CN108252852A - 一种水轮机导叶卡阻过载智能保护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水轮机领域，具体为一种水轮机导叶卡阻过载智能保护系统。通过计算确认机组过载时连板所受力的临界值，并设定当应变片检测到所受力超过临界值时反馈一个机组停机的信号；调速器控制机组停机；包括水轮机本体、顶盖、导叶组，其中：顶盖内侧设置排障口（1），排障口的内壁上贴合设置应变片（2），应变片连接至调速器控制机（3），所述调速器控制机包括机械主控体（101）和调速器总机IC芯片，调速器总机IC芯片上设置有水压监控模块、电压电流采集控制模块、转速监控模块、流量控制模块、流量检查模块、存储模块、通讯交流模块。
Description
技术领域
本发明涉及水轮机领域，具体为一种水轮机导叶卡阻过载智能保护系统。
背景技术
在反击式水轮机中导叶保护装置通常采用导叶臂与连板之间设置剪断销。当导叶之间发生卡阻现象时，剪断销所处位置会发生因为过载而剪断。剪断销中的剪断销信号器在剪断销剪断时会反馈一个信号，控制调速器使得机组停机检查。维护人员在机组停机后对机组停机原因做出检查，排除机组卡阻现象，更换剪断销。机组重新启动运行。
发明内容
本发明的目的是提供具一种水轮机导叶卡阻过载智能保护系统，通过计算确认机组过载时连板所受力的临界值，并设定当应变片检测到所受力超过临界值时反馈一个机组停机的信号；调速器控制机组停机；排除导叶间卡阻现象，机组重新开机。
本发明是通过下述技术方案实现的：一种水轮机导叶卡阻过载智能保护系统，包括水轮机本体、顶盖、导叶组，其中：顶盖内侧设置排障口（1），排障口的内壁上贴合设置应变片（2），应变片连接至调速器控制机（3），所述调速器控制机包括机械主控体（101）和调速器总机IC芯片，调速器总机IC芯片上设置有水压监控模块、电压电流采集控制模块、转速监控模块、流量控制模块、流量检查模块、存储模块、通讯交流模块，转速监控模块连接水轮机主体的主轴上设置的转速传感器，水压监测模块连接应变片，电压电流采集模块和水轮机本体电输出电路连接，流量控制模块和蜗管头端的流量调节阀相连接，流量检测模块和流量送变器连接；所述应变片包括感应膜金属片（4）、压强感应器（5）、信号变频器（6），感应膜金属片上均匀的成方形或线线布置若干压强感应器，压强感应器通过芯片印刷线，连接至应变片控制单片机的信号变频器上；所述调速器控制机，调速器总机IC芯片通过监控线（8）和应变片的信号变频器信号输出口相互连接。
作为优选所述压强感应器至少包括第一电阻（9）、第二电阻（10）、第三电阻（11）、双向二极管（14）、桥式整流器（13），第一电阻（9）、第二电阻（10）并联，第三电阻（11）后方设置桥式整流器，桥式整流器连接至最表面设置的压感采集电敏头（12），压感采集电敏头的输入回路连接至桥式整流器，通过桥式整流器连接第三电阻，第三电阻输入回路连接第一电阻，第一电阻和第二电阻并联，第二电阻并联的输出回路连接至桥式整流器并连接到第三电阻，第一电阻输出回路连接至双向二极管，通过双向二极管连接至压感采集电敏头，所述信号变频器的输出回路和第一电阻输出回路接通，第二电阻的输入回路和信号变频器接通。同时监控两个电阻并通过并联的电阻进行电感应的调整和校准，能适应小的也能适应大的，使得精准度和适应度非常强，更加适合水轮机的测量，在压感采集电敏头上设置了保险用的双向二极管，保护敏感的压感采集电敏头，特别是过载时候，一旦此处保险通路也被“摧毁”，那么整个轮机组也紧急停止，不再进行校调或进行排除自动。
作为优选所述机械主控体包括开关总控（15）、仪表总控（16）、单向电磁阀总控（17）、双向电磁阀总控（18），开关总控通过数据回路和供电回路连接和被调速器总机IC芯片控制连接，开关总控输入回路连接至信号变频器，信号变频器有若干只输出回路，分别连接开关总控（15）、单向电磁阀总控（17）、双向电磁阀总控（18），仪表总控（16）通过数据收集线连接单向电磁阀总控（17）、双向电磁阀总控（18）、开关总控（15）。分岔参数控制精确，并根据水轮机调节系统模型分别输入和求解，能满足多种控制参数和分岔条件，并且进行调频，调频的稳定实现方法简单、精度高。
