抽水蓄能机组自适应推力轴承外循环冷却系统技术方案

本发明专利技术公开一种抽水蓄能机组自适应推力轴承外循环冷却系统，系统具有自动检测和在一定范围内自动适应由蓄能机组突发情况造成的轴承温度上升的功能。包括工业计算机，PLC装置，数据采集装置，接触器，温度传感器，压力传感器，流量传感器，变频器，电机泵组，冷却器。本发明专利技术通过分析数据采集装置采集的数据，自动选择运行状态，在蓄能机组运行遇到突发情况导致轴承温度过快上升时，或是推力轴承冷却系统自身发生部分故障时，冷却系统能够主动进行切换和调节冷却流量，为机组推力轴承提供所需要的冷却流量，保证机组连续稳定的运行，为水轮发电推力轴承的优化设计提供了新的依据。

【技术实现步骤摘要】
抽水蓄能机组自适应推力轴承外循环冷却系统
：本专利技术涉及一种抽水蓄能机组自适应推力轴承外循环冷却系统。
技术介绍
：水轮发电机推力轴承是承载机组重量,连接水轮机和发电机的关键部件,在机组的运行过程中因摩擦会产生大量热量,需要一套合理的外循环冷却系统进行冷却,以保证机组连续稳定的运行。抽水蓄能机组的转速为常规水轮发电机组转速的4～6倍,对冷却系统的稳定性要求更高，传统的水轮发电机推力轴承冷却系统是由软启动器启动电动机泵组，由电机泵组产生的循环吸力对推力轴承的热油进行冷却，由于电机泵组的转速固定，冷却油的流量不可调节，在轴承温度上升过快时不能够加大冷却能力，所以多数冷却系统设计流量往往偏大，造成管路气泡变多，增大轴承冷却系统的震动和噪声，大大降低了轴承冷却系统的使用寿命，而且传统的轴承冷却系统不具有自动判断功能，在推力轴承冷却系统电机泵组出现故障时，或者蓄能机组运行遇到突发情况导致轴承温度过快上升时，系统本身不能够主动进行切换和冷却流量调节，需要机组轴承温度达到报警停机时才能发现出现的意外情况。
技术实现思路
：本专利技术的目的是公开一种抽水蓄能机组自适应推力轴承外循环冷却系统，通过对推力轴承运行温度和冷却系统自身运行参数的采集和分析，能够自动选择轴承冷却系统的运行状态，提供给推力轴承适当的冷却油流量，并且能够保存蓄能机组在不同运行工况下的推力轴承冷却系统运行参数。本专利技术的技术方案为：一种抽水蓄能机组自适应推力轴承外循环冷却系统，包括工业计算机，PLC装置，数据采集装置，接触器，温度传感器，压力传感器，流量传感器，变频器，电机泵组，冷却器，进油管路，出油管路；NI-CompactRIO-910X型数据采集装置(1)通过安装在第一SIMOTICS-GP型电机泵组(2)上的Pt100温度传感器(3)测量第一SIMOTICS-GP型电机泵组(2)的温度，通过安装在第二SIMOTICS-GP型电机泵组(4)上的Pt100温度传感器(5)测量第二SIMOTICS-GP型电机泵组(4)的温度，通过安装在出油管(6)的Pt100温度传感器(7)测量出油温度，通过安装在出油管(6)的SIENENS-QBE型压力传感器(8)测量出油压力，通过安装在出油管(6)的SIENENS-MAG5000型流量传感器(9)测量出油流量，通过安装在油槽(10)内的推力瓦上Pt100温度传感器(11)测量推力瓦温度，通过安装在进油管(12)的Pt100温度传感器(13)测量进油温度，通过安装在进油管(12)的SIENENS-QBE型压力传感器(14)测量出油压力，通过安装在进油管(12)的SIENENS-MAG5000型流量传感器(15)测量进油流量，NI-CompactRIO-910X型数据采集装置(1)将采集的数据通过工业以太网实时传递到工业计算机(16，)工业计算机(16)通过程序分析并计算数据，用油流量和温度的乘积计算出进出油槽的能量，以恒定瓦温为控制量，通过实时调节进出油槽的油流量，对瓦温进行闭环控制，工业计算机(16)通过工业以太网读取SINAMICS-G120型变频器(17)的状态参数，当SINAMICS-G120型变频器(17)的处于无故障状态时，工业计算机(16)通过SIMATIC-200PLC型装置(18)控制接触器装置(19)给变频器(17)供电，根据计算出的流量，工业计算机(16)通过SIMATIC-200PLC型PLC装置(18)控制LC1D245M7C型接触器装置