CN116073596A - 一种发电机组定子温升控制系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于发电技术领域，尤其是涉及一种发电机组定子温升控制系统，包括冷却水供水管路和通过四通阀与所述供水管路连接的冷却管路，所述冷却管路的进水口、冷却管路的出水口、供水管路的出水口、系统出水管均分别与所述四通阀的四个接口连接；所述供水管路上设有供水总控电磁阀和监测模块；还包括位于发电机组内的所述定子内若干温度感应装置。本发明提供改造简单，在原来冷却系统的管路上增设总控电磁阀、温度感应装置和若干监测模块监测水流量和水压力值，能够根据根据定子的实时温度调节冷却水的流量，从而冷却管路上的冷却能力。
Description
技术领域
本发明属于发电技术领域，尤其是涉及一种发电机组定子温升控制系统及其方法。
背景技术
发电机组在运行前，需要将定子的温度控制在需要的范围内以便于对定子进行绝缘测试和安全性检查，而在传统的测试中，一般使用手动的方式不断调节冷却水的控制阀门的开度，控制冷却水的流量和压力，从而达到控制定子温度的目的；使用手动的方式存在难以精准调节冷却水的流量和压力的现象。
发明内容
针对背景技术中存在的检修时定子温升需要手动控制阀门开度的技术问题，本发明提供了一种发电机组定子温升控制系统，其改造简单，在原来冷却系统的管路上增设总控电磁阀、温度感应装置和若干监测模块监测水流量和水压力值，能够根据根据定子的实时温度调节冷却水的流量，从而精准调节冷却管路上的冷却能力。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种发电机组定子温升控制系统，包括冷却水供水管路和通过四通阀与所述供水管路连接的冷却管路，所述冷却管路的进水口、冷却管路的出水口、供水管路的出水口、系统出水管均分别与所述四通阀的四个接口连接；所述供水管路上设有供水总控电磁阀和监测模块；还包括位于发电机组内的所述定子内若干温度感应装置。还包括控制器和与所述控制器通过通讯模块连接的上位计算机，所述供水总控电磁阀、监测模块和若干温度感应装置均与所述控制器连接。
进一步地，所述供水管路包括第一取水管路；所述第一取水管路包括依次连接的第一取水电动阀、第一过滤器、第一管路阀门，并与所述供水总控电磁阀连接，所述第一管路旁并列连接有第一支路，所述支路上连接有第一增压阀和第一双吸泵。
进一步地，所述供水管路还包括第二取水管路，所述第二取水管路结构与所述第一取水管路结构相同，所述第一取水管路与所述第二取水管路合流后与所述供水总控电磁阀连接。
进一步地，所述供水总控电磁阀与所述四通阀之间设有所述监测模块。
进一步地，所述冷却管路上依次设有手动控制阀和空气冷却器。
进一步地，所述空气冷却器的下方通过管路连接有集水池。
进一步地，所述空气冷却器的两端管路上均设有所述监测模块。
进一步地，所述监测模块包括连接于管路上的压力变送器、电磁流量计和冷却水温度传感器。
进一步地，所述四通阀包括阀体和位于所述阀体上的电磁阀，以及位于所述阀体内的滑块，所述电磁阀与所述控制器连接；所述阀体上设有第一油口、第二油口、第三油口和第四油口，所述供水管路的出水口通过所述第一油口和所述第二油口与所述冷却管路的进水口连通，所述冷却管路的出水口与通过所述第三油口和所述第四油口与所述系统出水管连通。
一种发电机组定子温升控制方法，应用于上述任一项所述的发电机组定子温升控制系统，包括：实时采集温升系统内的定子温度、冷却水流量、冷却水压力数据；获取定子目标温度与实时温度的差值，根据所述差值通过温度-流量串级PID控制原理进行控制调节阀门的开度，并同时将控制后的阀门开度、冷却水流量和冷却水压力通讯传输给上位计算机。
本发明具有如下优点和有益效果：
本系统通过设置在定子内的温度感应装置来监测定子的温度，通过监测模块实时监测系统内的水压力和水流量，根据定子温度、系统水流量、水压之间的关联性，从而动态调节系统冷却水进水阀门的开度大小，调节系统的流量和压力，控制冷却管路上的冷却装置的冷却能力，从而做到精准控制定子温升后的温度，方便对定子进行绝缘测试和安全性检查。
附图说明
图1为本发明提供的发电机组定子温升控制系统的流程示意图；