作为优选所述开关总控（15）内还包括喷针开关。
作为优选所述双向电磁阀总控包括双向电磁阀和双向节流阀；单向电磁阀总控包括单向电磁阀和单向节流阀。
本发明的有益效果是：应变片检测到所受力超过临界值时可以立即监控和反应给水轮机总控电脑使其将整个水轮机机组停机，并且配合调速器控制机进行校准和对比，避免错误调速，避免反应不及时，避免阻力高峰，也提供低水压应变的数据；实现整个调速器控制机组和应变片进行校调后不是立即停机而是采取相应的减速和自我减阻，比如减少水流量和水压，来减少和排除已经临界危险的导叶间卡阻现象，或者应变生产需求能在降低流水、水压、电输出量的情况下继续发电，直至维修开始，不需要在紧急的时候机组重新开机，也取消了剪断销，省去了更换剪断销这一维护步骤，这样就给电站检修维护节省了大量时间，也极大的增强了安全性。
附图说明
图1为水轮机顶盖仰视图。
图2调速器控制机模块图。
图3调速器总机IC芯片电路结构图。
图4控制应变稳压图。
图5机械主控体连接图。
具体实施方式
下面通过实施例，结合附图，对本发明的技术方案作作为优选具体的说明：
如图1-3所示，一种水轮机导叶卡阻过载智能保护系统，包括水轮机本体、顶盖、导叶组，这些为现有技术不再赘述，其中顶盖的一边内侧设置一个空腔来作为排障口（1），这个排障口是可以延伸设置到整个水轮机组顶盖中的，同时因为应变片是软质的我可以一直铺设到整个尾水管、螺管等部位，而且排障口可以多个设置，排障口的内壁上贴合设置应变片（2），应变片连接至调速器控制机（3），所述调速器控制机包括机械主控体（101）和调速器总机IC芯片，调速器总机IC芯片上设置有水压监控模块、电压电流采集控制模块、转速监控模块、流量控制模块、流量检查模块、存储模块、通讯交流模块，转速监控模块连接水轮机主体的主轴上设置的转速传感器，水压监测模块连接应变片，电压电流采集模块和水轮机本体电输出电路连接，流量控制模块和蜗管头端的流量调节阀相连接，流量检测模块和流量送变器连接；所述应变片包括感应膜金属片（4）、压强感应器（5）、信号变频器（6），感应膜金属片上均匀的成方形或线线布置若干压强感应器，压强感应器通过芯片印刷线，连接至应变片控制单片机的信号变频器上；所述调速器控制机，调速器总机IC芯片通过监控线（8）和应变片的信号变频器信号输出口相互连接；所述压强感应器设置三个，分别是第一电阻（9）、第二电阻（10）、第三电阻（11）、双向二极管（14）、桥式整流器（13），第一电阻（9）、第二电阻（10）并联，第三电阻（11）后方设置桥式整流器，桥式整流器连接至最表面设置的压感采集电敏头（12），压感采集电敏头的输入回路连接至桥式整流器，通过桥式整流器连接第三电阻，第三电阻输入回路连接第一电阻，第一电阻和第二电阻并联，第二电阻并联的输出回路连接至桥式整流器并连接到第三电阻，第一电阻输出回路连接至双向二极管，通过双向二极管连接至压感采集电敏头，所述信号变频器的输出回路和第一电阻输出回路接通，第二电阻的输入回路和信号变频器接通。同时监控两个电阻并通过并联的电阻进行电感应的调整和校准，能适应小的也能适应大的，使得精准度和适应度非常强，更加适合水轮机的测量，在压感采集电敏头上设置了保险用的双向二极管，保护敏感的压感采集电敏头，特别是过载时候，一旦此处保险也被“摧毁”，那么整个轮机组也紧急停止，不再进行校调或进行排除自动。
