CN107063399B - 一种调相压水水位传感器及调相压水水位控制方法 - Google Patents

Abstract

一种调相压水水位传感器及调相压水水位控制方法，该调相压水水位传感器包括：浮筒；浮子，设置于所述浮筒中；磁翻板，设置于浮筒的侧壁，由可翻动的一组金属片组成，当所述浮子每次靠近金属片后，金属片会翻转并保持不动；液位计，设置于浮筒的侧壁，包括多个接点；排气阀，设置于浮筒的顶部，当发电机组排气回水时，用于将残留在调相压水水位传感器的管路中的气体排尽；进水口管路，设置于浮筒的下端侧面，包括：进水前段、进水连接段及进水后段；出水口管路，设置于所述浮筒的上端侧面，包括：出水前段、出水连接段及出水后段。利用本发明，提高了液位浮子指示的可靠性及发电机组排气回水工况转换的成功率，维护了发电机组的安全稳定运行。

Description

一种调相压水水位传感器及调相压水水位控制方法

技术领域

本发明是关于调相运行技术，特别是关于一种调相压水水位传感器及调相压水水位控制方法。

背景技术

调相运行是抽水蓄能电站重要的运行工况，机组处于调相运行时一般是为了提高电力系统的功率系数和保持其电压水平，向系统输送无功功率，以补偿输电线路和异步电机的感性容性电流，这是以消耗有功功率为代价的。

为了减少机组在调相工况运行时的电能消耗和减弱机组振动，一般利用压缩气体将转轮室内的水体排至转轮本体以下，使转轮在空气中旋转，以减少发电机转为电动机运行时水的阻力，从而降低有功消耗。

机组从调相工况转发电或者抽水运行时均需要排空转轮室内的气体进行溅水造压，待排气回水完成后方可开启球阀和导叶。调相压水系统工作原理如图1所示，主要包括如下设备：

转轮1：机组在发电方向运行时，转轮1将水的压能和势能转化为机械旋转联动发电机发出电能；机组在抽水运行时，转轮1消耗电能将水抽到上水库储存起来，将电能转化为水的势能。

蜗壳2：为保证向转轮1均匀供水，将蜗壳2的断面设计为逐渐减小，同时可在导水机构前形成必要的环量以减轻导水机构的工作强度。

尾水管3：使转轮1出口处水流压力下降，形成一定的真空，来回收转轮1出口水流中的部分动能和转轮1高出下游水面的那一段位能。同时将转轮1出口水流引向下游。

液位浮子4：反映转轮室内水位信号的装置，用以闭环控制机组调相压水过程，并利用不同的水位信号进行机组调相工况运行保护。

压气阀5：连通高压压缩气体(一般压力在6～10MPa)用以将转轮1室内的水压到转轮1体以下，便于转轮1在空气中旋转，减少阻力矩，便于机组启动。

排气阀6：连通转轮室至集水井，用以将转轮室内的空气排至集水井以便尾水进入转轮室，最终实现机组将水从下游抽至上游的抽水功能。

由上述可知，反映转轮室的液位浮子4对于机组工况转换过程十分重要，为了保证机组从静止-抽水调相，抽水调相-抽水工况转换成功率，必须确保液位浮子能准确、可靠的反映转轮室内的液位情况。然而当前抽水蓄能电站内的液位浮子多为磁翻板液位计，在运行中经常发生气体进入造成液位浮子位置与实际液位情况不对应，最终引起机组工况转换失败，给电站运行带来不必要的经济损失。

当前抽水蓄能电站内的液位浮子多为磁翻板液位计该液位，其主要结构示意图如图2所示，主要包括：浮筒1、浮子2、磁翻板3、液位计4、进水口5和出水口6组成；其中：

浮筒1：盛装浮子2的容器，浮子2可以沿浮筒内部自由移动。

浮子2：内胆为空心的金属浮球，且带有磁性，整体密度小于水的密度。

磁翻板3：由可以翻动的金属片组成，该金属片两面颜色不一样，一般正面是红色，反面是绿色，当浮子靠近该金属片后，该金属片会翻转并保持，当浮子再次靠近时，金属片会再次翻转并保持。

