一種水電站水輪發(fā)電機(jī)組顯控系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水電站水輪發(fā)電機(jī)組顯控系統(tǒng)及其控制方法。包括一監(jiān)控中心計算機(jī)及與該監(jiān)控中心計算機(jī)連接的多個水輪發(fā)電機(jī)組顯控裝置；水輪發(fā)電機(jī)組顯控裝置包括控制單元及與該控制單元連接的人機(jī)交互單元、通信單元、自切換電路和供電單元；自切換電路還經(jīng)外部拓展接口連接至傳感器單元；傳感器單元包括用于檢測水輪機(jī)轉(zhuǎn)速的水輪機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、用于檢測發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、用于檢測水壩底部進(jìn)水口閥門壓力的壓力傳感器、用于檢測水壩底部進(jìn)水口水流量的第一水量流量計、用于檢測水輪機(jī)進(jìn)水量的第二水量流量計以及用于檢測發(fā)電機(jī)組溫度的溫度傳感器。本發(fā)明能夠?qū)崟r顯示水輪發(fā)電機(jī)組的工況，并能夠通過監(jiān)控中心計算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
【專利說明】一種水電站水輪發(fā)電機(jī)組顯控系統(tǒng)及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水電站水輪發(fā)電機(jī)組顯控系統(tǒng)及其控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]為了使各個水輪發(fā)電機(jī)組都能清晰、醒目、美觀的顯示出其運行狀態(tài)及主要參數(shù)。因此需要建立機(jī)組的工況現(xiàn)地顯示系統(tǒng)，便于所有人員隨時觀測到機(jī)組的運行情況，現(xiàn)有的機(jī)組的工況在現(xiàn)地缺少明確指示系統(tǒng)，不利于現(xiàn)場人員直觀的了解各機(jī)組的運行狀況。因此，需要建立一套機(jī)組的工況現(xiàn)地顯示系統(tǒng)，并對相應(yīng)儀表設(shè)備進(jìn)行升級，進(jìn)一步完善機(jī)組的監(jiān)控系統(tǒng)，從而提高機(jī)組運行的可靠性和安全性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崟r顯示水輪發(fā)電機(jī)組的工況，并能夠通過監(jiān)控中心計算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控的水電站水輪發(fā)電機(jī)組顯控系統(tǒng)及其控制方法。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種水電站水輪發(fā)電機(jī)組顯控系統(tǒng)，包括一監(jiān)控中心計算機(jī)及與該監(jiān)控中心計算機(jī)連接的多個水輪發(fā)電機(jī)組顯控裝置；所述水輪發(fā)電機(jī)組顯控裝置包括控制單元及與該控制單元連接的人機(jī)交互單元、通信單元、自切換電路和用于為整個系統(tǒng)供電的供電單元；所述自切換電路還經(jīng)外部拓展接口連接至傳感器單元；所述傳感器單元包括用于檢測水輪機(jī)轉(zhuǎn)速的水輪機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、用于檢測發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、用于檢測水壩底部進(jìn)水口閥門壓力的壓力傳感器、用于檢測水壩底部進(jìn)水口水流量的第一水量流量計、用于檢測水輪機(jī)進(jìn)水量的第二水量流量計以及用于檢測水輪發(fā)電機(jī)組溫度的溫度傳感器。
[0005]在本發(fā)明實施例中，所述人機(jī)交互單元包括LCD觸摸屏和警示LED燈。
[0006]在本發(fā)明實施例中，所述通信單元包括以太網(wǎng)通信模塊、485通信模塊和GPRS通信模塊。