具体实施方式为：应变片上的压强感应器的压感采集电敏头水通过水压的受力来讲压力变为电压数据，电压数据通过若干电阻回路转化为详细的压感信息数据被信号变频器收集，并变成单片机芯片数据，汇集给调速器总机IC芯片控制下的开关总控，并反馈给调速器总机IC芯片中的水压监测模块，调速器总机IC芯片根据已经设置的PID参数表控制开关总控，通过数据的反馈和对比，自动控制相关的单向、双向、节流、和电磁阀来控制相关的水流量，一旦数据不对，立即监控和反应给水轮机总控电脑使其将整个水轮机机组停机，并且配合可是视仪表人工进行校准和对比，避免错误调速，如图4所示避免反应不及时，避免阻力高峰，也提供低水压应变的数据；实现整个调速器控制机组和应变片进行校调后不是立即停机而是采取相应的减速和自我减阻，比如减少水流量和水压，来减少和排除已经临界危险的导叶间卡阻现象，或者应变生产需求能在降低流水、水压、电输出量的情况下继续发电，直至维修开始。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (5)
1.一种水轮机导叶卡阻过载智能保护系统，包括水轮机本体、顶盖、导叶组，其特征是：顶盖内侧设置排障口（1），排障口的内壁上贴合设置应变片（2），应变片连接至调速器控制机（3），所述调速器控制机包括机械主控体（101）和调速器总机IC芯片，调速器总机IC芯片上设置有水压监控模块、电压电流采集控制模块、转速监控模块、流量控制模块、流量检查模块、存储模块、通讯交流模块，转速监控模块连接水轮机主体的主轴上设置的转速传感器，水压监测模块连接应变片，电压电流采集模块和水轮机本体电输出电路连接，流量控制模块和蜗管头端的流量调节阀相连接，流量检测模块和流量送变器连接；所述应变片包括感应膜金属片（4）、压强感应器（5）、信号变频器（6），感应膜金属片上均匀的成方形或线线布置若干压强感应器，压强感应器通过芯片印刷线，连接至应变片控制单片机的信号变频器上；所述调速器控制机，调速器总机IC芯片通过监控线（8）和应变片的信号变频器信号输出口相互连接。
2.根据权利要求1所述的一种水轮机导叶卡阻过载智能保护系统，其特征是：所述压强感应器至少包括第一电阻（9）、第二电阻（10）、第三电阻（11）、双向二极管（14）、桥式整流器（13），第一电阻（9）、第二电阻（10）并联，第三电阻（11）后方设置桥式整流器，桥式整流器连接至最表面设置的压感采集电敏头（12），压感采集电敏头的输入回路连接至桥式整流器，通过桥式整流器连接第三电阻，第三电阻输入回路连接第一电阻，第一电阻和第二电阻并联，第二电阻并联的输出回路连接至桥式整流器并连接到第三电阻，第一电阻输出回路连接至双向二极管，通过双向二极管连接至压感采集电敏头，所述信号变频器的输出回路和第一电阻输出回路接通，第二电阻的输入回路和信号变频器接通。
3.根据权利要求1所述的一种水轮机导叶卡阻过载智能保护系统，其特征是：所述机械主控体包括开关总控（15）、仪表总控（16）、单向电磁阀总控（17）、双向电磁阀总控（18），开关总控通过数据回路和供电回路连接和被调速器总机IC芯片控制连接，开关总控输入回路连接至信号变频器，信号变频器有若干只输出回路，分别连接开关总控（15）、单向电磁阀总控（17）、双向电磁阀总控（18），仪表总控（16）通过数据收集线连接单向电磁阀总控（17）、双向电磁阀总控（18）、开关总控（15）。
4.根据权利要求1所述的一种水轮机导叶卡阻过载智能保护系统，其特征是：所述开关总控（15）内还包括喷针开关。
5.根据权利要求1所述的一种水轮机导叶卡阻过载智能保护系统，其特征是：所述双向电磁阀总控包括双向电磁阀和双向节流阀；单向电磁阀总控包括单向电磁阀和单向节流阀。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN109026502A (zh) * | 2018-08-06 | 2018-12-18 | 兰州理工大学 | 一种带有测控调速系统的水轮机 |
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2018
- 2018-02-12 CN CN201810147108.1A patent/CN108252852A/zh active Pending
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