CN111443217B - 变电站调相机水冷却系统管道流速测量装置、系统及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站调相机水冷却系统管道流速测量装置、系统及其应用方法，本发明的流速测量装置包括滑片组件，滑片组件包括滑轨和滑动布置于滑轨中的滑块，滑块的底部连接有挡片，滑轨上设有间隔布置的伸缩机构和感应器，伸缩机构具有用于阻挡滑块滑动的第一状态和用于允许滑块滑动的第二状态，感应器设于滑块的滑动路径上，使得滑块仅可滑动于感应器一侧的滑轨中；系统包括前述流速测量装置；应用方法包括应用前述流速测量装置获得管道流速。本发明能够实现调相机水冷却系统管道流速的精确测量，具有检测时对水流阻力影响小，不需要长期占用管道内空间，对管道结构改动小，安装简单方便的优点。

Description

变电站调相机水冷却系统管道流速测量装置、系统及其应用 方法

技术领域

本发明涉及变电站设备检测技术，具体涉及一种变电站调相机水冷却系统管道流速测量装置、系统及其应用方法。

背景技术

随着全球能源互联网的发展，特高压输电技术在能量输送中也发挥着越来越重要的作用，而快速发展的特高压输电技术对于设备也提出了更高的要求。特高压调相机是用于特高压直流输电电网交直流换流站的核心设备之一，是向电力系统提供无功功率的一种同步电机，对保证电网尤其是特高压电网的可靠运行至关重要。特高压调相机的油系统就像是人的心脏系统一样，通过润滑油的平稳、精准给送，从而保障调相机的安全、可靠、高效运行；特高压调相机的水冷却系统负责调相机定子和转子的冷却，水冷却系统是否正常运转关系着整个调相机的安全稳定运行。为了实现水冷却系统中流速检测，现有技术采用的皮托流速计或者压力传感器等均需固定安装，或对管道结构进行改动调整、增加盲管端等，长期占用管道内空间，使得水流阻力较大，且通过模电信号转换，存在较大的测量误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种变电站调相机水冷却系统管道流速测量装置、系统及其应用方法，本发明能够实现调相机水冷却系统管道流速的精确测量，具有检测时对水流阻力影响小，不需要长期占用管道内空间，对管道结构改动小，安装简单方便的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种变电站调相机水冷却系统管道流速测量装置，包括滑片组件，所述滑片组件包括滑轨和滑动布置于滑轨中的滑块，所述滑块的底部连接有挡片，所述滑轨上设有间隔布置的伸缩机构和感应器，伸缩机构具有用于阻挡滑块滑动的第一状态和用于允许滑块滑动的第二状态，所述感应器设于滑块的滑动路径上使得滑块仅可滑动于感应器一侧的滑轨中。

可选地，所述滑轨包括平行布置的两个轨道体，所述两个轨道体之间的相对面上设有滑槽，所述滑块的两侧均安装有滚轮，所述滚轮嵌入安装在滑槽中且支承在滑槽的底面上。

可选地，所述滑块上设有沿着竖直方向贯穿布置的调节孔，所述挡片插设布置在调节孔中，所述调节孔的开口一侧设有用于将挡片固定的紧固件。

可选地，所述挡片上设有沿长度方向均匀布置的一排定位孔，所述紧固件插设布置在一个定位孔中将挡片锁紧固定。

可选地，所述滑块的至少一个滚轮带有行程复位驱动电机。

可选地，所述行程复位驱动电机为同步电机。

可选地，本发明还包括控制终端，所述伸缩机构、感应器、行程复位驱动电机分别与控制终端相连。

可选地，所述控制终端包括操控台和设于操控台中的控制单元，所述操控台上设有测试键、复位键和显示模块，所述测试键、复位键和显示模块分别与控制单元相连，所述控制单元被编程或配置以执行下述步骤：S1）监测测试键的触发信号，如果检测到测试键的触发信号，则跳转执行下一步，否则跳转执行步骤S1）；S2）控制伸缩机构由第一状态切换至第二状态使得滑块开始跟随管道内的冷却水运动并启动计时，然后检测感应器对滑块的触发信号，如果检测到感应器对滑块的触发信号则停止计时，并将伸缩机构和感应器之间的滑轨长度除以计时时间得到管道流速并通过显示模块显示输出；S3）监测复位键的触发信号，如果检测到复位键的触发信号，则跳转执行下一步，否则跳转执行步骤S3）；S4）启动行程复位驱动电机将滑块复位，在滑块复位后控制伸缩机构由第二状态恢复至第一状态将滑块阻挡。

