[發明專利]水電站油壓裝置自動補氣系統及補氣方法

有效

• 申請號: 201310099070.2
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103195644A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 鄭清貴;廖永剛;魏其山
• 申請（專利權）人: 四川中鼎自動控制有限公司
• 主分類號: F03B15/00
• 分類號: F03B15/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 鄧世燕

技術領域

本發明涉及一種水電站油壓裝置自動補氣系統及補氣方法。

背景技術

水電站調速器油壓裝置是水輪機組操作不可缺少的重要輔助設備，可以產生并存儲高壓油，是機組啟動、停機、調整負荷等操作的能源。油壓裝置所提供的壓力油必須有足夠的能量，同時還要保證該系統工作可靠。為保證和維護機組操作所需要的工作能力，根據要求壓力油罐內壓縮空氣和透平油的比例要適當，壓縮空氣占60%～70%，透平油占30%～40%。如果不能可靠地保證該比例，將會發生因為空氣過多造成承壓等部件的強烈振動受損、或因為油多而能量不足在機組事故停機時無足夠能量操控，造成機組飛逸，總之后果很嚴重。

壓力油罐內壓縮空氣和透平油的關系是：由于空氣具有可壓縮性，所以壓縮空氣是操控能量的主體，其來源是通過空壓機及儲氣罐供給。透平油相對是不可壓縮的，它是操控能量的傳遞介質。它是靠油泵泵油供給。在水力機組運行時，壓力油罐內壓縮空氣和透平油的比例每時每刻都在發生變化，為了使壓力油罐油容積減少時、仍能夠維持一定的操作能量，所以可靠地保持一定的油、氣比例，是機組可靠、穩定運行的基本保證。相對而言，油泵泵油維持油的比例較容易實現，而真正實現自動補氣維持氣的比例則很困難，過去，水電站都是依靠人工來完成補氣工作，其弊端是顯而易見的。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺點，本發明提供了一種水電站油壓裝置自動補氣系統及補氣方法，采用壓力和壓差變送器作為壓力油罐壓力、油位參數的測量與處理，用以取代傳統的調整困難、容易疲勞受損的接點壓力表計或機械式壓力繼電器和浮子信號器，并能可靠地實現連續測量壓力油罐壓力、油位參數數據；采用可編程控制器(PLC)及其外圍器件作壓油裝置的測控核心，將傳統的繼電邏輯控制改為計算機智能化程序控制，能可靠地自動完成壓油裝置各種工況的控制和信息處理、傳遞，以及實現建立在可靠測量壓力油罐壓力、油位基礎上的、真正意義的自動補氣功能。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種水電站油壓裝置自動補氣系統，包括分別與壓力油罐相連接的自動補氣閥組、壓力變送器、壓差變送器和壓油泵；所述壓力變送器和壓差變送器分別通過信號線與可編程控制器連接，所述可編程控制器通過信號線與壓油泵的交流軟啟動控制器連接，所述可編程控制器通過信號線與自動補氣閥組的電氣控制回路連接。

所述自動補氣閥組包括通過管路依次連接的空氣過濾器、第一手動球閥、補氣電磁閥、第二手動球閥、單向閥、第三手動球閥；第一手動球閥還與排氣電磁閥連接；空氣過濾器、第四手動球閥和單向閥依次連接。

本發明還提供了一種水電站油壓裝置自動補氣方法，包括如下步驟：

步驟一、可編程控制器內部邏輯控制參數設定：

（1）油壓參數設定：停泵油壓P3、工作油壓P2、備用油壓P1、補氣停止油壓P4、補氣啟動油壓P5；且滿足：P3≥P4＞P5＞P2＞P1；

（2）油位參數設定：補氣啟動油位h1、補氣下限油位h2；且滿足：h1＞h2；

步驟二、對調速器油壓裝置初始建壓，使壓力油罐內壓縮空氣和透平油的比例保持在壓縮空氣占60%～70%，透平油占30%～40%且壓力油罐內油壓值大于等于額定壓力Pe；

步驟三、壓力變送器、壓差變送器分別實時采集壓力油罐的油壓信號和油位值信號，并將采集數據傳送給可編程控制器；

步驟四、可編程控制器分別按如下公式實時計算油壓值P和油位值h：

（1）P=A(U-U₀)，

式中：A為壓力標度轉換系數；U為壓力變送器采集的測量電壓；U0為壓力變送器采集的零點電壓；

（2）h=A′(U′-U₀′)?

式中：A′為壓差標度轉換系數；U′為壓差變送器采集的測量電壓；U₀′為壓差變送器采集的零點電壓；

步驟五、可編程控制器根據實時采集計算出的油壓值P和油位值h對壓油泵、自動補氣閥組進行自動控制，其中：

壓油泵自動控制邏輯：當油壓值P降低至工作油壓P2時，可編程控制器輸出信號，使一臺壓油泵的電機運轉，將透平油打入壓力油罐；當油壓值P繼續降低至備用油壓P1時，可編程控制器輸出信號，使兩臺壓油泵的電機同時運轉，將透平油打入壓力油罐；當油壓值P上升至停泵油壓P3時，可編程控制器輸出信號，使兩臺油泵的電機停止工作，然后轉入自動補氣閥組自動控制邏輯；