本实用新型属于自动控制领域，具体涉及一种中小水力发电站闭环电动推杆折向装置。
背景技术：
水力发电是利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，将其中所含势能转换成水轮机的动能，再以水轮机为原动力，推动发电机产生电能的过程。水力发电的基本原理是利用水位落差，配合水轮发电机机组产生电力，也就是利用水的位能转为水轮的机械能，再以机械能推动发电机，而得到电力。科学家们以此水位落差的天然条件，有效的利用流力工程及机械物理等，精心搭配以达到最高的发电量，供人们使用廉价又无污染的电力。
在水力发电中，当水轮机组出现跳闸甩负荷时，为防止高速水流继续冲击转轮使其转速过快，此时就需要用到折向器，折向器的作用就是对水流进行折向，即改变水流的方向，在水轮机组内使水流射向尾水坑，阻止高速水流继续冲击转轮，从而确保机组的飞逸转速不超过允许值，随后缓慢关闭确保水锤压力在允许范围内。
现今，因发电设备等相关因素，在中小水力发电站中使用的折向器，95％以上采用一种由电磁铁作为控制核心的折向器，其还包含手柄、杠杆、底座、拉伸弹簧、连杆和折向摆铁；当水轮机组跳闸甩负荷时，电路中的空气断路器分闸，发电机的残压通过开关的辅助常闭触点，给折向器的电磁铁供电，使电磁铁产生吸合，从而破坏杠杆的平衡，进而通过弹簧的释放使折向摆铁换向到转轮面，由此折向器从全关的位置到全开运行，使水流偏开射向尾水坑，以阻止水流射向转轮，从而使飞逸的机组减速；在水轮机组恢复正常并需要开机时，需要操作人员手动将手柄推向到全关的位置。在中小水力发电站中，为了防止出现随时发生的跳闸甩负荷，因此这种折向的控制方式就必须要有操作人员随时在发电站中，但现今随着自动化及远程控制的推广，尤其是现今对于无人电站的发展要求，这种折向器在中小水力发电站中已非常不适用了。
技术实现要素：
(1)要解决的技术问题
针对现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种中小水力发电站闭环电动推杆折向装置，该折向装置可以检测水轮机的实时状况，当水轮机跳闸甩负荷时能自动快速地对水轮机内的水流进行折向，当水轮机组恢复正常并需要开机时又能自动再次对水轮机内的水流进行折向，从而达到最佳的折向效果，而且完全不需要人为操作，保证了水轮机稳定高效率的运行；同时，该折向装置结构简单可靠性强。
(2)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了这样一种中小水力发电站闭环电动推杆折向装置，该折向装置包括有基座、电动推杆、工字型支架、折向摆铁、逻辑控制器、上位机和转速检测模块；基座上部可转动地铰接有电动推杆，电动推杆的另一端可转动地枢接在工字型支架的一侧，工字型支架的另一侧可转动地枢接在折向摆铁的一端，电动推杆外安装有逻辑控制器，电动推杆与逻辑控制器电信号连接，逻辑控制器外还电信号连接有上位机，水轮机上安装有用于检测水轮机转速的转速检测模块，转速检测模块与上位机电信号连接。
其中，该折向装置安装时，其与现有技术情况下的安装位置一致，即为安装在水轮机侧面，折向摆铁也与现有情况下一样，折向摆铁与水轮机内的折向机构进行连接，即基座固定安装在水轮机侧面的地面上，电动推杆可转动地铰接在基座上，工字型支架用于连接折向摆铁与电动推杆，并且工字型支架与两者均为可转动地枢接，逻辑控制器分别与电动推杆和上位机电信号连接，转速检测模块能检测到水轮机的转速，并将该转速信号传输给上位机，上位机能综合分析转速信号，并根据预先设定的程序对逻辑控制器下发操作信号，逻辑控制器收到操作信号后能进行转化，直接控制电动推杆进行伸缩，并精确控制其伸缩的距离，从而控制折向摆铁对水轮机内水流的折向位置，在一定程度上控制折向摆铁对水轮机内水流的折向效果，此外，逻辑控制器控制电动推杆伸缩时，电动推杆也能将当前自身伸缩状态的实时信息反馈给逻辑控制器，并传输给上位机，上位机也能对该信息进行综合的分析，从而对逻辑控制器下发相应的操作信号。
当水轮机出现跳闸甩负荷时，转速检测模块将检测到的水轮机的转速信号传输给上位机，上位机对该信号进行综合分析处理，当转速检测模块检测到水轮机的转速超过设定值时，上位机对逻辑控制器下发操作信号，逻辑控制器收到操作信号后进行转化，输出24VDC信号控制电动推杆向前推出一定的距离，并通过工字型支架的转动传动，利用折向摆铁逆时针转动使水轮机内的折向机构发生折向，将其由关的位置摆动到开的位置，从而使水轮机内的水流偏开射向尾水坑，以阻止水流射向转轮，达到使飞逸的机组减速；当水轮机恢复正常并满足开机要求时，电动推杆也能将当前自身伸缩状态的实时信息反馈给逻辑控制器，并传输给上位机，上位机对逻辑控制器下发操作信号，逻辑控制器收到操作信号后进行转化，输出24VDC信号控制电动推杆向后收缩一定的距离，并通过工字型支架的转动传动，利用折向摆铁顺时针转动使水轮机内的折向机构发生折向，将其由开的位置摆动到关的位置，从而使开机时水轮机内的水流射向转轮，根据流程自动开机；同时，折向器进行开与关的位置切换，其每一过程都是根据检测到的信号自动运行的，这样完全实现了不需要人为的操作。