此外，本发明还提供一种变电站调相机水冷却系统，包括水平布置的冷却水管，冷却水管上安装有前述变电站调相机水冷却系统管道流速测量装置的滑片组件，所述冷却水管的顶部设有长度方向的开口槽位，所述变电站调相机水冷却系统管道流速测量装置的挡片穿过开口槽位后插设于冷却水管底部的冷却水中。

此外，本发明还提供一种根据前述的变电站调相机水冷却系统管道流速测量装置的应用方法，实施步骤包括：预先将滑块滑动至被伸缩机构阻挡状态，启动测量时控制伸缩机构由第一状态切换至第二状态并启动计时，使得滑块开始跟随管道内的冷却水运动，然后检测感应器对滑块的触发信号，如果检测到感应器对滑块的触发信号则停止计时，将伸缩机构和感应器之间的滑轨长度除以计时时间得到变电站调相机水冷却系统冷却水管的管道流速。

和现有技术相比，本发明的变电站调相机水冷却系统管道流速测量装置具有下述优点：

1、本发明无需利用皮托管流速计等装置采集数据并结合伯努利方程导出的测速公式来实现，对于管内水流速度进行直接测量，避免了理想状态下的公式和实际案例中的条件不完全匹配的问题。

2、与以往的测量装置相比，该装置测量工具体积小，可收缩，不会影响正常工况下的水流运输，可靠性和稳定性好，测量过程方便快捷，测量结果更为精确。

附图说明

图1为本发明实施例装置的检测原理示意图。

图2为本发明实施例装置的结构示意图。

图3为图2中滑片组件靠伸缩机构端的局部放大结构示意图。

图4为本发明实施例中滑片组件的立体结构示意图。

图例说明：1、滑片组件；11、滑轨；111、轨道体；112、滑槽；12、滑块；121、滚轮；122、紧固件；13、挡片；131、定位孔；14、伸缩机构；15、感应器；2、控制终端；21、操控台；22、测试键；23、复位键；24、显示模块。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明的技术方案为依据开展，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，对本发明的技术方案作进一步解释说明。

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例的变电站调相机水冷却系统管道流速测量装置包括滑片组件1，滑片组件1包括滑轨11和滑动布置于滑轨11中的滑块12，滑块12的底部连接有挡片13，滑轨11上设有间隔布置的伸缩机构14和感应器15，伸缩机构14具有用于阻挡滑块12滑动的第一状态和用于允许滑块12滑动的第二状态，感应器15设于滑块12的滑动路径上使得滑块12仅可滑动于感应器15一侧的滑轨11中。滑片组件1在使用时伸缩机构14位于管道上游、感应器15位于管道下游，利用水流带动挡片13随管道内水流进行滑移，进而检测检测挡片13的速度即可实现管道流速的测量。

如图1、图2和图3所示，本实施例中滑轨11包括平行布置的两个轨道体111，两个轨道体111之间的相对面上设有滑槽112，滑块12的两侧均安装有滚轮121，滚轮121嵌入安装在滑槽112中且支承在滑槽112的底面上，通过上述方式可使得滑轨11、滑块12之间的阻力更小，能够提高管道流速检测的精度。

本实施例中，滑块12的至少一个滚轮121带有行程复位驱动电机，通过行程复位驱动电机能够方便地控制滑块12复位，此外也可以采用手动复位的方式。本实施例中，行程复位驱动电机为同步电机，这样可以降低成本，实现伸缩机构14运动的可靠控制。