[0007]在本發(fā)明實施例中，所述485通信模塊包括485通信芯片、三極管、第一至第四電阻、電容、第一至第二熔斷器和第一至第三二極管，所述485通信芯片的VCC端連接至5V電源端，并經(jīng)電容連接至地端，所述485通信芯片的GND端連接至地端，所述485通信芯片的第一輸入端和第三輸入端連接至三極管的集電極，所述三極管的集電極還經(jīng)第二電阻連接至地端，所述三極管的基極經(jīng)第一電阻連接至所述控制單元，所述三極管的發(fā)射極連接至5V電源端，所述485通信芯片的第二輸入端和第四輸入端連接至所述控制單元，所述485通信芯片的第一輸出端經(jīng)第三電阻連接至485通信芯片的VCC端，所述485通信芯片的第一輸出端還經(jīng)第一熔斷器連接至所述第一二極管的負(fù)極端，所述485通信芯片的第二輸出端經(jīng)第四電阻連接至地端，所述485通信芯片的第二輸出端還經(jīng)第二熔斷器連接至所述第三二極管的負(fù)極端，所述第一二極管的正極端連接至地端，所述第一二極管的負(fù)極端還連接至所述第二二極管的正極端，所述第二二極管的負(fù)極端連接至所述第三二極管的負(fù)極端，所述第三二極管的正極端連接至地端。
[0008]在本發(fā)明實施例中，所述供電單元包括太陽能電源模塊以及采用水輪機(jī)自發(fā)電供電。
[0009]本發(fā)明還提供了一種基于上述所述的水電站水輪發(fā)電機(jī)組顯控系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟，
步驟S1:啟動水輪發(fā)電機(jī)組，并通過傳感器單元采集水輪機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、水壩底部進(jìn)水口閥門壓力、水壩底部進(jìn)水口水流量、水輪機(jī)進(jìn)水量及水輪發(fā)電機(jī)組溫度；
步驟S2:判斷水輪機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速是否大于預(yù)定轉(zhuǎn)速值，若水輪機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速大于預(yù)定轉(zhuǎn)速值，則減少水壩底部進(jìn)水口閥門打開量；若水輪機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速小于預(yù)定轉(zhuǎn)速值，則增加水壩底部進(jìn)水口閥門打開量；
步驟S3:判斷水壩底部進(jìn)水口閥門壓力是否大于預(yù)設(shè)壓力值，若進(jìn)水口閥門壓力值大于預(yù)定壓力值，則通過警示LED燈顯示紅燈報警，并通過通信模塊發(fā)送給監(jiān)控中心計算機(jī)；步驟S4:實時將水壩底部進(jìn)水口水流量、水輪機(jī)進(jìn)水量以及水輪機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)送給監(jiān)控中心計算機(jī)，通過監(jiān)控中心計算機(jī)描繪水壩底部進(jìn)水口水流量、水輪機(jī)進(jìn)水量以及水輪機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的實時曲線。
[0010]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)；
2、本發(fā)明實現(xiàn)了水輪發(fā)電機(jī)組的工況就地顯示。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)框圖。
[0012]圖2為本發(fā)明水輪發(fā)電機(jī)組顯控裝置框圖。

【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行具體說明。
[0014]如圖1-2所示，本發(fā)明一種水電站水輪發(fā)電機(jī)組顯控系統(tǒng)，包括一監(jiān)控中心計算機(jī)及與該監(jiān)控中心計算機(jī)連接的多個水輪發(fā)電機(jī)組顯控裝置；所述水輪發(fā)電機(jī)組顯控裝置包括控制單元及與該控制單元連接的人機(jī)交互單元、通信單元、自切換電路和用于為整個系統(tǒng)供電的供電單元；所述自切換電路還經(jīng)外部拓展接口連接至傳感器單元；所述傳感器單元包括用于檢測水輪機(jī)轉(zhuǎn)速的水輪機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、用于檢測發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、用于檢測水壩底部進(jìn)水口閥門壓力的壓力傳感器、用于檢測水壩底部進(jìn)水口水流量的第一水量流量計、用于檢測水輪機(jī)進(jìn)水量的第二水量流量計以及用于檢測水輪發(fā)電機(jī)組溫度的溫度傳感器。
[0015]在本發(fā)明實施例中，所述人機(jī)交互單元包括LCD觸摸屏和警示LED燈。
