述第一二极管的负极端，所述485通信芯片的第二输出端经第四电阻连接至地端，所述485通信芯片的第二输出端还经第二熔断器连接至所述第三二极管的负极端，所述第一二极管的正极端连接至地端，所述第一二极管的负极端还连接至所述第二二极管的正极端，所述第二二极管的负极端连接至所述第三二极管的负极端，所述第三二极管的正极端连接至地端。
在本发明实施例中，所述供电单元包括太阳能电源模块以及采用水轮机自发电供电。
本发明还提供了一种基于上述所述的水电站水轮发电机组显控系统的控制方法，包括如下步骤，
步骤S1：启动水轮发电机组，并通过传感器单元采集水轮机转速、发电机转速、水坝底部进水口阀门压力、水坝底部进水口水流量、水轮机进水量及水轮发电机组温度；
步骤S2：判断水轮机转速、发电机转速是否大于预定转速值，若水轮机转速、发电机转速大于预定转速值，则减少水坝底部进水口阀门打开量；若水轮机转速、发电机转速小于预定转速值，则增加水坝底部进水口阀门打开量；
步骤S3：判断水坝底部进水口阀门压力是否大于预设压力值，若进水口阀门压力值大于预定压力值，则通过警示LED灯显示红灯报警，并通过通信模块发送给监控中心计算机；
步骤S4：实时将水坝底部进水口水流量、水轮机进水量以及水轮机转速、发电机转速发送给监控中心计算机，通过监控中心计算机描绘水坝底部进水口水流量、水轮机进水量以及水轮机转速、发电机转速的实时曲线。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、本发明电路结构简单，易于实现；
2、本发明实现了水轮发电机组的工况就地显示。
附图说明
图1为本发明系统框图。
图2为本发明水轮发电机组显控装置框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
如图1-2所示，本发明一种水电站水轮发电机组显控系统，包括一监控中心计算机及与该监控中心计算机连接的多个水轮发电机组显控装置；所述水轮发电机组显控装置包括控制单元及与该控制单元连接的人机交互单元、通信单元、自切换电路和用于为整个系统供电的供电单元；所述自切换电路还经外部拓展接口连接至传感器单元；所述传感器单元包括用于检测水轮机转速的水轮机转速传感器、用于检测发电机转速的发电机转速传感器、用于检测水坝底部进水口阀门压力的压力传感器、用于检测水坝底部进水口水流量的第一水量流量计、用于检测水轮机进水量的第二水量流量计以及用于检测水轮发电机组温度的温度传感器。
在本发明实施例中，所述人机交互单元包括LCD触摸屏和警示LED灯。
在本发明实施例中，所述通信单元包括以太网通信模块、485通信模块和GPRS通信模块。
所述485通信模块包括485通信芯片、三极管、第一至第四电阻、电容、第一至第二熔断器和第一至第三二极管，所述485通信芯片的VCC端连接至5V电源端，并经电容连接至地端，所述485通信芯片的GND端连接至地端，所述485通信芯片的第一输入端和第三输入端连接至三极管的集电极，所述三极管的集电极还经第二电阻连接至地端，所述三极管的基极经第一电阻连接至所述控制单元，所述三极管的发射极连接至5V电源端，所述485通信芯片的第二输入端和第四输入端连接至所述控制单元，所述485通信芯片的第一输出端经第三电阻连接至485通信芯片的VCC端，所述485通信芯片的第一输出端还经第一熔断器连接至所述第一二极管的负极端，所述485通信芯片的第二输出端经第四电阻连接至地端，所述485通信芯片的第二输出端还经第二熔断器连接至所述第三二极管的负极端，所述第一二极管的正极端连接至地端，所述第一二极管的负极端还连接至所述第二二极管的正极端，所述第二二极管的负极端连接至所述第三二极管的负极端，所述第三二极管的正极端连接至地端。
在本发明实施例中，所述供电单元包括太阳能电源模块以及采用水轮机自发电供电。
本发明还提供了一种基于上述所述的水电站水轮发电机组显控系统的控制方法，包括如下步骤，
步骤S1：启动水轮发电机组，并通过传感器单元采集水轮机转速、发电机转速、水坝底部进水口阀门压力、水坝底部进水口水流量、水轮机进水量及水轮发电机组温度；