为了实现对不同管径、不同水位的检测，如图1、图2和图3所示，本实施例中滑块12上设有沿着竖直方向贯穿布置的调节孔122，挡片13插设布置在调节孔122中，调节孔122的开口一侧设有用于将挡片13固定的紧固件123。通过上述结构可调节挡片13往下伸出部分的长度，可控制插入管道中的深度，从而能够实现对不同管径、不同水位的检测，可测试不同层次的水流流速；而且不需要对水冷却系统管道流速进行测量时还可以将挡片13收上去，最大程度地减小对管道日常运行的影响。作为一种可选的实施方式，可在挡片13的端部布置一块挡板，从而可通过面积更大的挡板使得测试不同层次的水流流速时检测精度更好。

本实施例中，挡片13采用不锈钢材质薄片。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，挡片13上设有沿长度方向均匀布置的一排定位孔131，紧固件123插设布置在一个定位孔131中将挡片13锁紧固定，通过上述定位孔131的设置，可以实现对不同深度的位置定档位，从而使得不同管道测试比较时更精准。

作为一种具体的实施方式，本实施例中的伸缩机构14包括伸缩电机、蜗轮和蜗杆，伸缩电机带动蜗轮转动，蜗杆与滑轨11上的布置的固定套螺纹配合，蜗轮和蜗杆相互配合，从而可以驱动蜗杆相对固定套伸出或回缩，实现使得伸缩机构14具有用于阻挡滑块12滑动的第一状态和用于允许滑块12滑动的第二状态。其中伸缩电机采用步进电机，这样可以降低成本，实现伸缩机构14运动的可靠控制。此外，伸缩机构14还可以直接采用直线电机、气缸、液压缸等，同样也可以使得伸缩机构14具有用于阻挡滑块12滑动的第一状态和用于允许滑块12滑动的第二状态。

作为一种具体的实施方式，本实施例中的感应器15采用轻触开关实现，此外也可以采用霍尔元件（滑块12上设磁铁），通过霍尔元件和磁铁也可以实现触发感应。

如图1、图2和图3所示，本实施例还包括控制终端2，伸缩机构14、感应器15、行程复位驱动电机分别与控制终端2相连。控制终端2用于协同各组件（伸缩机构14、感应器15、行程复位驱动电机）的电气连接，并对检测数据进行处理，并输出结果。

需要说明的是，控制终端2还可以根据需要采用计算机设备来实现。本实施例中控制终端2采用嵌入式结构，成本较低，尤其适合现场作业。

如图1和图2所示，本实施例中控制终端2包括操控台21和设于操控台21中的控制单元，操控台21上设有测试键22、复位键23和显示模块24，测试键22、复位键23和显示模块24分别与控制单元相连，控制单元被编程或配置以执行下述步骤：S1）监测测试键22的触发信号，如果检测到测试键22的触发信号，则跳转执行下一步，否则跳转执行步骤S1）；S2）控制伸缩机构14由第一状态切换至第二状态使得滑块12开始跟随管道内的冷却水运动并启动计时，然后检测感应器15对滑块12的触发信号，如果检测到感应器15对滑块12的触发信号则停止计时，并将伸缩机构14和感应器15之间的滑轨11长度除以计时时间得到管道流速并通过显示模块24显示输出；S3）监测复位键23的触发信号，如果检测到复位键23的触发信号，则跳转执行下一步，否则跳转执行步骤S3）；S4）启动行程复位驱动电机将滑块12复位，在滑块12复位后控制伸缩机构14由第二状态恢复至第一状态将滑块12阻挡。

此外，本实施例还提供一种变电站调相机水冷却系统，包括水平布置的冷却水管，冷却水管上安装有前述变电站调相机水冷却系统管道流速测量装置的滑片组件1，冷却水管的顶部设有长度方向的开口槽位，变电站调相机水冷却系统管道流速测量装置的挡片13穿过开口槽位后插设于冷却水管底部的冷却水中。