图标：1-取水电动阀，2-过滤器，3-管路阀门，4-增加泵，5-双吸泵，6-供水总控电磁阀，7-监测模块，8-四通阀，9-手动控制阀，10-空气冷却器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
实施例
如图1所示，一种发电机组定子温升控制系统，包括冷却水供水管路和通过四通阀8与所述供水管路连接的冷却管路，所述冷却管路的进水口、冷却管路的出水口、供水管路的出水口、系统出水管均分别与所述四通阀8的四个接口连接；所述供水管路上设有供水总控电磁阀6和监测模块7；还包括位于发电机组内的所述定子内若干温度感应装置。
本系统中的供水管路使用原冷却系统的供水管路，节约成本，且所述供水管路包括第一取水管路和备用的第二取水管路；所述第一取水管路包括依次连接的第一取水电动阀1、第一过滤器2、第一管路阀门3，并与所述供水总控电磁阀6连接，所述第一管路旁并列连接有第一支路，所述支路上连接有第一增压阀和第一双吸泵5，可以在水流压力不够难以直接从管路阀门3流过时，启动增压阀和双吸泵5，快速将水流引入系统中。所述第二取水管路结构与所述第一取水管路结构相同，所述第一取水管路与所述第二取水管路合流后与所述供水总控电磁阀6连接。供水总控电磁阀6通过系统内的控制器控制阀门的开合度，从而控制系统内的流量和压力，进而做到控制定子温度的目的。考虑供水根据季节性的要求，分为供第一取水管路取水的坝前取水和供第二取水取水管路的蜗壳取水，冷却水可能含有泥沙或杂质，对阀门的使用寿命影响很大，本实施例中的电动阀选用V型电动球阀，其流通能力大，可调范围大，具有剪切力大，能关闭严密等特点，可切断杂质而关闭，特别使用于流体介质中含有微小固体颗粒、纤维、粘性流体的工况，其调节性能是球阀中最佳的，流量特性是等百分比的，可调比达100:1，可根据控制器给定信号控制阀门开度，调节压力或流量。
系统中的供水管路和冷却管路通过四通阀8连接，所述四通阀8包括阀体和位于所述阀体上的电磁阀，以及位于所述阀体内的滑块，所述电磁阀与所述控制器连接；所述阀体上设有第一油口、第二油口、第三油口和第四油口，所述供水管路的出水口通过所述第一油口和所述第二油口与所述冷却管路的进水口连通，所述冷却管路的出水口与通过所述第三油口和所述第四油口与所述系统出水管连通。直接使用四通阀8连接系统中的三条管路，连接方便，启用水流流通更加方便，且如果系统内部分管路发生堵塞，可以通过电磁阀通电后使阀体内充入高压气从而改变滑块的位置，原来的冷却水由第一油口进入阀体，由第二油口进入冷却管路，由第三油口从冷却管路进入阀体，再从第四油口排出至系统出水管，改变滑块位置后，阀体中冷却水从第三油口进入冷却管路，由第二油口再排入阀体通过系统出水管排出；简单来说，通过四通阀改变冷却管路的出水进水方向，从而可以改变水流流向进行冲洗疏通管路的堵塞。
所述监测模块7包括连接于管路上的压力变送器、电磁流量计和冷却水温度传感器。本系统还包括控制器和与所述控制器通过通讯模块连接的上位计算机，所述供水总控电磁阀6、电磁流量计、压力变送器和若干温度感应装置均与所述控制器连接。压力变送器监测管路上的水压值，并将压力值反馈给控制器，电磁流量计监测管路上的水流量，并反馈给控制器，冷却水温度传感器用于监测管路上的水的温度值，并反馈给控制器进行数据分析。且发电机组内的定子中也设有若干温度感应装置，温度感应装置本实施例中均使用温度传感器，用以实时监测定子的温升情况。
所述冷却管路上依次设有手动控制阀9和空气冷却器10，所述空气冷却器的下方通过管路连接有集水池，空气冷却器10的冷却过程中产生的冷凝水通过管路排入集水池中，所述空气冷却器10的两端管路上均设有所述监测模块7。监测模块7可以实时监测管路上的各项数据并通过控制器反馈给上位机进行存储分析。
本实施例还提供一种用于上述发电机组定子温升控制系统的控制方法，包括：
S1、实时采集温升系统内的定子温度、冷却水流量、冷却水压力数据；通过上述的监测模块可以获取所述的定子温度、冷却水流量、冷却水压力数据，并将数据传输给控制器，所述控制器为可编程控制器，本实施例中使用西门子S7-1500系列可编程控制器，可快速编程，实现与上位计算机通讯，接收信号。所述控制器将接收到的数据信息传输给上位计算机进行存储、计算和分析。
S2、预设定子目标温度、冷却水目标流量；通过上位计算机设定试验所需的定子目标温度和对应目标温度所对应的冷却水目标流量，并将设定的数据传输给控制器。
