CN218093294U - 一种水轮机效率测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水轮机效率测试装置，包括信号测量传感器、现地采集子站、中心主站、上位机；现地采集子站与信号测量传感器连接；现地采集子站的数量根据被测信号的距离位置设置；近距离相邻被测信号共用一个现地采集子站，远距离相邻被测信号各自设置现地采集子站；中心主站设于调速器盘柜旁，机组导叶、桨叶被测信号通过有线电缆与中心主站连接；中心主站通过信号线或无线传输模块与上位机通讯；上位机通过互联网与远方服务器或智能终端连接。本实用新型可以大幅度减少水轮机效率测试中的信号线缆布线工作，大量节省设备安装时间；同时，由于采集子站布置在传感器旁，减少信号受干扰和长距离衰减，提高了测量的准确度。

Description

一种水轮机效率测试装置

技术领域

本实用新型属于水力发电技术领域，尤其涉及一种水轮机效率测试装置。

背景技术

水轮机运行效率是反映水轮机性能的重要指标,也是水电站经济运行的基础。水轮机模型试验用于水电机组的设计过程之中。水轮机模型试验得到的模型水机效率经过换算得到原型水轮机的效率。对于已投运的水轮机组，由于受模型装置的精度、真机制造水平、安装水平以及换算理论与实际的偏差等因素的影响，真机和模型机在性能上还是存在一定的差异，模型试验的结果不能真实地反映真机的性能，由模型换算得到的原型水轮机的运行特性曲线不能反映实际运行中的水轮机效率状况。水轮机真机效率试验对水电厂而言仍具有重要意义，尤其是对双调机组，真机指数效率试验是优化水电机组协联关系，进而提高双调水轮机运行效率的重要手段。

由于水轮机的真机效率并不能直接根据水轮机输出功和输入功直接测量计算，水轮机真机效率都是根据测量的水轮机流量、工作水头、发电机效率及发电机输出功等进行间接计算。对于水轮机的工作水头，可测量水轮机进口与出口的压力或差压；或者直接测量进水口水位和尾水管出口水位，再扣除水头损失。采用前一种方式时，由于受到预埋水力管路、管路堵塞以及进、出口压力测量设备安装影响，实际测量时较少采用，多采用后一种方式进行机组水头的测量；对于水轮机流量，可采用超声波或流速仪法进行测量，但这两种方法在现场测试实施时均存在很大困难，实际测试中多采用蜗壳压差法进行相对流量测量，通过标定好的流量系数由相对流量计算出机组流量；发电机输出功则采用测量发电机出口电压互感器和电流互感器二次侧输出的电压和电流进行计算；机组导叶开度和桨叶开度等辅助量取自机组调速器盘柜。

目前，水轮机效率测试测试采用有线传输、集中采集数据信号的方式。由现地传感器、传感器线缆、数据采集器和上位机组成。测试时需要临时架设传感器信号电缆。在进行效率测试时，将上述水位信号、蜗壳压差信号及发电机电压互感器电压等所需的信号用信号电缆汇集到数据采集器进行采集。由于各信号位置分布差异较大，效率测试时信号电缆架设工作量大、难度高；同时长距离传输信号也易收到干扰及衰减，导致数据误差大，甚至出错。因此，需要一种适合水轮机效率测试的便捷方案，减少测试布线工作量，提高数据准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种水轮机效率测试装置，采用分布式、无线传输、有线或无线混合传输方式。根据信号源位置布置现地数据采集子站，在上位机旁布置数据采集中心主站，数据采集中心站将数据传输给上位机。现地数据采集子站和中心主站之间采用无线数据传输，测量信号在现地采集子站转换为数字量后进行数字传输。从而解决信号电缆架设困难、数据传输易受干扰或出错问题。