液位计4：反映浮子2位置的开关，当浮子2靠近液位计后，液位计4自带的开关会吸合并保持，当浮子2再次经过该液位计时，液位计4开关会分开。

进水口5：水流进入磁翻板3(浮筒1)的接口。

出水口6：水流流出磁翻板3的接口。

磁翻板3可以比较直观的反映液位，当水从进水口5进入，浮子2在水的浮力作用下逐步上浮。

当机组进行排气回水时，尾水管内的水正常从进水口5进去，推动浮球上升到顶端，水从出水口6出来。

但是当机组进行排气回水时，尾水水位上升速度非常快，有时水位会瞬间淹没进、出水口(5和6)，与此同时液位浮子2还在利用重力逐步上升过程中，因此会发生当水位淹没至出水口6时，而浮子还未上升至最顶端，此时浮子2就会停在当前位置，造成液位计4不能反映水位的正常信息，从而降低了机组工况转换成功率，影响机组经济运行。

发明内容

本发明实施例提供了一种调相压水水位传感器调相压水水位控制方法，以提高液位浮子指示的可靠性，提高发电机组排气回水工况转换的成功率，维护发电机组的安全稳定运行。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种调相压水水位传感器，连接至一监控系统，该调相压水水位传感器包括：

浮筒；

浮子，设置于所述浮筒中；

磁翻板，设置于所述浮筒的侧壁，由可翻动的一组金属片组成，每个金属片的两面涂有不同的颜色，当所述浮子每次靠近金属片后，金属片会翻转并保持不动；

液位计，设置于所述浮筒的侧壁，包括用于指示液位高低的多个接点；

排气阀，设置于所述浮筒的顶部，当发电机组排气回水时，用于将残留在所述调相压水水位传感器的管路中的气体排尽，使所述浮子正确反映液位；

进水口管路，设置于所述浮筒的下端侧面，所述进水口管路包括：进水前段、进水连接段及进水后段，所述进水前段通过所述进水连接段连接所述进水后段；

出水口管路，设置于所述浮筒的上端侧面，所述出水口管路包括：出水前段、出水连接段及出水后段，所述出水前段通过所述出水连接段连接所述出水后段。

一实施例中，所述进水前段的高度高于所述进水后段。

一实施例中，所述出水前段的高度高于所述出水后段。

一实施例中，所述多个接点由上至下依次为：液位过高接点、液位高接点、液位升高接点和液位低接点。

为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种调相压水水位控制方法，应用于上述的调相压水水位传感器，该调相压水水位控制方法包括：

当启动机组排气回水后，实时监测是否接收到液位计的液位过高信号；

如果在设定时间内收到所述液位过高信号，或者达到设定时间后仍未收到所述液位过高信号，向所述排气阀下发关闭指令。

利用本发明，提高了液位浮子指示的可靠性，提高了发电机组排气回水工况转换的成功率，维护了发电机组的安全稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中机组导叶开度与机组功率的关系示意图；

图2为现有技术中磁翻板液位计的结构示意图；

图3为本发明实施例的调相压水水位传感器的结构示意图；

图4为本发明实施例的调相压水水位控制方法流程图；

图5为本发明实施例的排气阀关闭逻辑示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图3为本发明实施例的调相压水水位传感器的结构示意图，该调相压水水位传感器连接至一监控系统。如图1所示，包括：浮筒1，浮子2，磁翻板3，液位计4，进水口管路5，出水口管路6及排气阀7等。

浮子2设置于所述浮筒1中，可以沿浮筒内部上下自由移动。

磁翻板3设置于所述浮筒1的侧壁，由可翻动的一组金属片组成，每个金属片的两面涂有不同的颜色。当所述浮子2每次靠近相应的金属片后，金属片会翻转并保持不动。例如，在所有金属片的一面涂上红色，另一面图上绿色，假设初始状态下金属片的红色的一面朝外，当浮子2靠近部分金属片时，被靠近的金属片将翻转，其绿色的一面朝外，然后金属片保持不动；当浮子2再次靠近该部分金属片时，被靠近的金属片将再次翻转，其红色的一面朝外，然后金属片再次保持不动，直至下一次浮子2靠近。

液位计4设置于浮筒1的侧壁，包括用于指示液位高低的多个接点(如图)，多个接点由上至下依次为：液位过高(最高临界高度)接点9、液位高(正常高点临界高度)接点10、液位升高接点11和液位低(正常低点临界高度)接点12。

