CN210221197U - 一种水电站进水口水流监测系统 - Google Patents

Abstract

一种水电站进水口水流监测系统，属于水力发电技术领域，包括闸门现地控制单元；其特征在于：还包括水位监测装置和信号采集终端；所述水位监测装置、信号采集终端和闸门现地控制单元依次连接；所述水位监测装置设置于水电站进水口的检修闸门与事故闸门之间。通过水位监测装置对流道水流的水位、流量、体积进行实时监测，并通过信号采集终端将模拟量电信号传输至信号采集终端，再通过闸门现地控制单元为水电机组运行状态和检修状态下提供监控与预警信号，达到防止危险事故发生的目的，本实用新型所述水电站进水口水流监测系统结构简单，易于操作，适于推广应用。

Description

一种水电站进水口水流监测系统

技术领域

本实用新型属于水力发电技术领域，尤其涉及一种水电站进水口水流监测系统。

背景技术

水电站水轮机进水口多设置两道闸门进行水流控制，靠近上游侧为检修闸门，与拦污栅共用一道门槽，流道内靠下游侧为事故闸门，起到紧急状态下迅速切断水流，避免水轮发电机组事态扩大的作用，检修闸门负责在机组检修状态或事故闸门检修时切断水流。

常规水电机组在检修时，需先落下事故闸门，切断水流后，利用坝顶门机提起拦污栅，落下检修闸门，同样，在检修完毕需冲水时，需先提起事故闸门，后提起检修闸门。在水电机组检修期间，检修闸门因为水封不严、缝隙等原因，产生渗漏水，储存在两扇闸门中间流道内，在无监测信号预警下，贸然提起事故闸门时，造成大体积水量突然下泄，容易对流道内部作业产生危险，危及人身安全。

发明内容

本实用新型旨在解决上述问题，提供一种水电站进水口检修闸门与事故闸门间水流监测系统。

本实用新型所述水电站进水口水流监测系统，包括闸门现地控制单元；还包括水位监测装置和信号采集终端；所述水位监测装置、信号采集终端和闸门现地控制单元依次连接；所述水位监测装置设置于水电站进水口的检修闸门与事故闸门之间。水位监测装置将监测数据传送至信号采集终端，对监测数据进行解析，将解析后的监测数据实时上传至闸门现地控制单元，从而为涉及到流道的现场作业提供预警信息。

本实用新型所述水电站进水口水流监测系统，所述水位监测装置包括有两个，分别对称设置于前述事故闸门前端的两侧，两侧水位监测装置互为备用，避免一个水位监测装置发生故障而导致整个系统无法使用，提高使用效率。

本实用新型所述水电站进水口水流监测系统，所述水位监测装置为电阻式液位探测装置。

本实用新型所述水电站进水口水流监测系统，所述水位监测装置为一长条形水尺；所述长条形水尺的外表面为一圆弧形保护壳；所述长条形水尺的纵截面呈半圆形；所述长条形水尺内沿其长度方向内置一根电阻丝；所述电阻丝的外侧设置一圆筒状透明绝缘保护壳；所述透明绝缘保护壳的一侧设置有刻度线；所述长条形水尺的两端通过绝缘固定螺栓固定。透明绝缘保护壳侧边刻度线既可用于人工读测，又能用于人工与自动化比测，校正零位；所述长条形水尺的外表面为弧形；所述长条形水尺的横截面呈半圆形，可以最小化对流道水流形态的影响；长条形水尺的两端绝缘固定，测量时通过引出线输出电流信号的大小，计算电阻值，继而得到液位高度。

本实用新型所述水电站进水口水流监测系统，所述刻度线的最小刻度为1mm。

本实用新型所述水电站进水口水流监测系统，所述透明绝缘保护壳的底部设置有过滤网。过滤网可以防止因为水流含沙大等原因造成测量误差，此外，还可在动态水流变化中平缓液位高度变化，减少跳动。

本实用新型所述水电站进水口水流监测系统，包括闸门现地控制单元，还包括水位监测装置和信号采集终端，通过水位监测装置对流道水流的水位、流量、体积进行实时监测，并通过信号采集终端将模拟量电信号传输至信号采集终端，再通过闸门现地控制单元为水电机组运行状态和检修状态下提供监控与预警信号，达到防止危险事故发生的目的，本实用新型所述水电站进水口水流监测系统结构简单，易于操作，适于推广应用。

附图说明

图1为本实用新型所述水电站进水口水流监测系统结构示意图；

图2为本实用新型所述水位监测装置的安装位置示意图；

图3为本实用新型所述水位监测装置的结构示意图；

其中1-检修闸门、2-水位监测装置、3-事故闸门、4-引出线、5-固定螺栓、6 长条形水尺；7-电阻丝、8-透明绝缘保护壳、9-刻度线、10-过滤网。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型所述水电站进水口水流监测系统进行详细说明。

本实用新型所述水电站进水口水流监测系统，包括闸门现地控制单元；还包括水位监测装置2和信号采集终端；所述水位监测装置2、信号采集终端和闸门现地控制单元依次连接；如图2所示，所述水位监测装置2设置于水电站进水口的检修闸门1与事故闸门3之间。所述水位监测装置2包括有两个，分别对称设置于前述事故闸门3前端的两侧，两侧水位监测装置2互为备用，水位监测装置2为电阻式液位探测装置。

