一種水電站水輪發電機組顯控系統及其控制方法
2023-06-09 06:31:31
一種水電站水輪發電機組顯控系統及其控制方法
【專利摘要】本發明涉及一種水電站水輪發電機組顯控系統及其控制方法。包括一監控中心計算機及與該監控中心計算機連接的多個水輪發電機組顯控裝置;水輪發電機組顯控裝置包括控制單元及與該控制單元連接的人機互動單元、通信單元、自切換電路和供電單元;自切換電路還經外部拓展接口連接至傳感器單元;傳感器單元包括用於檢測水輪機轉速的水輪機轉速傳感器、用於檢測發電機轉速的發電機轉速傳感器、用於檢測水壩底部進水口閥門壓力的壓力傳感器、用於檢測水壩底部進水口水流量的第一水量流量計、用於檢測水輪機進水量的第二水量流量計以及用於檢測發電機組溫度的溫度傳感器。本發明能夠實時顯示水輪發電機組的工況,並能夠通過監控中心計算機遠程監控。
【專利說明】一種水電站水輪發電機組顯控系統及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種水電站水輪發電機組顯控系統及其控制方法。
【背景技術】
[0002]為了使各個水輪發電機組都能清晰、醒目、美觀的顯示出其運行狀態及主要參數。因此需要建立機組的工況現地顯示系統,便於所有人員隨時觀測到機組的運行情況,現有的機組的工況在現地缺少明確指示系統,不利於現場人員直觀的了解各機組的運行狀況。因此,需要建立一套機組的工況現地顯示系統,並對相應儀表設備進行升級,進一步完善機組的監控系統,從而提高機組運行的可靠性和安全性。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於提供一種能夠實時顯示水輪發電機組的工況,並能夠通過監控中心計算機遠程監控的水電站水輪發電機組顯控系統及其控制方法。
[0004]為實現上述目的,本發明的技術方案是:一種水電站水輪發電機組顯控系統,包括一監控中心計算機及與該監控中心計算機連接的多個水輪發電機組顯控裝置;所述水輪發電機組顯控裝置包括控制單元及與該控制單元連接的人機互動單元、通信單元、自切換電路和用於為整個系統供電的供電單元;所述自切換電路還經外部拓展接口連接至傳感器單元;所述傳感器單元包括用於檢測水輪機轉速的水輪機轉速傳感器、用於檢測發電機轉速的發電機轉速傳感器、用於檢測水壩底部進水口閥門壓力的壓力傳感器、用於檢測水壩底部進水口水流量的第一水量流量計、用於檢測水輪機進水量的第二水量流量計以及用於檢測水輪發電機組溫度的溫度傳感器。
[0005]在本發明實施例中,所述人機互動單元包括LCD觸控螢幕和警示LED燈。
[0006]在本發明實施例中,所述通信單元包括乙太網通信模塊、485通信模塊和GPRS通信模塊。
[0007]在本發明實施例中,所述485通信模塊包括485通信晶片、三極體、第一至第四電阻、電容、第一至第二熔斷器和第一至第三二極體,所述485通信晶片的VCC端連接至5V電源端,並經電容連接至地端,所述485通信晶片的GND端連接至地端,所述485通信晶片的第一輸入端和第三輸入端連接至三極體的集電極,所述三極體的集電極還經第二電阻連接至地端,所述三極體的基極經第一電阻連接至所述控制單元,所述三極體的發射極連接至5V電源端,所述485通信晶片的第二輸入端和第四輸入端連接至所述控制單元,所述485通信晶片的第一輸出端經第三電阻連接至485通信晶片的VCC端,所述485通信晶片的第一輸出端還經第一熔斷器連接至所述第一二極體的負極端,所述485通信晶片的第二輸出端經第四電阻連接至地端,所述485通信晶片的第二輸出端還經第二熔斷器連接至所述第三二極體的負極端,所述第一二極體的正極端連接至地端,所述第一二極體的負極端還連接至所述第二二極體的正極端,所述第二二極體的負極端連接至所述第三二極體的負極端,所述第三二極體的正極端連接至地端。
[0008]在本發明實施例中,所述供電單元包括太陽能電源模塊以及採用水輪機自發電供電。
[0009]本發明還提供了一種基於上述所述的水電站水輪發電機組顯控系統的控制方法,包括如下步驟,
