CN206694181U - 水泵水轮机导叶位置测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水泵水轮机导叶位置测量装置，水泵水轮机导叶位置测量装置包括固定的底环和能够被控制转动的控制环，两者之间连接有平板导叶，控制环左右转动时能够驱动各导叶同步开或闭。并在接力器的外壳上固定有高精度激光测距传感器，又在活塞杆的端部固定有导叶位置基准板。本实用新型采用高精度激光测距的方法来测量导叶接力器行程从而计得到导叶位置，具有抗电磁干扰能力强、精度高、体积小等优点，可用于控制环控制方式的导叶位置测量，也可用于单导叶控制方式的导叶位置测量。
Description
技术领域
本实用新型属抽水蓄能电站调速器测控技术领域，具体涉及一种水泵水轮机导叶位置测量装置。
背景技术
调速器是抽水蓄能电站最重要的测控设备之一，其主要功能是调节机组的频率和负荷，使其满足电力系统要求或设定值，承担机组启停、并网、负荷和频率调节等操作，同时是电站与机组安全控制的执行装置之一，在故障情况下，关闭水泵水轮机导叶，防止事态扩大。导叶是水泵水轮机控制水流的核心机械执行部件，其位置测量的准确性和可靠性直接关系机组频率和负荷的调节品质。
目前抽水蓄能机组导叶位置测量多采用常规位移传感器，抗振动、抗干扰能力差，可靠性较低。
实用新型内容：
本实用新型针对目前抽水蓄能电站中调速器在测控过程存在的问题和不足，提供一种水泵水轮机导叶位置测量装置。
采用的技术方案：一种水泵水轮机导叶位置测量装置，包括底环、控制环、接力器和导叶，所述底环固定在机架上，底环上均布设置有多个轴套；所述控制环的下端设置有下缘外翻边，在下缘外翻边上均布有轴孔，轴孔数量与轴座数量相同，并在每个轴孔内分别安装有根转轴，每根根转轴上分别铰接有驱动板，驱动板的另一端通过中转轴铰接有从动板，各从动板的末端铰接有导叶轴，各导叶轴的下端安装在底环的对应轴套内；各导叶轴上分布有平板导叶；一对平行设置安装在机架上的接力器，其活塞杆的端部通过销轴铰接在控制环的上端；在所述接力器的外壳上固定有高精度激光测距传感器，并在所述活塞杆的端部固定有导叶位置基准板；所述高精度激光测距传感器与导叶位置基准板的正面中心对应，高精度激光测距传感器通过光纤或双绞线与调速控制器连接。
在所述控制环的上端两侧对称位置设置有向下扣的平板式连接耳，平板式连接耳的端面与驱动环表面平行，两者之间形成间隙；所述接力器的活塞杆末端连接有连接片，连接片匹配套装于该间隙内并铰接在销轴上，连接片被约束只能沿转轴水平转动。
另外，还可以在各导叶轴的上端也通过对应轴座安装于机架上，从而对各导叶轴起到更好约束，提高稳定性。
一种水泵水轮机导叶位置测量方法，首先设置一套水泵水轮机导叶位置测量装置，该测量装置包括固定的底环和能够被控制转动的控制环，控制环的下端设置有下缘外翻边，在下缘外翻边上均布有轴孔，轴孔数量与轴座数量相同，并在每个轴孔内分别安装有根转轴，每根根转轴上分别铰接有驱动板，驱动板的另一端通过中转轴铰接有从动板，各从动板的末端铰接有导叶轴，各导叶轴的下端安装在底环的对应轴套内；各导叶轴上分布有平板导叶；所述驱动环转动时能够同步带动各导叶轴旋转相同角度，从而实现控制导叶同步开度；平行设置的接力器的活塞杆端部通过销轴铰接在控制环的上端；并在接力器的外壳上固定有高精度激光测距传感器，又在活塞杆的端部固定有导叶位置基准板；
所述高精度激光测距传感器与导叶位置基准板的正面中心对应，高精度激光测距传感器通过光纤或双绞线与调速器控制器连接；当控制驱动接力器的活塞杆伸缩时，两个高精度激光测距传感器将检测到的活塞行程变化信号△d1和△d2传递给调速控制器，调速控制器根据△d1和△d2计算出各导叶开度，进而计算开闭通量。
