[實用新型]基于表決輸出方式的水輪機(jī)可編程轉(zhuǎn)速信號裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720083747.3
• 申請日: 2007-03-12
• 公開（公告）號: CN201016985Y
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 向家安;胡乙進(jìn);張新華
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢事達(dá)電氣股份有限公司
• 主分類號: G01P3/42
• 分類號: G01P3/42;F03B15/00
• 代理公司: 武漢楚天專利事務(wù)所
• 代理人: 雷速

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速測量控制裝置，尤其是一種基于表決輸出方式的水輪機(jī)可編程轉(zhuǎn)速信號裝置。

背景技術(shù)

水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速是反映機(jī)組運(yùn)行工況的一個主要標(biāo)志。根據(jù)機(jī)組不同的轉(zhuǎn)速值，轉(zhuǎn)速信號裝置就可以發(fā)出不同的命令和信號，以對機(jī)組進(jìn)行自動操作或保護(hù)。例如：當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的140％時，發(fā)出飛逸信號，命令機(jī)組事故停機(jī)操作，并關(guān)閉進(jìn)水閘門；當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的115％時，如調(diào)速器的主配壓閥仍處于非關(guān)閉位置，則發(fā)出過速信號使過速保護(hù)裝置動作，命令機(jī)組事故停機(jī)；在以自同期方式的開機(jī)并網(wǎng)過程中，當(dāng)機(jī)組上升到額定轉(zhuǎn)速的98％(根據(jù)不同電站要求而定)時，發(fā)出同期信號，使發(fā)電機(jī)斷路器合閘，將機(jī)組投入系統(tǒng)；停機(jī)過程中，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速的35％時，發(fā)出制動信號，對機(jī)組進(jìn)行制動等。由此可見，機(jī)組的轉(zhuǎn)速信號裝置是機(jī)組自動化操作和保護(hù)必不可少的環(huán)節(jié)。該裝置的可靠性和穩(wěn)定性直接影響著機(jī)組的安全運(yùn)行。

目前使用的轉(zhuǎn)速信號裝置各有特色，按照信號源來源分為齒盤測頻方式(SSG)和殘壓測頻方式(PT)兩種，按照控制核心又可以分為單片機(jī)方式和PLC方式，按信號源區(qū)分：SSG方式的最大的特點(diǎn)在于低轉(zhuǎn)速測量(范圍1～100Hz)，信號直接反映機(jī)組的轉(zhuǎn)速，并且由于輸出為脈沖量信號，不易受到干擾。但是，很重要的就是該型測速方式受探頭的安裝影響較大，特別是機(jī)組擺徑向擺動較大時，對測頻穩(wěn)定性會產(chǎn)生影響。而且齒盤的加工精度直接到測速的精度。PT測量方式的特點(diǎn)在于信號通過PT采集，所測的信號的頻率即為機(jī)組的轉(zhuǎn)速，由于信號直接反映機(jī)組頻率，故其測頻精度高。但是其缺點(diǎn)在于低轉(zhuǎn)速情況下，測量穩(wěn)定性較差，特別是10HZ以下，不易測量準(zhǔn)確。還有一點(diǎn)就是，當(dāng)發(fā)電機(jī)處于失磁運(yùn)行是無法檢測其真實的機(jī)組轉(zhuǎn)速。按控制核心分：單片機(jī)的最大有點(diǎn)在于價格便宜，通用型強(qiáng)。但其缺點(diǎn)在于抗干擾能力差、容易出現(xiàn)死機(jī)、程序跑飛、誤動作等現(xiàn)象。PLC最大的特點(diǎn)在于為工業(yè)控制設(shè)計，充分考慮現(xiàn)場實際情況，抗干擾能力強(qiáng)，平均無故障時間高等諸多特點(diǎn)。

在國內(nèi)使用的轉(zhuǎn)速信號裝置主要的工作方式為：控制核心+單探頭，控制核心+雙探頭、控制核心+單探頭+殘壓，控制核心+殘壓等等幾種方式，顯而易見的是其輸出的判斷依據(jù)僅僅只能來自于單信號源，當(dāng)單信號源出現(xiàn)異常時，例如：殘壓測速方式下機(jī)組失磁、由于齒盤安裝距離過遠(yuǎn)或過近就能使信號產(chǎn)生失真，造成裝置的信號誤報致使機(jī)組非正常停機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型提出的基于表決輸出方式的水輪機(jī)可編程轉(zhuǎn)速信號裝置，提供至少三個獨(dú)立的傳感器來檢測水輪機(jī)轉(zhuǎn)速信號，采用三選二的多數(shù)輸出原則，以期近于100％地保證輸出可靠性和準(zhǔn)確性，提高水輪機(jī)組安全性。

所述基于表決輸出方式的水輪機(jī)可編程轉(zhuǎn)速信號裝置包括轉(zhuǎn)速信號測量傳感器，用于接收轉(zhuǎn)速信測量信號并基于此信號而控制調(diào)節(jié)水輪機(jī)轉(zhuǎn)速的控制器，其特征是：所述轉(zhuǎn)速信號測量傳感器有多路，為三路或五路，所述控制器是一種基于所測多路轉(zhuǎn)速信號按照三取二或五取三多數(shù)原則表決輸出控制信號的可編程控制器；轉(zhuǎn)速信號測量傳感器的信號輸出端與可編程控制器的輸入模塊相連，可編程控制器的輸出模塊經(jīng)其模擬量輸出端口及數(shù)字量輸出端口與水輪機(jī)保護(hù)裝置、水輪機(jī)繼電器控制接點(diǎn)相連。

所述轉(zhuǎn)速信號測量傳感器有三路，其中二路的信號采集點(diǎn)設(shè)于發(fā)電機(jī)主軸處，為齒盤測頻傳感器，一路信號采集點(diǎn)設(shè)于發(fā)電機(jī)繞組電壓輸出處，為殘壓測頻傳感器。

本實用新型采用可靠性極高的可編程控制器為核心控制元件，極大的提高了硬件的可靠性。通過齒盤獲得的采樣信號極好地消除了信號源干擾，最低可測轉(zhuǎn)速達(dá)到1Hz左右；殘壓測頻范圍也大大改善，轉(zhuǎn)速可測范圍達(dá)到(7～90)Hz左右。該轉(zhuǎn)速信號裝置不僅具有良好的硬件基礎(chǔ)，而且其軟件功能也極為強(qiáng)大：面板上的四位數(shù)碼管既能顯示機(jī)組頻率，還可根據(jù)用戶需要通過面板上的頻率/百分比切換開關(guān)顯示機(jī)組轉(zhuǎn)速百分比；信號指示燈分別指示轉(zhuǎn)速信號裝置的工作狀態(tài)(1個電源指示燈，1個頻率/百分比信號指示燈，多個繼電器動作指示燈和1個故障指示燈)；面板上的6個觸摸鍵分別用來整定轉(zhuǎn)速信號裝置的動作值和顯示機(jī)組最大轉(zhuǎn)速。將轉(zhuǎn)速信號裝置開發(fā)為大于三套的多輸入信號，兩路SSG+一路殘壓(PT)，可以發(fā)揮各自的優(yōu)勢達(dá)到精確輸出的目的，采用三選二輸出的多數(shù)原則幾乎可以100％地保證輸出的可靠性及準(zhǔn)確性。從而可大幅減少大型和特大型機(jī)組因為轉(zhuǎn)速信號裝置的誤動造成機(jī)組的非正常停機(jī)，不僅可給電站帶來極大的經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)效益，而且還給電網(wǎng)的穩(wěn)定作出較大貢獻(xiàn)，而且所耗成本極少。

附圖說明