步驟S1:啟動水輪發電機組,並通過傳感器單元採集水輪機轉速、發電機轉速、水壩底部進水口閥門壓力、水壩底部進水口水流量、水輪機進水量及水輪發電機組溫度;
步驟S2:判斷水輪機轉速、發電機轉速是否大於預定轉速值,若水輪機轉速、發電機轉速大於預定轉速值,則減少水壩底部進水口閥門打開量;若水輪機轉速、發電機轉速小於預定轉速值,則增加水壩底部進水口閥門打開量;
步驟S3:判斷水壩底部進水口閥門壓力是否大於預設壓力值,若進水口閥門壓力值大於預定壓力值,則通過警示LED燈顯示紅燈報警,並通過通信模塊發送給監控中心計算機;步驟S4:實時將水壩底部進水口水流量、水輪機進水量以及水輪機轉速、發電機轉速發送給監控中心計算機,通過監控中心計算機描繪水壩底部進水口水流量、水輪機進水量以及水輪機轉速、發電機轉速的實時曲線。
[0010]相較於現有技術,本發明具有以下有益效果:
1、本發明電路結構簡單,易於實現;
2、本發明實現了水輪發電機組的工況就地顯示。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明系統框圖。
[0012]圖2為本發明水輪發電機組顯控裝置框圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖,對本發明的技術方案進行具體說明。
[0014]如圖1-2所示,本發明一種水電站水輪發電機組顯控系統,包括一監控中心計算機及與該監控中心計算機連接的多個水輪發電機組顯控裝置;所述水輪發電機組顯控裝置包括控制單元及與該控制單元連接的人機互動單元、通信單元、自切換電路和用於為整個系統供電的供電單元;所述自切換電路還經外部拓展接口連接至傳感器單元;所述傳感器單元包括用於檢測水輪機轉速的水輪機轉速傳感器、用於檢測發電機轉速的發電機轉速傳感器、用於檢測水壩底部進水口閥門壓力的壓力傳感器、用於檢測水壩底部進水口水流量的第一水量流量計、用於檢測水輪機進水量的第二水量流量計以及用於檢測水輪發電機組溫度的溫度傳感器。
[0015]在本發明實施例中,所述人機互動單元包括LCD觸控螢幕和警示LED燈。
[0016]在本發明實施例中,所述通信單元包括乙太網通信模塊、485通信模塊和GPRS通信模塊。
[0017]所述485通信模塊包括485通信晶片、三極體、第一至第四電阻、電容、第一至第二熔斷器和第一至第三二極體,所述485通信晶片的VCC端連接至5V電源端,並經電容連接至地端,所述485通信晶片的GND端連接至地端,所述485通信晶片的第一輸入端和第三輸入端連接至三極體的集電極,所述三極體的集電極還經第二電阻連接至地端,所述三極體的基極經第一電阻連接至所述控制單元,所述三極體的發射極連接至5V電源端,所述485通信晶片的第二輸入端和第四輸入端連接至所述控制單元,所述485通信晶片的第一輸出端經第三電阻連接至485通信晶片的VCC端,所述485通信晶片的第一輸出端還經第一熔斷器連接至所述第一二極體的負極端,所述485通信晶片的第二輸出端經第四電阻連接至地端,所述485通信晶片的第二輸出端還經第二熔斷器連接至所述第三二極體的負極端,所述第一二極體的正極端連接至地端,所述第一二極體的負極端還連接至所述第二二極體的正極端,所述第二二極體的負極端連接至所述第三二極體的負極端,所述第三二極體的正極端連接至地端。
[0018]在本發明實施例中,所述供電單元包括太陽能電源模塊以及採用水輪機自發電供電。
[0019]本發明還提供了一種基於上述所述的水電站水輪發電機組顯控系統的控制方法,包括如下步驟,
步驟S1:啟動水輪發電機組,並通過傳感器單元採集水輪機轉速、發電機轉速、水壩底部進水口閥門壓力、水壩底部進水口水流量、水輪機進水量及水輪發電機組溫度;
步驟S2:判斷水輪機轉速、發電機轉速是否大於預定轉速值,若水輪機轉速、發電機轉速大於預定轉速值,則減少水壩底部進水口閥門打開量;若水輪機轉速、發電機轉速小於預定轉速值,則增加水壩底部進水口閥門打開量;
步驟S3:判斷水壩底部進水口閥門壓力是否大於預設壓力值,若進水口閥門壓力值大於預定壓力值,則通過警示LED燈顯示紅燈報警,並通過通信模塊發送給監控中心計算機;步驟S4:實時將水壩底部進水口水流量、水輪機進水量以及水輪機轉速、發電機轉速發送給監控中心計算機,通過監控中心計算機描繪水壩底部進水口水流量、水輪機進水量以及水輪機轉速、發電機轉速的實時曲線。
