本发明专利技术涉及水电站技术领域，公开了一种水电站进水设施的漏水判断方法及装置，旨在解决现有水电站进水设施的漏水检测存在滞后性的问题，方案主要包括：获取发电机组的角速度、角加速度、工作水头和发电机输出功率，根据所述角速度、角加速度、工作水头和发电机输出功率并基于预先确定的公式计算发电机组的过机流量；获取压力钢管内的流量，计算所述压力钢管内的流量和过机流量的差值获得流量差，根据所述流量差和发电机组的额定流量判断是否存在漏水。本发明专利技术提高了水电站进水设施漏水监测的及时性、准确性以及全面性，同时降低了监测成本，适用于水电站。适用于水电站。适用于水电站。
【技术实现步骤摘要】
一种水电站进水设施的漏水判断方法及装置
[0001]本专利技术涉及水电站
，具体涉及一种水电站进水设施的漏水判断方法及装置。
技术介绍
[0002]水电站发生水淹厂房事故，会淹没电气设备，造成巨大财产损失，甚至造成人身安全事故。从目前已发生的水淹厂房事故情况来看，主要有进水阀门破裂、顶盖泄露等进水设施泄露水，尾水倒灌厂房，以及山洪等外部水直接涌入厂房入口。相对来说，第一种情况发生的过程更快，而后两种情况发生的过程要慢些，留给生产人员处置和逃生的时间会多些，因此需要加强进水设施泄露水的监测和预处置工作。当出现蜗壳或顶盖泄漏水时，紧急关闭进水球阀能快速关闭水流；当出现进水阀门破裂漏水时，紧急关闭上端的进水口事故门或调压井事故门，能快速关闭水流，尽量减少涌入厂房的水量。
[0003]为了防止水电站进水阀门、顶盖等进水设施大量泄漏水，造成水淹厂房，目前的方式一般是配置一套防水淹厂房控制系统，在厂房最低层设置不少于3套水位信号器，采取“三选二”逻辑判断，在确定水淹厂房后紧急联动关闭进水阀和事故门。但是，采用在厂房最底层廊道布置水位信号器来监测积水，以此判断水淹厂房的方式主要存在滞后性的缺点，因为从进水阀门或顶盖发生泄漏水到厂房最底层廊道出现积水需要一个水流动过程，而此时往往阀门或顶盖布置的房间楼层已经被大量泄漏水冲击和淹没，因此如何能第一时间靠近泄露点监测判断出发生泄漏水事故，更早地联动关闭进水阀门和事故门，是减轻水淹厂房人身财产损失的关键。
技术实现思路
[0004]本专利技术旨在解决现有水电站进水设施的漏水检测存在滞后性的问题，提出一种水电站进水设施的漏水判断方法及装置。
[0005]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一方面，提供一种水电站进水设施的漏水判断方法，所述方法包括：
[0007]获取发电机组的角速度、角加速度、工作水头和发电机输出功率，根据所述角速度、角加速度、工作水头和发电机输出功率并基于预先确定的公式计算发电机组的过机流量；
[0008]获取压力钢管内的流量，计算所述压力钢管内的流量和过机流量的差值获得流量差，根据所述流量差和发电机组的额定流量判断是否存在漏水。
[0009]进一步地，所述计算发电机组的过机流量的公式如下：
[0010][0011]式中，Q2为发电机组的过机流量，J
Z
为发电机组的转动惯量，ω为发电机组的角速度，α为发电机组的角加速度，P
e
为发电机输出功率，H为发电机组的工作水头，E为发电机组
在空载条件下角速度消耗的能量。
[0012]进一步地，所述发电机组在空载条件下角速度消耗的能量E通过以下公式计算获得：
[0013]E＝K2ω2+K1ω+K0；
[0014]式中，ω为发电机组的角速度，K0、K1和K2为系数。
[0015]进一步地，所述系数K0、K1和K2的确定方法包括：
[0016]在发电机组处于空载条件时，角速度消耗的能量E与空载流量和工作水头之间具有以下关系：E＝9.81QH，根据该关系可以得到以下表达式：
[0017]9.81QH＝K2ω2+K1ω+K0；
[0018]式中，Q为发电机组的空载流量，H为发电机组的工作水头；
[0019]在发电机组处于空载条件时，获取发电机组的工作水头H，并分别获取发电机组在不同角速度ω下的空载流量Q；
[0020]根据记录的角速度ω和空载流量Q并采用最小二乘指标法对所述表达式进行拟合，获得系数K0、K1和K2。
[0021]进一步地，所述空载流量Q
nr
通过安装于压力钢管内的流量检测装置测量获得。
[0022]进一步地，根据所述流量差和发电机组的额定流量判断是否存在漏水，具体包括：
[0023]多次获取发电机组的过机流量和压力钢管内的流量，并分别计算对应的流量差，根据多次计算的流量差计算平均流量差，计算公式如下：
[0024][0025]式中，为平均流量差，ΔQ为流量差，T为流量差的数量；
[0026]根据所述平均流量差和发电机组的额定流量判断是否存在漏水。
[0027]进一步地，根据所述平均流量差和发电机组的额定流量判断是否存在漏水，具体包括：
