一种水轮机单导叶接力器检测系统技术方案

技术编号:23015474 阅读:57 留言:0更新日期:2020-01-03 15:14
本实用新型专利技术公开了一种水轮机单导叶接力器检测系统,涉及电站检测设备领域,技术方案为,包括依次连接的控制环、导叶及底环,控制环与接力器的活动端连接,接力器上设置有传感器组,传感器组的所有传感器均与信号采集模块电连接,构成数据反馈通道。本实用新型专利技术的有益效果是:本方案实现了水轮机单导叶接力器的综合在线检测,实现了接力器运行参数的智能化管理,同时通过云平台模块的传输,将接力器的运行参数上传到大数据云平台,为接力器提供了远程监控和健康管理的技术途径。

【技术实现步骤摘要】
一种水轮机单导叶接力器检测系统
本技术涉及电站检测设备领域,特别涉及一种水轮机单导叶接力器检测系统。
技术介绍
水轮机是一种原动机,其作用是将河流中的水流能量转换成旋转机械能,再通过水轮机主轴带动发电机旋转将旋转机械能转换成电能。水轮机单导叶接力器的主要作用是将油压力转化成调节杆的推拉力,从而带动水轮机叶片调角操作机构(连杆—转臂机构)将轴向移动转化成叶片绕枢轴的转动,实现叶片安放角度改变的目的。但在机组运行过程中,可能会出现以下问题:1)由于作用力过大致使导叶连杆失控;2)单一某单导叶接力器失灵;3)导叶之间夹住异物;4)不平衡的水作用力引起导叶变形等,进而影响水电厂和机组的安全稳定运行、负荷合理分配、水电厂经济效益以及电网供电质量,所以水轮机单导叶接力器的运行状态检测,特别是接力器的故障报警是急需解决的技术型难题。
技术实现思路
针对上述技术问题,本技术提供一种水轮机单导叶接力器检测系统。其技术方案为,包括依次连接的控制环、导叶及底环,所述控制环与接力器的活动端连接,所述接力器上设置有传感器组,所述传感器组的所有传感器均与信号采集模块电连接,构成数据反馈通道;还包括设置在控制环与接力器连接处的控制环编码器,设置在导叶与接力器连接处的导叶轴编码器,所述控制环编码器及导叶轴编码器均与所述信号采集模块电连接,构成数据反馈通道;所述信号采集模块依次通过云端模块、信号天线,与信号基站构成无线数据通讯通道,所述信号基站与云端服务器之间构成数据通道,云端服务器和云平台电脑分别与互联网交换机连接,构成通讯通路。优选为,所述传感器组包括位移传感器、出口油压传感器、振动传感器,油温传感器及进口油压传感器;所述位移传感器感应端设置在所述接力器的推杆上,用于检测接力器推杆的位移;所述出口油压传感器感应端设置在所述接力器的液压油出口处,用于检测所述接力器的出口油压;所述振动传感器的感应端设置在接力器的外缸体上,通过磁力吸座与缸体吸附,用于检测接力器工作时的振动幅度所述油温传感器的感应端设置在接力器的进油管路上,用于检测液压油的温度;所述进口油压传感器的感应端设置在所述接力器的液压油的进口处,用于检测所述接力器的进口油压;所述控制环编码器用于采集所述接力器推动的所述控制环的旋转角度;所述导叶轴编码器用于采集被调节的所述导叶的旋转角度。优选为,所述位移传感器采用GWC020光栅位移传感器,量程0-1000mm,所述位移传感器输出为A、B、Z三路脉冲信号,A相超前B相表示正转,A相滞后B相表示反转,Z是回零信号,接线采用了该传感器输出的是A、B两路脉冲信号;所述位移传感器的固定栅固定设置在所述接力器的外缸体上,所述位移传感器的移动栅固定设置在所述接力器的行程杆上;所述出口油压传感器及进口油压传感器均采用ELE-301压力传感器,该传感器量程为0-20MPa,变送输出信号4-20mA,采用两线制接线;所述油温传感器采用PT100热电阻,温度量程-50-150℃,并采用SUP-ST500智能温度变送模块将信号转换为标准输出信号4-20mA,采用两线制接线;所述振动传感器采用ZMT-YB40型一体化振动传感器,量程0-20mm/s,变送输出信号4-20mA,采用两线制接线;所述导叶轴编码器及控制环编码器均采用光电轴编码器,具体型号A41369光电增量型光电编码器,该编码器有A,B,Z三路脉冲信号,其中AB相的相位相差90度,A相超前B相表示正转,A相滞后B相表示反转,Z相为编码器每转一圈一个脉冲。优选为,所述云端模块采用型号为MNGate301-L的云端数据传输模块。优选为,所述信号采集模块采用西门子S7-200系列的可编程控制器,主CUP为224CN和4路模拟量输入模块EM231。4路模拟量输入模块EM231分别连接所述进口油压传感器、出口油压传感器、油温传感器和振动传感器的输出端,采集模拟量信号,主CUP224CN的6路高速脉冲输入点分别连接所述控制环编码器、导叶轴编码器和位移传感器,分别采集三者的A、B相脉冲信号,并经过程序分析计算出各自的角位移和直线位移。优选为,所述导叶轴编码器的接线采用该传感器输出的A、B两路脉冲信号分别接入所述信号采集模块的主CPU的I0.1、I0.2口,所述控制环编码器的接线采用该传感器输出的A、B两路脉冲信号分别接入所述信号采集模块的主CPU的I0.5、I0.6口。优选为,所述位移传感器接线采用该传感器输出的A、B两路脉冲信号分别接入信号所述采集模块的主CPU的I1.1、I1.2口。本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是:本方案实现了水轮机单导叶接力器的综合在线监测,实现了接力器运行参数的智能化管理,同时通过云平台模块的传输,将接力器的运行参数上传到大数据云平台,为接力器提供了远程监控和健康管理的技术途径。本方案利用振动传感器、压力传感器、温度传感器、导叶轴编码器,实现对水轮机单导叶接力器的工作状态监测;通过信号采集模块实现了接力器故障参数的采集与信号处理与分析,一旦接力器振动等信号超过上限值,装置实时故障报警;通过云平台电脑、互联网交换机、云端服务器、信号基站、信号天线、云端模块组成的阿里云大数据平台,实现了水轮机单导叶接力器的综合信息检测。本装置解决了水轮发电机组的监测问题,为保证水电站水轮机的安全稳定运行提供了有效的保障。附图说明图1为本技术实施例的原理框图。图2为本技术实施例的传感器在接力器上的安装布置及系统逻辑关系图。图3为本技术实施例的接力器、控制环、底环、导叶、连杆逻辑关系俯视图。图4为本技术实施例的信号采集模块与传感器及云端模块的接线图。其中,附图标记为:1、云平台电脑;2、互联网交换机;3、云端服务器;4、信号基站;5、手机APP终端;6、信号天线;7、云端模块;8、信号采集模块;9、导叶轴编码器;10、控制环编码器;11、位移传感器;12、出口油压传感器;13、振动传感器;14、油温传感器;15、进口油压传感器。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本技术进行进一步详细说明。当然,此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术,并不用于限定本技术。需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本技术创造的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术创造和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术创造的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水轮机单导叶接力器检测系统,包括依次连接的控制环、导叶及底环,所述控制环与接力器的活动端连接,所述接力器上设置有传感器组,其特征在于,所述传感器组的所有传感器均与信号采集模块(8)电连接,构成数据反馈通道;/n还包括设置在控制环与接力器连接处的控制环编码器(10),设置在导叶与接力器连接处的导叶轴编码器(9),所述控制环编码器(10)及导叶轴编码器(9)均与所述信号采集模块(8)电连接,构成数据反馈通道;/n所述信号采集模块(8)依次通过云端模块(7)、信号天线(6),与信号基站(4)构成无线数据通讯通道,所述信号基站(4)与云端服务器(3)之间构成数据通道,云端服务器(3)和云平台电脑(1)分别与互联网交换机(2)连接,构成通讯通路。/n