[0020]以上是本發明的較佳實施例,凡依本發明技術方案所作的改變,所產生的功能作用未超出本發明技術方案的範圍時,均屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種水電站水輪發電機組顯控系統,其特徵在於:包括一監控中心計算機及與該監控中心計算機連接的多個水輪發電機組顯控裝置;所述水輪發電機組顯控裝置包括控制單元及與該控制單元連接的人機互動單元、通信單元、自切換電路和用於為整個系統供電的供電單元;所述自切換電路還經外部拓展接口連接至傳感器單元;所述傳感器單元包括用於檢測水輪機轉速的水輪機轉速傳感器、用於檢測發電機轉速的發電機轉速傳感器、用於檢測水壩底部進水口閥門壓力的壓力傳感器、用於檢測水壩底部進水口水流量的第一水量流量計、用於檢測水輪機進水量的第二水量流量計以及用於檢測水輪發電機組溫度的溫度傳感器。
2.根據權利要求1所述的一種水電站水輪發電機組顯控系統,其特徵在於:所述人機互動單元包括IXD觸控螢幕和警示LED燈。
3.根據權利要求1所述的一種水電站水輪發電機組顯控系統,其特徵在於:所述通信單元包括乙太網通信模塊、485通信模塊和GPRS通信模塊。
4.根據權利要求3所述的一種水電站水輪發電機組顯控系統,其特徵在於:所述485通信模塊包括485通信晶片、三極體、第一至第四電阻、電容、第一至第二熔斷器和第一至第三二極體,所述485通信晶片的VCC端連接至5V電源端,並經電容連接至地端,所述485通信晶片的GND端連接至地端,所述485通信晶片的第一輸入端和第三輸入端連接至三極體的集電極,所述三極體的集電極還經第二電阻連接至地端,所述三極體的基極經第一電阻連接至所述控制單元,所述三極體的發射極連接至5V電源端,所述485通信晶片的第二輸入端和第四輸入端連接至所述控制單元,所述485通信晶片的第一輸出端經第三電阻連接至485通信晶片的VCC端,所述485通信晶片的第一輸出端還經第一熔斷器連接至所述第一二極體的負極端,所述485通信晶片的第二輸出端經第四電阻連接至地端,所述485通信晶片的第二輸出端還經第二熔斷器連接至所述第三二極體的負極端,所述第一二極體的正極端連接至地端,所述第一二極體的負極端還連接至所述第二二極體的正極端,所述第二二極體的負極端連接至所述第三二極體的負極端,所述第三二極體的正極端連接至地端。
5.根據權利要求1所述的一種水電站水輪發電機組顯控系統,其特徵在於:所述供電單元包括太陽能電源模塊以及採用水輪機自發電供電。
6.根據權利要求1所述的水電站水輪發電機組顯控系統的控制方法,其特徵在於:包括如下步驟, 步驟S1:啟動水輪發電機組,並通過傳感器單元採集水輪機轉速、發電機轉速、水壩底部進水口閥門壓力、水壩底部進水口水流量、水輪機進水量及水輪發電機組溫度; 步驟S2:判斷水輪機轉速、發電機轉速是否大於預定轉速值,若水輪機轉速、發電機轉速大於預定轉速值,則減少水壩底部進水口閥門打開量;若水輪機轉速、發電機轉速小於預定轉速值,則增加水壩底部進水口閥門打開量; 步驟S3:判斷水壩底部進水口閥門壓力是否大於預設壓力值,若進水口閥門壓力值大於預定壓力值,則通過警示LED燈顯示紅燈報警,並通過通信模塊發送給監控中心計算機; 步驟S4:實時將水壩底部進水口水流量、水輪機進水量以及水輪機轉速、發電機轉速發送給監控中心計算機,通過監控中心計算機描繪水壩底部進水口水流量、水輪機進水量以及水輪機轉速、發電機轉速的實時曲線。
【文檔編號】G05B19/418GK104460627SQ201410750144
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月10日 優先權日:2014年12月10日
【發明者】劉熠, 梁鵬超, 吳昌旺, 吳鍾敏, 江斌, 林海豔, 王昕
申請人:國家電網公司, 國網福建省電力有限公司, 福建水口發電集團有限公司