本发明提供了一种水轮机效率测试装置，其特征在于，包括信号测量传感器、现地采集子站、中心主站、上位机；

所述信号测量传感器包括进水口水位传感器、尾水水位传感器、蜗壳压差传感器、蜗壳进口压力传感器、发电机电压互感器、发电机电流互感器；

所述现地采集子站与所述信号测量传感器连接，用于采集传感器信号；

所述现地采集子站的数量根据被测信号的距离位置设置；近距离相邻被测信号共用一个现地采集子站，远距离相邻被测信号各自设置现地采集子站；

所述中心主站设于调速器盘柜旁，机组导叶、桨叶被测信号通过有线电缆与所述中心主站连接；

所述中心主站通过信号线或无线传输模块与所述上位机通讯，用于将数据传输至所述上位机进行分析计算；

所述上位机通过互联网与远方服务器或智能终端连接，用于将分析数据上传至所述远方服务器或智能终端进行在线监测。

进一步地，所述各现地采集子站与中心主站采用433MHz发射接收频率段进行通讯。

借由上述方案，通过水轮机效率测试装置，可以大幅度减少水轮机效率测试中的信号线缆布线工作，大量节省设备安装时间；同时，由于采集子站布置在传感器旁，减少信号受干扰和长距离衰减，提高了测量的准确度。本装置也可以将上位机布置在有空余空间的现地盘柜，安装后长期运行，实现水轮机效率在线监测，指导机组经济运行。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型水轮机效率测试装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参图1所示，本实施例提供了一种水轮机效率测试装置，其特征在于，包括信号测量传感器、现地采集子站、中心主站、上位机。

信号测量传感器包括进水口水位传感器、尾水水位传感器、蜗壳压差传感器、蜗壳进口压力传感器、发电机电压互感器、发电机电流互感器。

现地采集子站与信号测量传感器连接，用于采集传感器信号。

现地采集子站的数量根据被测信号的距离位置设置；近距离相邻(相邻不远的)被测信号共用一个现地采集子站，以节省设备及成本，远距离相邻(相邻较远的)被测信号各自设置现地采集子站。

根据被测信号总体分布选择中心主站的位置，为方便操作和控制发电机组调节，中心主站设于调速器盘柜旁，机组导叶、桨叶等被测信号通过有线电缆与中心主站连接，以节省设备及成本。

中心主站通过信号线或无线传输模块与上位机通讯，用于将数据传输至所述上位机进行分析计算；

上位机通过互联网与远方服务器或手机App等智能终端连接，用于将分析数据上传至所述远方服务器或智能终端进行长时间的在线监测。

在本实施例中，各现地采集子站与中心主站采用433MHz可直接使用、免申请发射接收频率段进行通讯。

该装置主要采用分布式无线测量系统。解决被测信号分布不集中，难于布线的问题；对于局部易于布线部分，采用集中布线。

无线传输采用433MHz免申请使用频段，终端之间自组网无线连接，不需要通讯费用。数据采集子站和中心主站的无线传输方式也可采用GPRS传输，需使用收费的数据流量。

中心主站接收器接收的数字量经通讯方式由采集计算机直接读取，不用再转换为模拟量由采集设备采集，因而提高了数据采集的准确度。

通过该水轮机效率测试装置，可以大幅度减少水轮机效率测试中的信号线缆布线工作，大量节省设备安装时间；同时，由于采集子站布置在传感器旁，减少信号受干扰和长距离衰减，提高了测量的准确度。本装置也可以将上位机布置在有空余空间的现地盘柜，安装后长期运行，实现水轮机效率在线监测，指导机组经济运行。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种水轮机效率测试装置，其特征在于，包括信号测量传感器、现地采集子站、中心主站、上位机；

所述信号测量传感器包括进水口水位传感器、尾水水位传感器、蜗壳压差传感器、蜗壳进口压力传感器、发电机电压互感器、发电机电流互感器；

所述现地采集子站与所述信号测量传感器连接，用于采集传感器信号；

所述现地采集子站的数量根据被测信号的距离位置设置；近距离相邻被测信号共用一个现地采集子站，远距离相邻被测信号各自设置现地采集子站；

所述中心主站设于调速器盘柜旁，机组导叶、桨叶被测信号通过有线电缆与所述中心主站连接；

所述中心主站通过信号线或无线传输模块与所述上位机通讯，用于将数据传输至所述上位机进行分析计算；

所述上位机通过互联网与远方服务器或智能终端连接，用于将分析数据上传至所述远方服务器或智能终端进行在线监测。

2.根据权利要求1所述的水轮机效率测试装置，其特征在于，所述各现地采集子站与中心主站采用433MHz发射接收频率段进行通讯。

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