(20)接通第一SIMOTICS-GP型电机泵组(2)当第一泵组不足以提供计算出的流量，同时接通第二SIMOTICS-GP型电机泵组(4)，工业计算机(16)通过工业以太网控制SINAMICS-G120型变频器(17)的输出来控制电机泵组的转速，从而能够控制冷却系统的油流量，当SINAMICS-G120型变频器(17)的处于故障状态时，工业计算机(16)通过SIMATIC-200PLC型装置(18)控制接LC1D245M7C型触器装置(19)和LC1D245M7C型接触器装置(20)直接为电机泵组(2)和电机泵组(4)进行供电，系统通过控制电机泵组形成可变的循环动力，将推力轴承油槽(10)内的润滑热油吸入冷却系统的冷却器(21)内进行冷却，再将冷却油打回油槽(10)内部。本专利技术的技术效果：传统的水轮发电机推力轴承冷却系统是由软启动器启动电动机泵组，由于电机泵组的转速固定，冷却油的流量不可调节，在轴承温度上升过快时不能够加大冷却能力，而在冷却系统设计流量偏大时(大多数水电机组的冷却系统设计流量都大于机组实际需要流量)，会造成管路气泡变多，增大轴承冷却系统的震动和噪声，大大降低了轴承冷却系统的使用寿命，而且传统的轴承冷却系统不具有自动判断功能，在推力轴承冷却系统电机泵组出现故障时，或是蓄能机组运行遇到突发情况导致轴承温度过快上升时，系统本身不能够主动进行切换和调节冷却能力，需要机组轴承温度达到报警停机时才能发现出现的意外情况，影响了机组运行的稳定性和可靠性，而抽水蓄能机组的转速为常规水轮发电机组转速的4～6倍,对冷却系统的可靠性要求更高。本专利技术通过分析数据采集装置采集的数据，自动选择运行状态，在蓄能机组运行遇到突发情况导致轴承温度过快上升时，或是推力轴承冷却系统自身发生部分故障时，冷却系统能够主动进行切换和调节冷却流量，为机组推力轴承提供所需要的冷却流量，保证机组连续稳定的运行，为水轮发电推力轴承的优化设计提供了新的依据。本专利技术采用的数据采集装置NI-CompactRIO-910X具有并行数据处理功能，精度高，数据的分辨率高，可达25ns，抗干扰能力强的特点，能够在水电厂复杂的电磁干扰环境下进行可靠的数据采集和处理。本专利技术采用的西门子SIMOTICS-GP型变频电机在30～50HZ输出转矩恒定，具有5～50HZ宽范围的调速功能。本专利技术采用变频器控制电机启动、运行，可以达到最大程度节省电量的目的。附图说明：图1本专利技术安装和工作连接图具体实施方式：如图1所示，一种抽水蓄能机组自适应推力轴承外循环冷却系统包括工业计算机，PLC装置，数据采集装置，接触器，温度传感器，压力传感器，流量传感器，变频器，电机泵组，冷却器，进油管路，出油管路。如图1所示，一种抽水蓄能机组自适应推力轴承外循环冷却系统，包括工业计算机，PLC装置，数据采集装置，接触器，温度传感器，压力传感器，流量传感器，变频器，电机泵组，冷却器，进油管路，出油管路；NI-CompactRIO-910X型数据采集装置1通过安装在第一SIMOTICS-GP型电机泵组2上的Pt100温度传感器3测量第一SIMOTICS-GP型电机泵组2的温度，通过安装在第二SIMOTICS-GP型电机泵组4上的Pt100温度传感器5测量第二SIMOTICS-GP型电机泵组4的温度，通过安装在出油管6的Pt100温度传感器7测量出油温度，通过安装在出油管6的SIENENS-QBE型压力传感器8测量出油压力，通过安装在出油管6的SIENENS-MAG5000型流量传感器9测量出油流量，通过安装在油槽10内的推力瓦上Pt100温度传感器11测量推力瓦温度，通过安装在进油管12的Pt100温度传感器13测量进油温度，通过安装在进油管1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抽水蓄能机组自适应推力轴承外循环冷却系统，其特征是：包括工业计算机，PLC装置，数据采集装置，接触器，温度传感器，压力传感器，流量传感器，变频器，电机泵组，冷却器，进油管路，出油管路；NI‑CompactRIO‑910X型数据采集装置(1)通过安装在第一SIMOTICS‑GP型电机泵组(2)上的Pt100