[0028]根据所述额定流量设定阈值，判断所述平均流量差是否大于所述阈值，若是，则判定存在漏水，否则，判定不存在漏水。
[0029]进一步地，所述阈值为5％Q
r
，即当满足时，判定存在漏水，其中，为平均流量差，Q
r
为发电机组的额定流量。
[0030]进一步地，所述方法还包括：
[0031]当满足时，延时预设时长后发出漏水报警信号；
[0032]当满足时，延时预设时长后发出漏水报警信号，并关闭进水阀和/或事故门。
[0033]另一方面，提供一种水电站进水设施的漏水判断装置，所述装置至少包括：控制器，所述控制器用于：
[0034]获取发电机组的角速度、角加速度、工作水头和发电机输出功率，根据所述角速度、角加速度、工作水头和发电机输出功率并基于预先确定的公式计算发电机组的过机流
量；
[0035]获取压力钢管内的流量，计算所述压力钢管内的流量和过机流量的差值获得流量差，根据所述流量差和发电机组的额定流量判断是否存在漏水。
[0036]本专利技术的有益效果是：本专利技术所述的水电站进水设施的漏水判断方法及装置，由于直接对进水设施的过机流量进行监测和计算，因此能第一时间做出判断，提高了漏水检测的及时性。同时预先建立的公式充分考虑了发电机组的转动动能变化，使其能够在全工况条件下实现对过机流量进行准确计算，进而实现全工况条件下对是否漏水进行准确判断，提高了漏水检测的全面性。除了通过在压力钢管配备测流设备来获取压力钢管内的水流量外，无需额外配置其他传感器等监测设备，并且现有水电站一般都会在压力钢管配备超声波测流设备用于机组常规流量的监测，因此降低了监测成本和维护工作量。本专利技术可以实现从压力钢管的测流设备布置处到转轮出口的整段流道的漏水监测，并且能够实现无缝监测，提高了漏水监测范围。并且由于超声波测流和发电机组的过机流量反算，都具有高精度的特点，因此可以准确监测出泄露水量，还可以根据泄露水量的大小做出分级报警，根据报警级别做出不同的联动处置措施。并且通过对计算的流量差做均值处理，消除了原始数据采集过程中偶发性波动误差，更可靠真实地反应实际漏水情况，防止误报警。
附图说明
[0037]图1为本专利技术实施例所述的水电站进水设施的漏水判断方法的流程示意图；
[0038]图2为本专利技术实施例所述的水电站进水设施的漏水判断装置的逻辑示意图。
具体实施方式
[0039]下面将结合附图对本专利技术的实施方式进行详细描述。
[0040]本专利技术旨在提高水电站进水设施漏水监测的及时性、准确性以及全面性，同时降低监测成本，提出一种水电站进水设施的漏水判本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水电站进水设施的漏水判断方法，其特征在于，所述方法包括：获取发电机组的角速度、角加速度、工作水头和发电机输出功率，根据所述角速度、角加速度、工作水头和发电机输出功率并基于预先确定的公式计算发电机组的过机流量；获取压力钢管内的流量，计算所述压力钢管内的流量和过机流量的差值获得流量差，根据所述流量差和发电机组的额定流量判断是否存在漏水。2.如权利要求1所述的水电站进水设施的漏水判断方法，其特征在于，所述计算发电机组的过机流量的公式如下：式中，Q2为发电机组的过机流量，J
Z
为发电机组的转动惯量，ω为发电机组的角速度，α为发电机组的角加速度，P
e
为发电机输出功率，H为发电机组的工作水头，E为发电机组在空载条件下角速度消耗的能量。3.如权利要求2所述的水电站进水设施的漏水判断方法，其特征在于，所述发电机组在空载条件下角速度消耗的能量E通过以下公式计算获得：E＝K2ω2+K1ω+K0；式中，ω为发电机组的角速度，K0、K1和K2为系数。4.如权利要求3所述的水电站进水设施的漏水判断方法，其特征在于，所述系数K0、K1和K2的确定方法包括：在发电机组处于空载条件时，角速度消耗的能量E与空载流量和工作水头之间具有以下关系：E＝9.81QH，根据该关系可以得到以下表达式：9.81QH＝K2ω2+K1ω+K0；式中，Q为发电机组的空载流量，H为发电机组的工作水头；在发电机组处于空载条件时，获取发电机组的工作水头H，并分别获取发电机组在不同角速度ω下的空载流量Q；根据记录的角速度ω和空载流量Q并采用最小二乘指标法对所述表达式进行拟合，获得系数K0、K1和K2。5.如权利要求4所述的水电站进水设施的漏水判断方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓丛林，李菁，郑丁桐，宋琳莉，张鹏，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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