【技术特征摘要】
1.一种水轮机单导叶接力器检测系统,包括依次连接的控制环、导叶及底环,所述控制环与接力器的活动端连接,所述接力器上设置有传感器组,其特征在于,所述传感器组的所有传感器均与信号采集模块(8)电连接,构成数据反馈通道;
还包括设置在控制环与接力器连接处的控制环编码器(10),设置在导叶与接力器连接处的导叶轴编码器(9),所述控制环编码器(10)及导叶轴编码器(9)均与所述信号采集模块(8)电连接,构成数据反馈通道;
所述信号采集模块(8)依次通过云端模块(7)、信号天线(6),与信号基站(4)构成无线数据通讯通道,所述信号基站(4)与云端服务器(3)之间构成数据通道,云端服务器(3)和云平台电脑(1)分别与互联网交换机(2)连接,构成通讯通路。


2.根据权利要求1所述的水轮机单导叶接力器检测系统,其特征在于,所述传感器组包括位移传感器(11)、出口油压传感器(12)、振动传感器(13),油温传感器(14)及进口油压传感器(15);
所述位移传感器(11)感应端设置在所述接力器的推杆上,用于检测接力器推杆的位移;
所述出口油压传感器(12)感应端设置在所述接力器的液压油出口处,用于检测所述接力器的出口油压;
所述振动传感器(13)的感应端设置在接力器的外缸体上,通过磁力吸座与缸体吸附,用于检测接力器工作时的振动幅度
所述油温传感器(14)的感应端设置在接力器的进油管路上,用于检测液压油的温度;
所述进口油压传感器(15)的感应端设置在所述接力器的液压油的进口处,用于检测所述接力器的进口油压;
所述控制环编码器(10)用于采集所述接力器推动的所述控制环的旋转角度;
所述导叶轴编码器(9)用于采集被调节的所述导叶的旋转角度。


3.根据权利要求2所述的水轮机单导叶接力器检测系统,其特征在于,所述位移传感器(11)采用GWC020光栅位移传感器,量程0-1000mm,所述位移传感器(11)输出为A、B、Z三路脉冲信号,A相超前B相表示正转,A相滞后B相表示反转,Z是回零信号,接线采用了该传感器输出的是A、B两路脉冲信号;所述位移传感器(11)的固定栅固定设置...

【专利技术属性】
技术研发人员:王宜峰谷文涌杨林生郭洪振邱业岭王荣光
申请(专利权)人:国家电网有限公司国网新源控股有限公司山东泰山抽水蓄能电站有限责任公司
类型:新型
国别省市:北京;11

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