一种水力发电厂水轮发电机组顶盖排水控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种水力发电厂水轮发电机组顶盖排水控制系统，它包括第一排水泵、第二排水泵和第三排水泵，所述三台排水泵都通过逆止阀和蝶阀与排水泵排水管相连通，所述排水泵排水管之后并联有两条支路，所述第一条支路上安装有蝶阀和射流泵控制阀，所述第二条支路上安装有逆止阀，所述两条支路都与射流泵相连，所述射流泵的出水口安装有逆止阀和蝶阀，顶盖内部安装有第一水位传感器和第二水位传感器；所述第一水位传感器和第二水位传感器分别与现场控制柜PLC和监控系统LCU相连。它能很好的解决现有水轮发电机组顶盖排水系统失电后无法工作及PLC控制逻辑中存在的缺陷，以提升顶盖排水系统可靠性，确保水轮发电机组安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种水力发电厂水轮发电机组顶盖排水控制系统，属于水轮机装置领域。
技术介绍
水轮发电机组在运行过程中，水流会通过转轮上止漏环进入水轮机顶盖，同时对于大型水轮机往往设置有工作水封，工作水封排水也会流至水轮机顶盖。水轮机顶盖排水方式一般有水轮机导叶自流排水、顶盖排水泵排水等，其中顶盖排水泵排水是主要排水方式。顶盖排水系统的运行好坏直接涉及到水力发电厂的运行安全，近年来随着自动化控制的发展，不少厂家已采用以可编程逻辑控制器（PLC）为主要控制，但是在实际运行中还存在诸多不足。且常规顶盖排水系统仅设置排水泵，当动力电源消失或控制系统故障后无法工作，将导致顶盖水位失控。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种水力发电厂水轮发电机组顶盖排水控制系统，它能很好的解决现有水轮发电机组顶盖排水系统失电后无法工作及PLC控制逻辑中存在的缺陷，以提升顶盖排水系统可靠性，确保水轮发电机组安全稳定运行。为了解决上述技术问题，本技术提出以下技术方案：一种水力发电厂水轮发电机组顶盖排水控制系统，它包括第一排水泵、第二排水泵和第三排水泵，所述三台排水泵都通过逆止阀和蝶阀与排水泵排水管相连通，所述排水泵排水管之后并联有两条支路，所述第一条支路上安装有蝶阀和射流泵控制阀，所述第二条支路上安装有逆止阀，所述两条支路都与射流泵相连，所述射流泵的出水口安装有逆止阀和蝶阀，顶盖内部安装有第一水位传感器和第二水位传感器；所述第一水位传感器和第二水位传感器分别与现场控制柜PLC和监控系统LCU相连。所述射流泵控制阀具有电动和手动开启功能。所述第一水位传感器包含第一模拟量传感器和第一开关量传感器；所述第二水位传感器包括第二模拟量传感器和第二开关量传感器。所述第一排水泵、第二排水泵和第三排水泵中设置其中一台排水泵为主泵，另两台泵为备用泵，分别为备一泵和备二泵。所述第一模拟量传感器和第二模拟量传感器信号中设置有顶盖水位停泵水位、启主泵水位、启备一泵水位、启备二泵水位、启射流泵水位和报警水位。所述第一开关量传感器和第二开关量传感器都安装有五个液位开关，分别定义为：顶盖水位停泵水位、启主泵水位、启备一泵水位、启备二泵水位和启射流泵水位。本技术有如下有益效果：1、本顶盖排水系统设置射流泵，当顶盖排水系统失电情况下，通过手动开启射流泵，实现快速排水，以增强可靠性。2、现地PLC和监控LCU利用顶盖水位传感器，实时检测顶盖水位，且模拟量信号和开关量信号冗余设置，当水位传感器正常时，以模拟量判断控制为主，当水位传感器故障时，自动屏蔽模拟量的判断，这时以水位开关量信号参与自动控制。3、现地PLC设置主用控制逻辑，监控LCU设置备用控制逻辑，两者互为热备冗余控制，现地PLC控制启泵定值略底于监控LCU，停泵定值略高于监控LCU，从而解决了两者争抢控制权及顶盖泵启停紊乱的现象。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的水位模拟量信号故障判断逻辑图；图3为本技术的现地控制PLC主用控制逻辑图；图4为本技术的监控系统LCU后备控制逻辑图。图中：第一排水泵1、第二排水泵2、第三排水泵3、射流泵4、排水泵排水管5、蝶阀6、逆止阀7、射流泵控制阀8、第一水位传感器9、第二水位传感器10、第一模拟量传感器11、第一开关量传感器12、第二模拟量传感器13、第二开关量传感器14。具体实施方式下面结合附图对本技术的实施方式做进一步的说明。如图1-4，一种水力发电厂水轮发电机组顶盖排水控制系统，它包括第一排水泵1、第二排水泵2和第三排水泵3，所述三台排水泵都通过逆止阀7和蝶阀6与排水泵排水管5相连通，所述排水泵排水管5之后并联有两条支路，所述第一条支路上安装有蝶阀6和射流泵控制阀8，所述第二条支路上安装有逆止阀7，所述两条支路都与射流泵4相连，所述射流泵4的出水口安装有逆止阀7和蝶阀6，顶盖内部安装有第一水位传感器9和第二水位传感器10；所述第一水位传感器9和第二水位传感器10分别与现场控制柜PLC15和监控系统LCU16相连。