[發(fā)明專利]水泵水輪機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的測量結(jié)構(gòu)及方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202211478567.0
• 申請日: 2022-11-23
• 公開（公告）號: CN115792268A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周健;徐亞鵬;倪晉兵;趙毅鋒;桂中華;周攀;張飛;丁景煥;韓文福;李東闊
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)新源控股有限公司;國網(wǎng)新源控股有限公司抽水蓄能技術(shù)經(jīng)濟研究院
• 主分類號: G01P3/00
• 分類號: G01P3/00;G01P13/02;F03B11/00
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李翔

本公開提供一種水泵水輪機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向測量結(jié)構(gòu)及方法，包括：主軸；齒盤，套接在主軸上，與主軸同軸轉(zhuǎn)動；齒盤上設(shè)有多個外徑逐漸增大的弧形齒；主軸的徑向外側(cè)設(shè)有第一位移傳感器，第一位移傳感器用于獲取其與主軸之間的距離；齒盤的徑向外側(cè)設(shè)有第二位移傳感器，第二位移傳感器用于獲取其與齒盤的弧形齒之間的距離；第一位移傳感器和第二位移傳感器連接有信息處理器。本方案能夠精的同時準(zhǔn)測水泵水輪機的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，并且能夠消除機組轉(zhuǎn)動擺渡帶來的誤差，獲取到準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，可避免轉(zhuǎn)向錯誤導(dǎo)致的非同期合閘等風(fēng)險；并且由兩個傳感器相減獲得的距離來抵消機組擺度造成的誤差，保證測量數(shù)據(jù)的可靠和準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及流體機械及工程設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水泵水輪機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向測量結(jié)構(gòu)及方法。

背景技術(shù)

水泵水輪機正常工作時轉(zhuǎn)向有兩種，作為發(fā)電機運行時水流向下沖擊的轉(zhuǎn)輪，此時主軸旋轉(zhuǎn)方向為發(fā)電方向；作為水泵運行時依靠電能把水泵向上游，此時主軸旋轉(zhuǎn)方向為抽水方向。發(fā)電方向與抽水方向是兩個相反的旋轉(zhuǎn)方向，因此主軸旋轉(zhuǎn)方向的正確性非常重要。

在抽水方向運行時，要先通過靜止變頻器將機組拖動至額定轉(zhuǎn)速，此時機組轉(zhuǎn)向的正確性尤為重要，如果靜止變頻器拖動機組的轉(zhuǎn)向錯誤，可能發(fā)生非同期合閘的重大事故，因?qū)嶋H轉(zhuǎn)向與設(shè)計不同，也可能造成其他難以想象后果，比如控制過程的混亂。

目前水泵水輪機大多未配置轉(zhuǎn)向測定裝置，因此其轉(zhuǎn)向信號并未參與控制過程，只能對轉(zhuǎn)速進行測量，無法同時確定水泵水輪機的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，并且沒有考慮到機組擺渡對獲取轉(zhuǎn)速的誤差影響，因此發(fā)明人針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上問題進行研發(fā)改進。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本公開的目的在于提出一種水泵水輪機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向測量結(jié)構(gòu)及方法，能夠精的同時準(zhǔn)測水泵水輪機的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，并且能夠消除機組轉(zhuǎn)動擺渡帶來的誤差，獲取到準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。

基于上述目的，本公開在第一方面提供了一種水泵水輪機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向測量結(jié)構(gòu)，包括：主軸；齒盤，套接在所述主軸上，與所述主軸同軸轉(zhuǎn)動；所述齒盤上設(shè)有多個外徑逐漸增大的弧形齒；所述主軸的徑向外側(cè)設(shè)有第一位移傳感器，所述第一位移傳感器用于獲取其與所述主軸之間的距離；所述齒盤的徑向外側(cè)設(shè)有第二位移傳感器，所述第二位移傳感器用于獲取其與所述齒盤的弧形齒之間的距離；所述第一位移傳感器和所述第二位移傳感器連接有信息處理器。

在一些可選的實施例中，所述第一位移傳感器與所述第二位移傳感器固定在固定部件上，所述第一傳感器與所述第二位移傳感器始終保持靜止。

在一些可選的實施例中，所述第一位移傳感器與所述主軸之間的距離與所述第二位移傳感器到所述齒盤的最大外徑的距離相等。

在一些可選的實施例中，所述主軸上的每個弧形齒之間相互連接，每個所述弧形齒的最底端與相鄰近的另一個弧形齒的最頂端抵靠，令所述弧形齒在齒盤上形成閉環(huán)。

在一些可選的實施例中，所述第一位移傳感器和所述第二位移傳感器同軸線上下布置，所述軸線與所述主軸的軸向相平行。

在第二方面，還公開一種水泵水輪機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向測量方法，所述方法包括：

獲取齒盤的齒數(shù)和弧形齒的高度；

響應(yīng)于主軸轉(zhuǎn)動時，通過位移傳感器獲取轉(zhuǎn)速信息；

基于所述轉(zhuǎn)速信息生成轉(zhuǎn)速波形圖；

基于所述轉(zhuǎn)速波形圖判斷主軸與齒盤的轉(zhuǎn)向；

基于所述轉(zhuǎn)速波形圖獲取主軸與齒盤的實時轉(zhuǎn)速。

在一些可選的實施例中，所述獲取齒盤的齒數(shù)和弧形齒的高度，包括：

獲取預(yù)先設(shè)置的齒盤的齒數(shù)和每個弧形齒的高度；

其中，所述齒盤的齒數(shù)和弧形齒的高度基于水泵水輪機的參數(shù)設(shè)置。