S3、获取定子目标温度与实时温度的差值，根据所述差值通过温度-流量串级PID控制原理进行控制调节阀门的开度，并同时将控制后的阀门开度、冷却水流量和冷却水压力通讯传输给上位计算机。控制器将接收到的实时数据信息与预设值进行比较，且所述控制器中具备PID程序块，能够进行上述的温度-流量串级PID控制。
所述的温度-流量串级PID控制原理为，以冷却水流量为副对象，流量变动的时间常数小，时延小，控制通路短，从而可加快提高响应速度，缩短过渡过程时间，符合副回路选择的超前，快速，反应灵敏等要求；以定子温度为主对象，冷却水流量的改变需要经过一定时间后通过空冷的热交换才能反应到定子温度，时间常数比较大，时延大。
本系统中的控制原理为：通过温度传感器实时监测定子温度，不断比较定子目标温度和实时温度之间的差，存在差值则不断调节阀门的开度，进而调节定子的实时温度，当定子实时温度与定子目标温度差值在可接受的范围内时，例如差值小于等于5℃，则可以停止调节阀门的开度。在所述阀门开度调节的过程中，与上述温度调节原理同理，通过不断比较阀门的实时开度与阀门目标开度，若存在差值，则通过控制器不断调节阀门的开度直至与阀目标开度相同。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种发电机组定子温升控制系统，其特征在于:包括冷却水供水管路和通过四通阀(8)与所述供水管路连接的冷却管路，所述冷却管路的进水口、冷却管路的出水口、供水管路的出水口、系统出水管均分别与所述四通阀(8)的四个接口连接；
所述供水管路上设有供水总控电磁阀(6)和监测模块(7)；还包括位于发电机组内的所述定子内若干温度感应装置；
还包括控制器和与所述控制器通过通讯模块连接的上位计算机，所述供水总控电磁阀(6)、监测模块(7)和若干温度感应装置均与所述控制器连接。
2.根据权利要求1所述的发电机组定子温升控制系统，其特征在于：所述供水管路包括第一取水管路；所述第一取水管路包括依次连接的第一取水电动阀(1)、第一过滤器(2)、第一管路阀门(3)，并与所述供水总控电磁阀(6)连接，所述第一管路旁并列连接有第一支路，所述支路上连接有第一增压泵和第一双吸泵(5)。
3.根据权利要求2所述的发电机组定子温升控制系统，其特征在于：所述供水管路还包括第二取水管路，所述第二取水管路结构与所述第一取水管路结构相同，所述第一取水管路与所述第二取水管路合流后与所述供水总控电磁阀(6)连接。
4.根据权利要求1所述的发电机组定子温升控制系统，其特征在于：所述供水总控电磁阀(6)与所述四通阀(8)之间设有所述监测模块(7)。
5.根据权利要求1所述的发电机组定子温升控制系统，其特征在于：所述冷却管路上依次设有手动控制阀(9)和空气冷却器(10)。
6.根据权利要求5所述的发电机组定子温升控制系统，其特征在于：所述空气冷却器(10)的两端管路上均设有所述监测模块(7)。
7.根据权利要求5所述的发电机组定子温升控制系统，其特征在于：所述空气冷却器(10)的下方通过管路连接有集水池。
8.根据权利要求1所述的发电机组定子温升控制系统，其特征在于：所述监测模块(7)包括连接于管路上的压力变送器、电磁流量计和冷却水温度传感器。
9.根据权利要求1所述的发电机组定子温升控制系统，其特征在于：所述四通阀(8)包括阀体和位于所述阀体上的电磁阀，以及位于所述阀体内的滑块，所述电磁阀与所述控制器连接；所述阀体上设有第一油口、第二油口、第三油口和第四油口；所述供水管路的出水口通过所述第一油口和所述第二油口与所述冷却管路的进水口连通，所述冷却管路的出水口与通过所述第三油口和所述第四油口与所述系统出水管连通。
10.一种发电机组定子温升控制方法，应用于如权利要求1-9任一项所述的发电机组定子温升控制系统，其特征在于，包括：
实时采集温升系统内的定子温度、冷却水流量、冷却水压力数据；
预设定子目标温度、冷却水目标流量；
获取定子目标温度与实时温度的差值，根据所述差值通过温度-流量串级PID控制原理进行控制调节阀门的开度，并同时将控制后的阀门开度、冷却水流量和冷却水压力通讯传输给上位计算机。
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