步骤S2：判断水轮机转速、发电机转速是否大于预定转速值，若水轮机转速、发电机转速大于预定转速值，则减少水坝底部进水口阀门打开量；若水轮机转速、发电机转速小于预定转速值，则增加水坝底部进水口阀门打开量；
步骤S3：判断水坝底部进水口阀门压力是否大于预设压力值，若进水口阀门压力值大于预定压力值，则通过警示LED灯显示红灯报警，并通过通信模块发送给监控中心计算机；
步骤S4：实时将水坝底部进水口水流量、水轮机进水量以及水轮机转速、发电机转速发送给监控中心计算机，通过监控中心计算机描绘水坝底部进水口水流量、水轮机进水量以及水轮机转速、发电机转速的实时曲线。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种水电站水轮发电机组显控系统，其特征在于：包括一监控中心计算机及与该监控中心计算机连接的多个水轮发电机组显控装置；所述水轮发电机组显控装置包括控制单元及与该控制单元连接的人机交互单元、通信单元、自切换电路和用于为整个系统供电的供电单元；所述自切换电路还经外部拓展接口连接至传感器单元；所述传感器单元包括用于检测水轮机转速的水轮机转速传感器、用于检测发电机转速的发电机转速传感器、用于检测水坝底部进水口阀门压力的压力传感器、用于检测水坝底部进水口水流量的第一水量流量计、用于检测水轮机进水量的第二水量流量计以及用于检测水轮发电机组温度的温度传感器。
2.根据权利要求1所述的一种水电站水轮发电机组显控系统，其特征在于：所述人机交互单元包括LCD触摸屏和警示LED灯。
3.根据权利要求1所述的一种水电站水轮发电机组显控系统，其特征在于：所述通信单元包括以太网通信模块、485通信模块和GPRS通信模块。
4.根据权利要求3所述的一种水电站水轮发电机组显控系统，其特征在于：所述485通信模块包括485通信芯片、三极管、第一至第四电阻、电容、第一至第二熔断器和第一至第三二极管，所述485通信芯片的VCC端连接至5V电源端，并经电容连接至地端，所述485通信芯片的GND端连接至地端，所述485通信芯片的第一输入端和第三输入端连接至三极管的集电极，所述三极管的集电极还经第二电阻连接至地端，所述三极管的基极经第一电阻连接至所述控制单元，所述三极管的发射极连接至5V电源端，所述485通信芯片的第二输入端和第四输入端连接至所述控制单元，所述485通信芯片的第一输出端经第三电阻连接至485通信芯片的VCC端，所述485通信芯片的第一输出端还经第一熔断器连接至所述第一二极管的负极端，所述485通信芯片的第二输出端经第四电阻连接至地端，所述485通信芯片的第二输出端还经第二熔断器连接至所述第三二极管的负极端，所述第一二极管的正极端连接至地端，所述第一二极管的负极端还连接至所述第二二极管的正极端，所述第二二极管的负极端连接至所述第三二极管的负极端，所述第三二极管的正极端连接至地端。
5.根据权利要求1所述的一种水电站水轮发电机组显控系统，其特征在于：所述供电单元包括太阳能电源模块以及采用水轮机自发电供电。
6.根据权利要求1所述的水电站水轮发电机组显控系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤S1：启动水轮发电机组，并通过传感器单元采集水轮机转速、发电机转速、水坝底部进水口阀门压力、水坝底部进水口水流量、水轮机进水量及水轮发电机组温度；
步骤S2：判断水轮机转速、发电机转速是否大于预定转速值，若水轮机转速、发电机转速大于预定转速值，则减少水坝底部进水口阀门打开量；若水轮机转速、发电机转速小于预定转速值，则增加水坝底部进水口阀门打开量；
步骤S3：判断水坝底部进水口阀门压力是否大于预设压力值，若进水口阀门压力值大于预定压力值，则通过警示LED灯显示红灯报警，并通过通信模块发送给监控中心计算机；
步骤S4：实时将水坝底部进水口水流量、水轮机进水量以及水轮机转速、发电机转速发送给监控中心计算机，通过监控中心计算机描绘水坝底部进水口水流量、水轮机进水量以及水轮机转速、发电机转速的实时曲线。
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