[發明專利]一種基于輸出脈沖頻率的水輪轉速監控系統

無效

• 申請號: 201410686819.8
• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN104405574A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 朱杰
• 申請（專利權）人: 無錫科思電子科技有限公司
• 主分類號: F03B15/00
• 分類號: F03B15/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種監控系統，尤其涉及一種基于輸出脈沖頻率的水輪轉速監控系統，屬于監控領域。

背景技術

轉速數據是水輪發電機組運行狀況的重要標志之一。準確地測量機組的轉速并根據轉速的變化及時地進行各種必要的控制操作，以保證水輪發電機組正常、安全運行，是該監控裝置應完成的功能。

目前，國內水電站使用的大多是永磁發電機加電壓繼電器式、機械式等舊式轉速信號器，存在結構復雜、測量精度低、工作可靠性差等缺點。

在水輪發電機組控制系統中，過速保護系統作為機組控制系統的重要組成部分，主要用于防止機組出現飛翼事故照成重大的損害，當機組出現事故停機或者甩負荷時，如果出現調速器故障拒動或者導葉關閉速度過慢等情況，就需要開啟事故匹配壓閥直接關閉導葉。國內外水電站曾多次出現機組過速、飛翼照成的重大事故，因此提高水電機組過速保護系統的可靠性。實時檢測水輪發電機組的速度尤其重要。

例如申請號為“201220703479.1”的一種水輪發電機組機械過速保護裝置，包括轉速檢測器、配重、轉速脫扣器、抱箍，轉速檢測器通過抱箍固定安裝在機組主軸上隨機組主軸轉動，且在轉速檢測器的圓周對稱位置安裝配重保持平衡；轉速脫扣器安裝在機組主軸旁且與轉速檢測器留有間距；機組事故配壓閥連接轉速脫扣器，且在接收到電信號、液壓信號或者電信號和液壓信號后均會啟動關機操作程序。該實用新型的有益效果是反應靈敏，只要轉速脫扣器輸出電信號、或者液壓信號、或者電信號和液壓信號兩種信號都能驅動事故配壓閥關機，從而啟動關機操作程序，防止機組事故的發生。該實用新型雖然解決了水輪發電組轉速測量，通過轉速測量有效地進行過速保護，但是在測速精度方面有待進一步提升。

又如申請號為“201310276592.5”一種水輪發電機過速保護電路及其控制方法，該水輪發電機過速保護電路包括安裝于水輪發電機上的n臺轉速測量儀、過速檢測裝置和過速執行裝置，n臺轉速測量儀與過速檢測裝置相連，過速檢測裝置與過速執行裝置相連，過速檢測裝置接收n臺轉速測量儀的檢測信號，當有m臺轉速測量儀檢測到水輪發電機轉速超速時，過速檢測裝置向過速執行裝置輸出過速信號，調節水輪發電機轉速，n為大于2的正整數，m為大于2且小于n的正整數。該發明避免過速執行裝置單一的根據機組轉速是否大于115%*Ne而運動，避免轉速信號異常造成過速保護誤動或拒動。同時，通過設立主配據動條件，避免主配拒動信號不正確而導致過速保護誤動。該發明雖然解決了水輪發電組轉速測量，通過轉速測量有效地進行過速保護，但是在測速精度方面有待進一步提升。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對背景技術的不足提供了一種基于輸出脈沖頻率的水輪轉速監控系統，其結構簡單、測量精度高、抗干擾能力強且能夠精確地測量水輪發電機的轉速。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

??????一種基于輸出脈沖頻率的水輪轉速監控系統，包含依次連接的轉速傳感器、脈沖整形放大電路、微控制器模塊，以及與微控制器模塊連接的轉速顯示單元、繼電器驅動單元，所述微控制器模塊包含比較單元和控制單元；所述轉速傳感器包含光源發射器、光電傳感器，在水輪的轉盤上設有m個感光孔，所述光源發射器將光信號垂直照射到轉盤上，通過感光孔輸出光信號，光電傳感器將光信號轉換成輸出脈沖進而通過脈沖整形放大電路傳輸至微控制器模塊計算得出水輪實際轉速；

比較單元，用于根據實際轉速與設定轉速進行對比，若實際轉速大于設定轉速，則發送信號至控制單元；

控制單元，用于根據比較單元發送的信號，通過繼電器驅動單元控制報警單元發出警報；

轉速顯示單元，用于實時顯示水輪轉速。

作為本發明一種基于輸出脈沖頻率的水輪轉速監控系統的進一步優選方案，所述m為60；

作為本發明一種基于輸出脈沖頻率的水輪轉速監控系統的進一步優選方案，所述微控制器模塊為FLEX10K系列CPLD芯片。

作為本發明一種基于輸出脈沖頻率的水輪轉速監控系統的進一步優選方案，所述設定轉速為3000rpm。

作為本發明一種基于輸出脈沖頻率的水輪轉速監控系統的進一步優選方案，所述轉速顯示單元為數碼管。

本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：

1、結構簡單、測量精度高、抗干擾能力強且能夠精確地測量水輪發電機的轉速；

2、簡化了硬件電路，降低了產品成本，縮短了設計周期，提高了系統的可靠性和靈活性。

附圖說明

圖1是本發明的結構原理圖。

具體實施方式