一种水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法及系统技术方案

技术编号：41231969 阅读：5 留言：0更新日期：2024-05-09 23:47

本发明专利技术公开了一种水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法及系统，包括：采集导叶传感器反馈信号；提取导叶传感器反馈信号特征，建立反馈信号逻辑判断算法模型；构建导叶传感器反馈信号控制系统，接收导叶传感器反馈运行信号，进行导叶运行监测；控制系统根据算法判断结果，对机组运行进行调控。有益效果：当导叶传感器故障或卡死时可及时发现处理缺陷，方便维护运行，利于机组安全稳定运行。防止个别传感器跳变、损坏、信号失真、断裂卡死等情况，大大提升了控制的可靠性。选取导叶开度时采用三个测值取平均值，使得所测导叶开度值更准确，监控控制调速器负荷精度更准确，提升一次调频准确性，避免电厂因一次调频精度不够考核造成的经济损失。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水力发电，具体为一种水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法及系统。

技术介绍

1、调速器由电气调节装置、机械调节装置和机械液压系统三部分组成，不管是在停机、开机过程、发电时导叶传感器都是非常重要的一个控制参数。在发电厂原本的技术方案中调速器plc分别采集一个导叶传感器，然而，该方式在控制原理上存在下列问题：由于只由一个传感器提供导叶行程，当该导叶传感器发生故障或卡死时，调速器就不能准确控制导叶，严重时运行维护人员没有及时发现则会造成严重后果，给安全生产造成严重影响，由严重的隐患。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。

2、因此，本专利技术解决的技术问题是：当一个导叶传感器故障或卡死时及时发现，且一个导叶传感器损坏不影响机组正常运行的问题。

3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法，包括：

4、采集导叶传感器反馈信号；

5、提取导叶传感器反馈信号特征，建立反馈信号逻辑判断算法模型；

6、构建导叶传感器反馈信号控制系统，根据导叶运行反馈信号，进一步优化控制系统；

7、将控制系统用于导叶运行维护和故障处理。

8、作为本专利技术所述的一种水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法的一种优选方案，其中：所述采集导叶信号包括，

9、安装在导叶上的传感器采集水轮机导叶的位置信息、运动信息，压力和振动、开度、温度、声音信息；

10、导叶的角度和位置信息，通过位移传感器、旋转编码器和倾角传感器来测量；反馈信号指示导叶的实时位置或相对于最佳效率点的偏移；导叶的速度信息通过速度传感器测量；压力和振动信息通过液压传感器测量；压力和振动信息包括，导叶机械结构上的压力，导致机械故障的异常振动；配置三个传感器并行采集数据，实现三选二逻辑判断；一个传感器出现故障，其他两个传感器仍可保证系统正常运行；传感器安装在导叶处可以准确读取导叶位置信息，并且不会受到机械振动、温度变化因素的影响。

11、作为本专利技术所述的一种水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法的一种优选方案，其中：所述信号预处理包括，

12、采集水轮机导叶的反馈数据时，三个传感器同步采集，保持数据的一致性和准确性；传感器输出是模拟信号，通过模数转换器将其转换为数字信号以供后续处理；采用滤波技术去除噪声，得到平滑信号。

13、作为本专利技术所述的一种水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法的一种优选方案，其中：所述反馈信号逻辑判断包括，

14、采集到水轮机导叶反馈信号时，采用三路传输反馈信号，分别为第1路反馈信号y1、第2路反馈信号y2、第3路反馈信号y3；

15、优先第一路导叶反馈信号y1为主用，其次是第二路导叶反馈信号y2为主用；第三路导叶反馈信号y3用于其它两路反馈比较使用，a、b两套控制器将这三路导叶信号作为三冗余信息进行三选二程序逻辑判断处理，门限值为ε1，δy1、δy2、δy3分别为三路信号的两两差值；

16、进行逻辑判断，若y1正常，则进行下一步判断，若通讯正常、y2、y3正常，则判断信号间两两插值：

17、δy1＝|y1-y2|＜ε1

18、δy2＝|y2-y3|＜ε1

19、δy3＝|y3-y1|＜ε1

20、若满足，则主用y1输出反馈信号，若δy1＞ε1，δy2＞ε1，δy3＞ε1则退出主用权，立刻进行停机处理，切换其他未开机机组运行，请求检查机组故障，并进行故障反馈；若δy1＞ε1，δy2＜ε1，δy3＞ε1，则判断为δy1导叶异步，主用y2输出反馈信号，请求检查异常处理；若δy1＜ε1，δy2＞ε1，δy3＞ε1，则判断为δy3导叶异步，主用y1输出反馈信号，请求检查异常处理；若δy1＞ε1，δy2＞ε1，δy3＜ε1，则判断为δy2导叶异步，主用y1输出反馈信号，请求检查异常处理；检查异常处理时，逐步降低输入功率，待机组停机。

21、作为本专利技术所述的一种水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法的一种优选方案，其中：所述导叶异步包括，1个导叶异步时，单个导叶异步不会立即影响机组的停机，通过控制系统申请停机，并启动备用机组，逐步减小当前机组输入功率，缓慢停机；在停机状态下，对机组转动部分进行检查；检查导叶位置传感器的连通接情况，并同时检查其他两个传感器的紧固情况；更换和维修完成后，控制系统调节调速器操作导叶，确保其能够正常打开和关闭；控制系统检查三个导叶传感器的反馈读数是否正常；检查完毕后控制系统恢复安全措施，并将机组启动至空载状态；检测调速器在空载运行条件下是否正常工作，若运行正常，则可以继续运行。