[0016]在本發(fā)明實施例中，所述通信單元包括以太網(wǎng)通信模塊、485通信模塊和GPRS通信模塊。
[0017]所述485通信模塊包括485通信芯片、三極管、第一至第四電阻、電容、第一至第二熔斷器和第一至第三二極管，所述485通信芯片的VCC端連接至5V電源端，并經(jīng)電容連接至地端，所述485通信芯片的GND端連接至地端，所述485通信芯片的第一輸入端和第三輸入端連接至三極管的集電極，所述三極管的集電極還經(jīng)第二電阻連接至地端，所述三極管的基極經(jīng)第一電阻連接至所述控制單元，所述三極管的發(fā)射極連接至5V電源端，所述485通信芯片的第二輸入端和第四輸入端連接至所述控制單元，所述485通信芯片的第一輸出端經(jīng)第三電阻連接至485通信芯片的VCC端，所述485通信芯片的第一輸出端還經(jīng)第一熔斷器連接至所述第一二極管的負(fù)極端，所述485通信芯片的第二輸出端經(jīng)第四電阻連接至地端，所述485通信芯片的第二輸出端還經(jīng)第二熔斷器連接至所述第三二極管的負(fù)極端，所述第一二極管的正極端連接至地端，所述第一二極管的負(fù)極端還連接至所述第二二極管的正極端，所述第二二極管的負(fù)極端連接至所述第三二極管的負(fù)極端，所述第三二極管的正極端連接至地端。
[0018]在本發(fā)明實施例中，所述供電單元包括太陽能電源模塊以及采用水輪機(jī)自發(fā)電供電。
[0019]本發(fā)明還提供了一種基于上述所述的水電站水輪發(fā)電機(jī)組顯控系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟，
步驟S1:啟動水輪發(fā)電機(jī)組，并通過傳感器單元采集水輪機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、水壩底部進(jìn)水口閥門壓力、水壩底部進(jìn)水口水流量、水輪機(jī)進(jìn)水量及水輪發(fā)電機(jī)組溫度；
步驟S2:判斷水輪機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速是否大于預(yù)定轉(zhuǎn)速值，若水輪機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速大于預(yù)定轉(zhuǎn)速值，則減少水壩底部進(jìn)水口閥門打開量；若水輪機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速小于預(yù)定轉(zhuǎn)速值，則增加水壩底部進(jìn)水口閥門打開量；
步驟S3:判斷水壩底部進(jìn)水口閥門壓力是否大于預(yù)設(shè)壓力值，若進(jìn)水口閥門壓力值大于預(yù)定壓力值，則通過警示LED燈顯示紅燈報警，并通過通信模塊發(fā)送給監(jiān)控中心計算機(jī)；步驟S4:實時將水壩底部進(jìn)水口水流量、水輪機(jī)進(jìn)水量以及水輪機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)送給監(jiān)控中心計算機(jī)，通過監(jiān)控中心計算機(jī)描繪水壩底部進(jìn)水口水流量、水輪機(jī)進(jìn)水量以及水輪機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的實時曲線。
[0020]以上是本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種水電站水輪發(fā)電機(jī)組顯控系統(tǒng)，其特征在于:包括一監(jiān)控中心計算機(jī)及與該監(jiān)控中心計算機(jī)連接的多個水輪發(fā)電機(jī)組顯控裝置；所述水輪發(fā)電機(jī)組顯控裝置包括控制單元及與該控制單元連接的人機(jī)交互單元、通信單元、自切換電路和用于為整個系統(tǒng)供電的供電單元；所述自切換電路還經(jīng)外部拓展接口連接至傳感器單元；所述傳感器單元包括用于檢測水輪機(jī)轉(zhuǎn)速的水輪機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、用于檢測發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、用于檢測水壩底部進(jìn)水口閥門壓力的壓力傳感器、用于檢測水壩底部進(jìn)水口水流量的第一水量流量計、用于檢測水輪機(jī)進(jìn)水量的第二水量流量計以及用于檢測水輪發(fā)電機(jī)組溫度的溫度傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