[發明專利]水位檢測與控制裝置及方法

在審

• 申請號: 201410638053.6
• 申請日: 2014-11-06
• 公開（公告）號: CN104481792A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 孟德霞;馬志強
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網新源控股有限公司;國網新源控股有限公司潘家口蓄能電廠
• 主分類號: F03B15/00
• 分類號: F03B15/00;F03B11/00
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 張云和

技術領域

本發明涉及一種水位控制方法，具體的說，是涉及一種轉輪室水位檢測與控制方法。

背景技術

目前水電廠及相關水利行業在水位測量及精準控制方面存在受水質影響較大的情況，尤其是抽水蓄能機組泵工況的啟動過程中，受水質影響或設備動作可靠性差引起的設備拒動，影響設備啟動成功率，對生產業務造成較大的影響。當前各河道流域水質均存在不同程度的富養成分、水草等水生物雜質較多、微生物、礦物質較多等問題，不同程度的影響著生產設備的可靠性及安全性。尤其是抽水蓄能電站在泵工況啟動過程中對轉輪室水位監視要求做到準確可靠；其準確程度直接影響著水泵工況啟動過程中的設備振動是否達標、啟動可靠性；液位檢測準確率低會造成機組泵工況啟動過程中的水輪機振動、擺度超標；外圍輔助設備工作能耗增加等問題。同時水輪機設備振動、擺度長期超標運行對水輪機及發電機設備帶來安全隱患；輕則造成泵工況啟動失敗，重則造成水輪機損毀或電站損毀事故。

現有的水位及液位的檢測與控制方法主要分為以下幾種：第一是浮球磁翻板式，第二是液位浮球開關式；第三是超聲波式檢測。對這些方法的特點簡要介紹如下：

(1)浮球磁翻板式：這種測量方式多用在液位。受水質及礦物質等影響較大，且浮球動作易造成水中金屬碎屑等聚集；且容易受外界金屬質物品干擾影響。

(2)液位浮球開關式：液位浮球開關有硬連接式和軟連接式；開關形式多樣，包括水銀開關、干簧接點開關等；水銀開關往往在受液位波動變化影響造成動作可靠性降低；干簧接點容易受頻繁波動的液位影響造成開關損壞。其控制接線為無源接線方式，接線簡便。

(3)超聲波式：利用超聲波檢測液位可實現對強腐蝕性液體的檢測；但其對安裝精度、液體溫度及工作環境要求較為苛刻。氣泡、容器內障礙物、壓力波動均會對其測量精度產生影響。

發明內容

針對上述現有技術中的不足，本發明提供一種適用于各種復雜水質和設備環境的水位檢測與控制裝置及方法。

本發明所采取的技術方案是：

一種水位檢測與控制裝置，包括外引密閉式儲水罐；外引密閉式儲水罐上下兩端經過控制閥門與水泵水輪機組轉輪室連接，水泵水輪機組設置有水環排水閥、壓水進氣閥和迷宮噴水閥；外引密閉式儲水罐下端設置有排污電磁閥；外引密閉式儲水罐沿罐體設置有用于抽水蓄能機組泵啟動過程中開啟或關閉相關轉輪壓水進氣閥、轉輪排氣閥的音叉式限位開關、浮球式液位開關、磁翻板式液位開關和壓力式液位傳感器；所述音叉式限位開關、浮球式液位開關、磁翻板式液位開關和壓力式液位傳感器與PLC相連接。

所述音叉式限位開關的數量為5個。

所述浮球式液位開關的數量為3個。

一種水位檢測與控制方法，外引密閉式儲水罐設置有五個液位點，分別對應為壓水水位高報警、壓水水位正常、轉輪壓水進氣閥開啟水位、轉輪壓水進氣閥關閉水位、壓水水位低報警；每個液位點設置有音叉式限位開關；水泵水輪機組22設置有水環排水閥21、壓水進氣閥20和迷宮噴水閥19；包括如下控制步驟：

壓水進氣閥開啟水位控制步驟；

壓水進氣閥關閉控制步驟；

壓水水位高跳閘停機步驟：

壓水水位低告警步驟。

所述壓水進氣閥開啟水位控制步驟如下：

計算機監控系統發出壓水進氣閥打開指令；

檢測水泵水輪機組迷宮噴水閥在打開狀態、檢測水泵水輪機水環排水閥在打開狀態；

判斷壓水水位高信號或壓水進氣閥開啟水位信號正常；

壓水進氣閥關閉水位信號未發出；

壓水進氣閥執行打開操作。

所述壓水進氣閥關閉控制步驟如下：

滿足如下三個條件任何一個條件時，執行關閉壓水進氣閥操作，三個條件為：

存在監控系統關閉壓水進氣閥控制指令；

存在機組靜止指令；

存在機組緊急停機指令；

檢查壓水進氣閥關閉水位是否滿足條件，若滿足條件則直接執行壓水進氣閥關閉操作。

所述壓水水位高跳閘停機步驟如下：

發出開啟壓水進氣閥指令；

檢測水泵水輪機組迷宮噴水閥在打開狀態、檢測水泵水輪機水環排水閥在打開狀態；

啟動70秒延時，若70秒內壓水水位高信號仍存在，則執行緊急停機流程；若70秒內壓水啟動正常，則壓水進氣控制流程正常執行。

所述壓水水位低告警步驟如下：

開啟壓水進氣閥；