进一步的，所述射流泵控制阀8具有电动和手动开启功能。进一步的，所述第一水位传感器9包含第一模拟量传感器11和第一开关量传感器12；所述第二水位传感器10包括第二模拟量传感器13和第二开关量传感器14。进一步的，所述第一排水泵1、第二排水泵2和第三排水泵3中设置其中一台排水泵为主泵，另两台泵为备用泵，分别为备一泵和备二泵。进一步的，所述第一模拟量传感器11和第二模拟量传感器13信号中设置有顶盖水位停泵水位、启主泵水位、启备一泵水位、启备二泵水位、启射流泵水位和报警水位。进一步的，所述第一开关量传感器12和第二开关量传感器14都安装有五个液位开关，分别定义为：顶盖水位停泵水位、启主泵水位、启备一泵水位、启备二泵水位和启射流泵水位。进一步的，所述现地控制PLC15和监控系统LCU16根据水位传感器信号对排水泵和射流泵进行启停控制，当模拟量信号正常时，采用模拟量信号进控制，当模拟量信号故障时，采用开关量信号进控制，当模拟量信号故障消除后，自动恢复至模拟量信号控制。进一步的，所述现地控制PLC15和监控系统LCU16可对模拟量信号故障进行判断，所述模拟量信号故障分为“模拟量信号越限故障”、“模拟量信号突变故障”、“模拟量信号缓变故障”。本技术的工作过程和工作原理为：如图2所示，所述模拟量信号故障判断条件为：a)当顶盖水位模拟量电流测量值大于20mA或小于4mA时，触发模拟量信号越限故障；b)当顶盖水位模拟量电流测量值在10秒变化大于200mm（该门槛值可根据实际情况进行整定）时，触发模拟量信号突变故障；c)当顶盖水位模拟量测量值在1分钟内变化量小于5mm（该门槛值可根据实际情况进行整定）与停泵水位开关量动作复归或启备一泵水位开关量动作或启备二泵水位开关量动作时，触发模拟量信号缓变故障；d)上述3个故障条件为“或”逻辑，当任意一个或几个条件都满足时，触发模拟量信号故障；当3个故障条件都不满足且延时12秒，自动复归模拟量信号故障。如图3所示，所述现地控制PLC15主用控制逻辑为：a）启动一台排水泵：当顶盖水位模拟量测量值满足启动主泵条件后发令启动主泵；b）启动两台排水泵：i.当主泵和备一泵接点都接通时；ii.当模拟量故障和备二泵接点接通时；iii.当模拟量正常，水位模拟量测量值满足启备一泵条件时。c）启动三台排水泵：i.当备一泵和备二泵接点都接通时；ii.当主泵和备二泵接点都接通时；iii.当模拟量故障和备二接点接通时；iv.当模拟量正常,水位模拟量测量值满足启备二泵条件时。d）当现地PLC检测到顶盖水位达到射流泵启动水位时，发令开启射流泵。f）当现地PLC检测到顶盖水位达到其设定的停泵水位时，发停泵令，停止顶盖泵运行，停泵令为2秒脉宽的脉冲信号。如图4所示，所述计算机监控系统LCU16备用控制逻辑为：a）监控LCU作为现地PLC后备直接启动三台顶盖泵，各台泵之间启泵延时为5秒：i.当模拟量正常，水位模拟量测量值满足启备二泵条件时；ii.当备一泵和备二泵接点都接通时；iii.当主泵和备二泵接点都接通时；iv.当模拟量故障和备二接点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水力发电厂水轮发电机组顶盖排水控制系统，其特征在于：它包括第一排水泵（1）、第二排水泵（2）和第三排水泵（3），所述三台排水泵都通过逆止阀（7）和蝶阀（6）与排水泵排水管（5）相连通，所述排水泵排水管（5）之后并联有两条支路，所述第一条支路上安装有蝶阀（6）和射流泵控制阀（8），所述第二条支路上安装有逆止阀（7），所述两条支路都与射流泵（4）相连，所述射流泵（4）的出水口安装有逆止阀（7）和蝶阀（6），顶盖内部安装有第一水位传感器（9）和第二水位传感器（10）；所述第一水位传感器（9）和第二水位传感器（10）分别与现场控制柜PLC（15）和监控系统LCU（16）相连。

【技术特征摘要】
1.一种水力发电厂水轮发电机组顶盖排水控制系统，其特征在于：它包括第一排水泵（1）、第二排水泵（2）和第三排水泵（3），所述三台排水泵都通过逆止阀（7）和蝶阀（6）与排水泵排水管（5）相连通，所述排水泵排水管（5）之后并联有两条支路，所述第一条支路上安装有蝶阀（6）和射流泵控制阀（8），所述第二条支路上安装有逆止阀（7），所述两条支路都与射流泵（4）相连，所述射流泵（4）的出水口安装有逆止阀（7）和蝶阀（6），顶盖内部安装有第一水位传感器（9）和第二水位传感器（10）；所述第一水位传感器（9）和第二水位传感器（10）分别与现场控制柜PLC（15）和监控系统LCU（16）相连。2.根据权利要求1所述的一种水力发电厂水轮发电机组顶盖排水控制系统，其特征在于：所述射流泵控制阀（8）具有电动和手动开启功能。3.根据权利要求1所述的一种水力发电厂水轮发电机组顶盖排水控制系统，其特征在于：所述第一水位传感器（9...

【专利技术属性】
技术研发人员：李天智，
申请(专利权)人：中国长江电力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42