水電站水輪發(fā)電機(jī)組顯控系統(tǒng)，其特征在于:所述人機(jī)交互單元包括IXD觸摸屏和警示LED燈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水電站水輪發(fā)電機(jī)組顯控系統(tǒng)，其特征在于:所述通信單元包括以太網(wǎng)通信模塊、485通信模塊和GPRS通信模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水電站水輪發(fā)電機(jī)組顯控系統(tǒng)，其特征在于:所述485通信模塊包括485通信芯片、三極管、第一至第四電阻、電容、第一至第二熔斷器和第一至第三二極管，所述485通信芯片的VCC端連接至5V電源端，并經(jīng)電容連接至地端，所述485通信芯片的GND端連接至地端，所述485通信芯片的第一輸入端和第三輸入端連接至三極管的集電極，所述三極管的集電極還經(jīng)第二電阻連接至地端，所述三極管的基極經(jīng)第一電阻連接至所述控制單元，所述三極管的發(fā)射極連接至5V電源端，所述485通信芯片的第二輸入端和第四輸入端連接至所述控制單元，所述485通信芯片的第一輸出端經(jīng)第三電阻連接至485通信芯片的VCC端，所述485通信芯片的第一輸出端還經(jīng)第一熔斷器連接至所述第一二極管的負(fù)極端，所述485通信芯片的第二輸出端經(jīng)第四電阻連接至地端，所述485通信芯片的第二輸出端還經(jīng)第二熔斷器連接至所述第三二極管的負(fù)極端，所述第一二極管的正極端連接至地端，所述第一二極管的負(fù)極端還連接至所述第二二極管的正極端，所述第二二極管的負(fù)極端連接至所述第三二極管的負(fù)極端，所述第三二極管的正極端連接至地端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水電站水輪發(fā)電機(jī)組顯控系統(tǒng)，其特征在于:所述供電單元包括太陽能電源模塊以及采用水輪機(jī)自發(fā)電供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水電站水輪發(fā)電機(jī)組顯控系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:包括如下步驟， 步驟S1:啟動水輪發(fā)電機(jī)組，并通過傳感器單元采集水輪機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、水壩底部進(jìn)水口閥門壓力、水壩底部進(jìn)水口水流量、水輪機(jī)進(jìn)水量及水輪發(fā)電機(jī)組溫度； 步驟S2:判斷水輪機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速是否大于預(yù)定轉(zhuǎn)速值，若水輪機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速大于預(yù)定轉(zhuǎn)速值，則減少水壩底部進(jìn)水口閥門打開量；若水輪機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速小于預(yù)定轉(zhuǎn)速值，則增加水壩底部進(jìn)水口閥門打開量； 步驟S3:判斷水壩底部進(jìn)水口閥門壓力是否大于預(yù)設(shè)壓力值，若進(jìn)水口閥門壓力值大于預(yù)定壓力值，則通過警示LED燈顯示紅燈報警，并通過通信模塊發(fā)送給監(jiān)控中心計算機(jī)； 步驟S4:實時將水壩底部進(jìn)水口水流量、水輪機(jī)進(jìn)水量以及水輪機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)送給監(jiān)控中心計算機(jī)，通過監(jiān)控中心計算機(jī)描繪水壩底部進(jìn)水口水流量、水輪機(jī)進(jìn)水量以及水輪機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的實時曲線。
【文檔編號】G05B19/418GK104460627SQ201410750144
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】劉熠, 梁鵬超, 吳昌旺, 吳鐘敏, 江斌, 林海艷, 王昕
申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司, 福建水口發(fā)電集團(tuán)有限公司