另外，还可以在部分驱动板和从动板之间安装有角度传感器，通过角度传感器采集驱动板和从动板之间的角度变化来作为辅助信息发送给调速控制器。
本实用新型的有益效果：本实用新型采用高精度激光测距的方法来测量导叶接力器行程从而计得到导叶位置，具有抗电磁干扰能力强、精度高、体积小等优点，可用于控制环控制方式的导叶位置测量，也可用于单导叶控制方式的导叶位置测量。
附图说明：
图1是本实用新型的结构示意图。
图中标号，1为底环，2为控制环，3为下缘外翻边，4为连接耳，5为接力器，6为活塞杆，7为传感器固定座，8为高精度激光测距传感器，9为导叶位置基准板，10为销轴，11为连接片，12为驱动板，13为从动板，14为根转轴，15为中转轴，16为导叶轴，17为导叶。
具体实施方式：
实施例1：如图1所述的水泵水轮机导叶位置测量装置，底环1是一个固定环，控制环2是一个能够左右转动的活动环。可以将底环1固定在机架上。
底环1上均布设置有多个轴套，用于安装多根导叶轴16。
控制环2的下端设置有下缘外翻边3，在下缘外翻边3上均布有轴孔，轴孔数量与轴座数量相同，并在每个轴孔内分别安装有根转轴，每根根转轴上分别铰接有驱动板，驱动板的另一端通过中转轴铰接有从动板，各从动板的末端铰接有导叶轴16，各导叶轴16的下端安装在底环1的对应轴套内。各导叶轴16上分布有平板导叶。
一对平行设置安装在机架上的接力器5，其活塞杆6的端部通过销轴铰接在控制环2的上端。在接力器5的外壳上固定有高精度激光测距传感器8，并在活塞杆6的端部固定有导叶位置基准板9。高精度激光测距传感器8与导叶位置基准板9的正面中心对应，高精度激光测距传感器8通过光纤或双绞线与调速控制器连接。
另外，在控制环2的上端两侧对称位置设置有向下扣的平板式连接耳4，平板式连接耳4的端面与驱动环表面平行，两者之间形成间隙；所述接力器5的活塞杆6末端连接有连接片，连接片匹配套装于该间隙内并铰接在销轴上，连接片被约束只能沿转轴水平转动。
同时，还可以考虑在各导叶轴16的上端也通过对应轴座安装于机架上，从而对各导叶轴16起到更好约束，提高稳定性。
实施例2：一种水泵水轮机导叶位置测量方法，首先设置一套水泵水轮机导叶位置测量装置，该测量装置包括固定的底环1和能够被控制转动的控制环2，控制环2的下端设置有下缘外翻边，在下缘外翻边上均布有轴孔，轴孔数量与轴座数量相同，并在每个轴孔内分别安装有根转轴，每根根转轴上分别铰接有驱动板，驱动板的另一端通过中转轴铰接有从动板，各从动板的末端铰接有导叶轴16，各导叶轴16的下端安装在底环1的对应轴套内；各导叶轴16上分布有平板导叶；所述驱动环转动时能够同步带动各导叶轴16旋转相同角度，从而实现控制导叶同步开度；平行设置的接力器5的活塞杆6端部通过销轴铰接在控制环2的上端；并在接力器5的外壳上固定有高精度激光测距传感器8，又在活塞杆6的端部固定有导叶位置基准板9。
高精度激光测距传感器8与导叶位置基准板9的正面中心对应，高精度激光测距传感器8通过光纤或双绞线与调速器控制器连接；当控制驱动接力器5的活塞杆6伸缩时，两个高精度激光测距传感器8将检测到的活塞行程变化信号△d1和△d2传递给调速控制器，调速控制器根据△d1和△d2计算出各导叶开度，进而计算开闭通量。
另外，还可以在部分驱动板和从动板之间安装有角度传感器，通过角度传感器采集驱动板和从动板之间的角度变化来作为辅助信息发送给调速控制器。
导叶位置基准板9提供导叶位置测量的基准参考位置。高精度激光测距传感器8具有光信号输出或4—20mA模拟量输出，工作时测量其和基准板之间的距离，并通过光纤或双绞线与调速器控制器相连接，把激光测距信号送至调速器控制器进行计算，得出导叶位置，进而实现机组频率和负荷调节。