22、作为本专利技术所述的一种水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法的一种优选方案，其中：所述机组故障包括，当有两个或三个导叶异步时，机组出现控制故障，控制系统检测到机组故障时，立即申请停机，并启动备用的未开机机组；对机组转动部分进行检查，检查当前机组所有导叶的传感器连接情况，当连接无误时，控制系统检测导叶的传感器反馈信号是否正常，若正常，则通过控制系统调节调速器操作导叶，检测导叶是否能够正常工作；若不正常则进行检查、更换和维修；完成后，通过控制系统确认三个导叶传感器的读数是否正常，读数正常则恢复所有安全措施，将机组启动至空载状态；监测调速器在空载运行条件下是否正常，若运行正常，则可以继续全负荷运行。

23、作为本专利技术所述的一种水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法的一种优选方案，其中：所述导叶传感器反馈信号控制系统包括，

24、收集到导叶传感器传输的反馈信号，将y1检测到的导叶状态信息与设定的期望值进行比较，若与设定值相差大于5％，则将另一传感器的信号输入进行比较，若与设定值相差小于5％，则再次接收y1反馈信号；若另一传感器反馈信号与设定值相差大于5％，则进入监测状态，进行导叶传感器三选二逻辑判断；判断导叶异步时，在机组功率输出充足的情况下，进行异步机组维护，通过控制系统将识别到异步的导叶机组逐步停机，进行检测维护；检测维护完成后收集反馈信号进行再度比较，误差合格则在控制系统中为机组标注运行正常；若输出功率有限，则在控制系统中为机组状态标注状态异常，重点监控，若状态由异步转为机组故障则立刻进行停机检修处理；当机组在三选二逻辑判断中被判断为故障时，进行停机检修处理；在控制系统中标注为运行故障，立刻进行停机，同时将异常信息反馈给维护人员进行检修；检修完成后，控制系统仍限制机组的输入功率在空载运行水平，导叶传感器传输的运行数据与设定的期望值相符合，则重新标注为状态正常，控制系统解除对机组输入功率的限制，进行全负荷工作；在检修时，控制系统中各个传感器进行逐个读数对照检测，检修完成后读数仍然异常的传感器，运行系统对其进行断电处理，由维护人员进行更换和维修，安全后恢复通电，进行读数对照，读数正常则恢复接收根据传感器反馈信息，继续进行导叶运行状态检测。

25、一种如本专利技术所述任本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法，其特征在于：所述采集导叶信号包括，

3.如权利要求2所述的水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法，其特征在于：所述信号预处理包括，

4.如权利要求3所述的水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法，其特征在于：所述反馈信号逻辑判断包括，

5.如权利要求4所述的水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法，其特征在于：所述导叶异步包括，单个导叶异步不会立即影响机组的停机，通过控制系统申请停机，并启动备用机组，逐步减小当前机组输入功率，缓慢停机；在停机状态下，对机组转动部分进行检查；检查导叶位置传感器与控制运行系统的连接情况，并同时检查其他两个传感器的连接情况；检验完成后，控制系统调节调速器操作导叶，确保其能够正常打开和关闭；控制系统检查三个导叶传感器的反馈读数是否正常；若异常传感器仍无法正常运行，则断开与控制系统的连接，使用其他两个传感器输出信号，检查完毕后控制系统恢复安全措施，并将机组启动至空载状态；检测调速器在空载运行条件下是否正常

6.如权利要求5所述的水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法，其特征在于：所述机组故障包括，当有两个、三个导叶异步时，机组出现控制故障，控制系统检测到机组故障时，立即申请停机，并启动备用的未开机机组传感器；对机组转动部分进行断开重连，从而检验当前机组所有导叶的传感器连接情况，当连接无误时，控制系统检测导叶的传感器反馈信号是否正常，若正常，则通过控制系统调节调速器操作导叶，检测导叶是否能够正常工作；若不正常则控制系统断开与传感器的连接，重连至备用机组传感器；完成后，通过控制系统确认三个导叶传感器的读数是否正常，读数正常则恢复所有安全措施，将机组启动至空载状态；监测调速器在空载运行条件下是否正常，若运行正常，则可以继续全负荷运行。

7.如权利要求6所述的水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法，其特征在于：所述导叶传感器反馈信号控制系统包括，

8.一种如权利要求1-7所述任一方法的水轮机导叶传感器三选二逻辑控制系统，其特征在于：

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

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【技术特征摘要】

1.一种水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法，其特征在于：所述采集导叶信号包括，

3.如权利要求2所述的水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法，其特征在于：所述信号预处理包括，

4.如权利要求3所述的水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法，其特征在于：所述反馈信号逻辑判断包括，

6.如权利要求5所述的水轮机导叶传感器三选二逻辑控制方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明松，陈宇，李安兴，刘力铭，宋文韬，邹雨龙，杨辉，刘启，
申请(专利权)人：贵州乌江水电开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：

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