温度传感器(3)测量第一SIMOTICS‑GP型电机泵组(2)的温度，通过安装在第二SIMOTICS‑GP型电机泵组(4)上的Pt100温度传感器(5)测量第二SIMOTICS‑GP型电机泵组(4)的温度，通过安装在出油管(6)的Pt100温度传感器(7)测量出油温度，通过安装在出油管(6)的SIENENS‑QBE型压力传感器(8)测量出油压力，通过安装在出油管(6)的SIENENS‑MAG5000型流量传感器(9)测量出油流量，通过安装在油槽(10)内的推力瓦上Pt100温度传感器(11)测量推力瓦温度，通过安装在进油管(12)的Pt100温度传感器(13)测量进油温度，通过安装在进油管(12)的SIENENS‑QBE型压力传感器(14)测量出油压力，通过安装在进油管(12)的SIENENS‑MAG5000型流量传感器(15)测量进油流量，NI‑CompactRIO‑910X型数据采集装置(1)将采集的数据通过工业以太网实时传递到工业计算机(16，)工业计算机(16)通过程序分析并计算数据，用油流量和温度的乘积计算出进出油槽的能量，以恒定瓦温为控制量，通过实时调节进出油槽的油流量，对瓦温进行闭环控制，工业计算机(16)通过工业以太网读取SINAMICS‑G120型变频器(17)的状态参数，当SINAMICS‑G120型变频器(17)的处于无故障状态时，工业计算机(16)通过SIMATIC‑200PLC型装置(18)控制接触器装置(19)给变频器(17)供电，根据计算出的流量，工业计算机(16)通过SIMATIC‑200PLC型PLC装置(18)控制LC1D245M7C型接触器装置(20)接通第一SIMOTICS‑GP型电机泵组(2)当第一泵组不足以提供计算出的流量，同时接通第二SIMOTICS‑GP型电机泵组(4)，工业计算机(16)通过工业以太网控制SINAMICS‑G120型变频器(17)的输出来控制电机泵组的转速，从而能够控制冷却系统的油流量，当SINAMICS‑G120型变频器(17)的处于故障状态时，工业计算机(16)通过SIMATIC‑200PLC型装置(18)控制接LC1D245M7C型触器装置(19)和LC1D245M7C型接触器装置(20)直接为电机泵组(2)和电机泵组(4)进行供电，系统通过控制电机泵组形成可变的循环动力，将推力轴承油槽(10)内的润滑热油吸入冷却系统的冷却器(21)内进行冷却，再将冷却油打回油槽(10)内部。...

【技术特征摘要】
1.一种抽水蓄能机组自适应推力轴承外循环冷却系统，其特征是：包括工业计算机，PLC装置，数据采集装置，接触器，温度传感器，压力传感器，流量传感器，变频器，电机泵组，冷却器，进油管路，出油管路；NI-CompactRIO-910X型数据采集装置(1)通过安装在第一SIMOTICS-GP型电机泵组(2)上的Pt100温度传感器(3)测量第一SIMOTICS-GP型电机泵组(2)的温度，通过安装在第二SIMOTICS-GP型电机泵组(4)上的Pt100温度传感器(5)测量第二SIMOTICS-GP型电机泵组(4)的温度，通过安装在出油管(6)的Pt100温度传感器(7)测量出油温度，通过安装在出油管(6)的SIENENS-QBE型压力传感器(8)测量出油压力，通过安装在出油管(6)的SIENENS-MAG5000型流量传感器(9)测量出油流量，通过安装在油槽(10)内的推力瓦上Pt100温度传感器(11)测量推力瓦温度，通过安装在进油管(12)的Pt100温度传感器(13)测量进油温度，通过安装在进油管(12)的SIENENS-QBE型压力传感器(14)测量出油压力，通过安装在进油管(12)的SIENENS-MAG5000型流量传感器(15)测量进油流量，NI-CompactRIO-910X型数据采集装置(1)将采集的数据通过工业以太网实时传递到工业计算机(16，)工业计算机(16)通...

【专利技术属性】
技术研发人员：高尚，孙凯，魏玉国，尤振科，毕纯辉，胡丽杰，梁彬，
申请(专利权)人：哈尔滨电机厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23