如图3所示，所述水位监测装置2为一长条形水尺6；所述长条形水尺6的外表面为一弧形保护壳；所述长条形水尺6的纵截面呈半圆形；所述长条形水尺6内沿其长度方向内置一根电阻丝7；所述电阻丝7的外侧设置一圆筒状透明绝缘保护壳8；所述透明绝缘保护壳8的底部设置有过滤网10。所述透明绝缘保护壳8的一侧设置有刻度线9，刻度线9的最小刻度为1mm；所述长条形水尺6的两端绝缘固定。透明绝缘保护壳8侧边的刻度线9既可用于人工读测，又能用于人工与自动化比测，校正零位；所述长条形水尺6的外表面为弧形；所述长条形水尺6的纵截面呈半圆形，可以最小化对流道水流形态的影响；长条形水尺6的两端通过固定螺栓5固定，引出线4穿过螺栓，测量时通过引出线4输出电流信号的大小，计算电阻值，继而得到液位高度。

在本实施例中，如图1所示，水电站进水口水流监测系统由水位监测装置2采集水位信号，经传输至信号采集终端，负责对模拟量信号进行解析，通过电阻阻值的变化引起的输出电流信号的变化，解析出水位值，并按照流道内体积与高度的关系曲线，计算得到该时刻水量体积，体积的变化计算出流量值。将上述监测指标上传至闸门现地控制单元及水电站中央控制室。

上述监测指标根据机组状态，设置水位阈值，如在开机状态下，以水轮机最大过机流量反推的水位值为设定值，停机检修状态下，此时，事故闸门3与检修闸门1均已落下，可设置较小水位值，实现流道内水体的实时监控与过量预警，为流道内检修作业与闸门启闭提供辅助安全预警。

如图2所示，检修闸门1与拦污栅共用一道门槽，事故闸门3起到紧急事故下切断水流的作用，水位监测装置2设置于事故闸门3前侧，紧邻闸门槽，长度与流道高度保持一致，以起到监测水位高度最大化的需要。水位监测装置2共有两个，分别安装于事故闸门3前左右两侧，共同监控流道内水位值，两者互为备用。

电阻丝7内置于圆弧形的长条水尺内，长条水尺所用材料为透明壳；导电液体水经过滤网10进入后，随着液位高度的变化，电阻丝7的电阻值由大变小，经过的电流值在固定电压下由小变大，经信号采集终端解析后可表征水位的高度变化。采用长条水尺的透明保护壳与刻度配合，可人工读测出水位值，便于设备零位校测。

水电机组工作状态下，流道压力脉动值较大，水流湍急，且在部分地区，水质中含沙较多，采用过滤网10一方面可以过滤大颗粒杂质，另一方面可平缓水流，便于液位稳定观测。

采集到的模拟量电信号传输至信号采集终端，经过内置解码转换为水位信号。同时，进水口流道尺寸已知，可建立高度与流道体积的关系，间接计算得到水流体积大小，固定时间段的体积变化量可计算得到流量值。在本实施例中，采用直采水位信息计算入流流量及体积，可减少流道内仪器布置数量，减少对过流形态的影响，且在水轮机工作时，监测流量信号可为水轮机自带监测装置发挥备用功能。

本实施例中信号采集终端中内置监测预警模块，通过设定水位、流量与体积阈值，超出设定值时产生报警信号，将实时监测信号与预警信号引至闸门现地控制系统与水电站中央控制室中，方便操作人员与值班人员实时监控。

Claims (6)

1.一种水电站进水口水流监测系统，包括闸门现地控制单元；其特征在于：还包括水位监测装置（2）和信号采集终端；所述水位监测装置（2）、信号采集终端和闸门现地控制单元依次连接；所述水位监测装置（2）设置于水电站进水口的检修闸门（1）与事故闸门（3）之间。

2.根据权利要求1所述水电站进水口水流监测系统，其特征在于：所述水位监测装置（2）包括有两个，分别对称设置于前述事故闸门（3）前端的两侧。

3.根据权利要求2所述水电站进水口水流监测系统，其特征在于：所述水位监测装置（2）为电阻式液位探测装置。

4.根据权利要求3所述水电站进水口水流监测系统，其特征在于：所述水位监测装置（2）为一长条形水尺（6）；所述长条形水尺（6）的外表面为一圆弧形保护壳；所述长条形水尺（6）的纵截面呈半圆形；所述长条形水尺（6）内沿其长度方向内置一根电阻丝（7）；所述电阻丝（7）的外侧设置一圆筒状透明绝缘保护壳（8）；所述透明绝缘保护壳（8）的一侧设置有刻度线（9）；所述长条形水尺（6）的两端绝缘固定。

5.根据权利要求4所述水电站进水口水流监测系统，其特征在于：所述刻度线（9）的最小刻度为1mm。

6.根据权利要求4或5所述水电站进水口水流监测系统，其特征在于：所述透明绝缘保护壳（8）的底部设置有过滤网（10）。

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