此外，本实施例还提供一种前述变电站调相机水冷却系统管道流速测量装置的应用方法，实施步骤包括：预先将滑块12滑动至被伸缩机构14阻挡状态，启动测量时控制伸缩机构14由第一状态切换至第二状态并启动计时，使得滑块12开始跟随管道内的冷却水运动，然后检测感应器15对滑块12的触发信号，如果检测到感应器15对滑块12的触发信号则停止计时，将伸缩机构14和感应器15之间的滑轨11长度除以计时时间得到变电站调相机水冷却系统冷却水管的管道流速。例如伸缩机构14和感应器15之间的滑轨11长度为10cm，计时时间为5s，则管道流速为2cm/s。需要说明的是，计时既可采用硬件计时器，也可采用程序实现。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／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。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种变电站调相机水冷却系统管道流速测量装置，其特征在于，包括滑片组件（1）和控制终端（2），所述滑片组件（1）包括滑轨（11）和滑动布置于滑轨（11）中的滑块（12），所述滑块（12）的底部连接有挡片（13），所述滑轨（11）上设有间隔布置的伸缩机构（14）和感应器（15），伸缩机构（14）具有用于阻挡滑块（12）滑动的第一状态和用于允许滑块（12）滑动的第二状态，所述感应器（15）设于滑块（12）的滑动路径上使得滑块（12）仅可滑动于感应器（15）一侧的滑轨（11）中，所述伸缩机构（14）、感应器（15）、行程复位驱动电机分别与控制终端（2）相连；所述控制终端（2）包括操控台（21）和设于操控台（21）中的控制单元，所述操控台（21）上设有测试键（22）、复位键（23）和显示模块（24），所述测试键（22）、复位键（23）和显示模块（24）分别与控制单元相连，所述控制单元被编程或配置以执行下述步骤：S1）监测测试键（22）的触发信号，如果检测到测试键（22）的触发信号，则跳转执行下一步，否则跳转执行步骤S1）；S2）控制伸缩机构（14）由第一状态切换至第二状态使得滑块（12）开始跟随管道内的冷却水运动并启动计时，然后检测感应器（15）对滑块（12）的触发信号，如果检测到感应器（15）对滑块（12）的触发信号则停止计时，并将伸缩机构（14）和感应器（15）之间的滑轨（11）长度除以计时时间得到管道流速并通过显示模块（24）显示输出；S3）监测复位键（23）的触发信号，如果检测到复位键（23）的触发信号，则跳转执行下一步，否则跳转执行步骤S3）；S4）启动行程复位驱动电机将滑块（12）复位，在滑块（12）复位后控制伸缩机构（14）由第二状态恢复至第一状态将滑块（12）阻挡；所述滑轨（11）包括平行布置的两个轨道体（111），所述两个轨道体（111）之间的相对面上设有滑槽（112），所述滑块（12）的两侧均安装有滚轮（121），所述滚轮（121）嵌入安装在滑槽（112）中且支承在滑槽（112）的底面上；所述滑块（12）上设有沿着竖直方向贯穿布置的调节孔（122），所述挡片（13）插设布置在调节孔（122）中，所述调节孔（122）的开口一侧设有用于将挡片（13）固定的紧固件（123）；所述挡片（13）上设有沿长度方向均匀布置的一排定位孔（131），所述紧固件（123）插设布置在一个定位孔（131）中将挡片（13）锁紧固定。

2.根据权利要求1所述的变电站调相机水冷却系统管道流速测量装置，其特征在于，所述滑块（12）的至少一个滚轮（121）带有行程复位驱动电机。

3.根据权利要求2所述的变电站调相机水冷却系统管道流速测量装置，其特征在于，所述行程复位驱动电机为同步电机。

4.一种变电站调相机水冷却系统，包括水平布置的冷却水管，其特征在于，冷却水管上安装有权利要求1～3中任意一项所述变电站调相机水冷却系统管道流速测量装置的滑片组件（1），所述冷却水管的顶部设有长度方向的开口槽位，所述变电站调相机水冷却系统管道流速测量装置的挡片（13）穿过开口槽位后插设于冷却水管底部的冷却水中。

5.一种根据权利要求1～3中任意一项所述的变电站调相机水冷却系统管道流速测量装置的应用方法，其特征在于实施步骤包括：预先将滑块（12）滑动至被伸缩机构（14）阻挡状态，启动测量时控制伸缩机构（14）由第一状态切换至第二状态并启动计时，使得滑块（12）开始跟随管道内的冷却水运动，然后检测感应器（15）对滑块（12）的触发信号，如果检测到感应器（15）对滑块（12）的触发信号则停止计时，将伸缩机构（14）和感应器（15）之间的滑轨（11）长度除以计时时间得到变电站调相机水冷却系统冷却水管的管道流速。

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