排气阀7设置于浮筒1的顶部，当发电机组排气回水时，通过排气阀7可以将残留在调相压水水位传感器的管路中的气体排尽，使所述浮子2正确反映浮筒1中的液位。

进水口管路5设置于浮筒1的下端侧面，进水口管路5包括：进水前段51、进水连接段52及进水后段53，进水前段51通过进水连接段52连接所述进水后段53。

一实施例中，进水前段51的高度高于进水后段53。

出水口管路6设置于所述浮筒1的上端侧面，所述出水口管路6包括：出水前段61、出水连接段62及出水后段63，出水前段61通过所述出水连接段62连接所述出水后段63。

一实施例中，出水前段61的高度高于出水后段63。

通过进水口管路5及出水口管路6的设计可以使水能够正常进入液位计，同时将残留在管路里的气体彻底排出。

上述监控系统可以连接至液位计4及排气阀7等设备，用于接收液位计4各个接点的液位信号，向排气阀7发送关闭指令，可以启动机组进行排气回水。当启动机组排气回水后，监控系统可以实时监测是否接收到液位计的液位过高信号；如果在设定时间(例如20秒)内收到液位过高信号(液位过高接点9)，或者达到设定时间后仍未收到液位过高信号，向排气阀7下发关闭指令，完成排气。

基于图3所示的调相压水水位传感器，本发明实施例还提供了一种调相压水水位控制方法，如图4所示，该调相压水水位控制方法包括：

S401：当启动机组排气回水后，实时监测是否接收到液位计的液位过高信号；

S402：如果在设定时间内收到所述液位过高信号，或者达到设定时间后仍未收到所述液位过高信号，向所述排气阀下发关闭指令。

调相压水水位控制方法具体实施时，如图5所示，包括如下步骤：

监控系统启动排气回水；

检测是否收到液位过高信号，当收到该信号后，监控系统下发关液位浮子排气阀7(当计时20秒后，仍然未检测到液位过高信号时，监控系统直接下发指令关闭液位浮子排气阀)。

当排气阀7关闭后，排气回水完成。

利用本发明可以实现如下技术效果：

提高了液位浮子指示的可靠性，对机组排气回水工况转换的成功率有较大的提高，有利于机组的安全稳定运行。

改进了调相压水液位计的结构，在液位计内增加了一个排气回水阀，以便机组进行排气回水时将液位计内残留的气体排尽，防止由于气体残留造成液位指示不准确。

改进了调相压水液位计的进、出水口的结构，方便了液位计的进水和排气，有效的提高了液位计的指示可靠性。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种调相压水水位传感器，连接至一监控系统，其特征在于，包括：

浮筒；

浮子，设置于所述浮筒中；

磁翻板，设置于所述浮筒的侧壁，由可翻动的一组金属片组成，每个金属片的两面涂有不同的颜色，当所述浮子每次靠近金属片后，金属片会翻转并保持不动；

液位计，设置于所述浮筒的侧壁，包括用于指示液位高低的多个接点；

排气阀，设置于所述浮筒的顶部，当发电机组排气回水时，用于将残留在所述调相压水水位传感器的管路中的气体排尽，使所述浮子正确反映液位；

进水口管路，设置于所述浮筒的下端侧面，所述进水口管路包括：进水前段、进水连接段及进水后段，所述进水前段通过所述进水连接段连接所述进水后段；所述进水前段的高度高于所述进水后段；

出水口管路，设置于所述浮筒的上端侧面，所述出水口管路包括：出水前段、出水连接段及出水后段，所述出水前段通过所述出水连接段连接所述出水后段；所述出水前段的高度高于所述出水后段；

所述监控系统连接至所述液位计及排气阀，启动机组排气回水后，监控系统实时监测是否接收到液位计的液位过高信号；如果在设定时间内收到液位过高信号，或者达到设定时间后仍未收到液位过高信号，向排气阀下发关闭指令，完成排气。

2.根据权利要求1所述的调相压水水位传感器，其特征在于，所述多个接点由上至下依次为：液位过高接点、液位高接点、液位升高接点和液位低接点。

3.一种调相压水水位控制方法，应用于权利要求1所述的调相压水水位传感器，其特征在于，包括：

当启动机组排气回水后，实时监测是否接收到液位计的液位过高信号；

如果在设定时间内收到所述液位过高信号，或者达到设定时间后仍未收到所述液位过高信号，向所述排气阀下发关闭指令。