导叶位置测量方法如下：
图1中，导叶为控制环2控制方式，在控制环2的两个接力器5上各安装一套测量装置。单导叶控制方式与此类似，在每个导叶接力器5上各安装一套测量装置。
基准板采用刚度较高的材质固定在导叶接力器5活塞杆6的端部。
高精度激光测距传感器8固定在导叶接力器5的缸体前端部。
导叶全关位置时，激光测距传感器测量出一个最小距离，把此最小距离在调速器控制器内标定为零点。
导叶全开位置时，激光测距传感器测量出一个最大距离，把此最小距离在调速器控制器内标定为100%导叶开度。
导叶在开启和关闭过程中，激光测距传感器测量出一个距离，此距离送至调速器控制器后，在调速器控制器内根据标定的量程按线性关系换算成导叶开度值，用于机组的频率和负荷调节。
控制环2上两个接力器5对应的导叶位置测量值偏差大于设定值1时，调速器控制器发出报警信号。
控制环2上两个接力器5对应的导叶位置测量值偏差大于设定值2时，调速器控制器发出报警信号并停机。
Claims (3)
1.一种水泵水轮机导叶位置测量装置，包括底环、控制环、接力器和导叶，其特征是：所述底环固定在机架上，底环上均布设置有多个轴套；所述控制环的下端设置有下缘外翻边，在下缘外翻边上均布有轴孔，轴孔数量与轴座数量相同，并在每个轴孔内分别安装有根转轴，每根根转轴上分别铰接有驱动板，驱动板的另一端通过中转轴铰接有从动板，各从动板的末端铰接有导叶轴，各导叶轴的下端安装在底环的对应轴套内；各导叶轴上分布有平板导叶；一对平行设置安装在机架上的接力器，其活塞杆的端部通过销轴铰接在控制环的上端；在所述接力器的外壳上固定有高精度激光测距传感器，并在所述活塞杆的端部固定有导叶位置基准板；所述高精度激光测距传感器与导叶位置基准板的正面中心对应，高精度激光测距传感器通过光纤或双绞线与调速控制器连接。
2.根据权利要求1所述的水泵水轮机导叶位置测量装置，其特征是：在所述控制环的上端两侧对称位置设置有向下扣的平板式连接耳，平板式连接耳的端面与驱动环表面平行，两者之间形成间隙；所述接力器的活塞杆末端连接有连接片，连接片匹配套装于该间隙内并铰接在销轴上，连接片被约束只能沿转轴水平转动。
3.根据权利要求1所述的水泵水轮机导叶位置测量装置，其特征是：在至少一个驱动板和从动板之间安装有角度传感器，通过角度传感器采集驱动板和从动板之间的角度变化来作为辅助信息发送给调速控制器。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112523928A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-03-19 | 中国长江电力股份有限公司 | 导叶开度模拟量分段开环控制与调速器变参数pid闭环控制相结合的控制方法及系统 |
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2017
- 2017-05-31 CN CN201720615232.7U patent/CN206694181U/zh active Active
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| CN112523928B (zh) * | 2020-12-07 | 2022-06-03 | 中国长江电力股份有限公司 | 导叶开度模拟量分段开环控制与调速器变参数pid闭环控制相结合的控制方法及系统 |
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