(3)有益效果
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：一方面，该折向装置直接通过电动推杆的伸缩，利用工字型支架的转动传动，带动折向摆铁发生转动使水轮机内的折向机构发生折向，结合水轮机内折向机构的折向工作，从而简单方便地实现了对水轮机内水流的折向，这种折向结构相对简单，而且可靠性强；另一方面，该折向装置通过转速检测模块，能实时检测水轮机的转速，并结合上位机和逻辑控制器，利用该信号控制电动推杆进行伸缩，自动快速地对水轮机进行折向，从而达到最佳的折向效果，同时，该折向装置操作完全不需要人为操作，这样又能极大地保证水轮机稳定高效率的运行。
总体而言，该折向装置可以检测水轮机的实时状况，当水轮机跳闸甩负荷时能自动快速地对水轮机内的水流进行折向，当水轮机组恢复正常并需要开机时又能自动再次对水轮机内的水流进行折向，从而达到最佳的折向效果，而且完全不需要人为操作，保证了水轮机稳定高效率的运行；同时，该折向装置结构简单可靠性强。
附图说明
为了更清楚的说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术中描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一种实施方式，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型具体实施方式的结构示意图。
附图中的标记为：1-水轮机，2-折向摆铁，3-基座，4-电动推杆，5-工字型支架。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合附图对本实用新型具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，以进一步阐述本实用新型，显然，所描述的具体实施方式仅仅是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的样式。
中小水力发电站闭环电动推杆折向装置，如图1，图1为本具体实施方式的结构示意图；该折向装置包括有基座3、电动推杆4、工字型支架5、折向摆铁2、逻辑控制器、上位机和转速检测模块；基座3上部可转动地铰接有电动推杆4，电动推杆4的另一端可转动地枢接在工字型支架5的一侧，工字型支架5的另一侧可转动地枢接在折向摆铁2的一端，电动推杆4外安装有逻辑控制器，电动推杆4与逻辑控制器电信号连接，逻辑控制器外还电信号连接有上位机，水轮机1上安装有用于检测水轮机1转速的转速检测模块，转速检测模块与上位机电信号连接。
其中，该折向装置安装时，其与现有技术情况下的安装位置一致，即为安装在水轮机1侧面，折向摆铁2也与现有情况下一样，折向摆铁2与水轮机1内的折向机构进行连接，即基座3固定安装在水轮机1侧面的地面上，电动推杆4可转动地铰接在基座3上，工字型支架5用于连接折向摆铁2与电动推杆4，并且工字型支架5与两者均为可转动地枢接，逻辑控制器分别与电动推杆4和上位机电信号连接，转速检测模块能检测到水轮机1的转速，并将该转速信号传输给上位机，上位机能综合分析转速信号，并根据预先设定的程序对逻辑控制器下发操作信号，逻辑控制器收到操作信号后能进行转化，直接控制电动推杆4进行伸缩，并精确控制其伸缩的距离，从而控制折向摆铁2对水轮机1内水流的折向位置，在一定程度上控制折向摆铁2对水轮机1内水流的折向效果，此外，逻辑控制器控制电动推杆4伸缩时，电动推杆4也能将当前自身伸缩状态的实时信息反馈给逻辑控制器，并传输给上位机，上位机也能对该信息进行综合的分析，从而对逻辑控制器下发相应的操作信号。
当水轮机1出现跳闸甩负荷时，转速检测模块将检测到的水轮机1的转速信号传输给上位机，上位机对该信号进行综合分析处理，当转速检测模块检测到水轮机1的转速超过设定值时，上位机对逻辑控制器下发操作信号，逻辑控制器收到操作信号后进行转化，输出24VDC信号控制电动推杆4向前推出一定的距离，并通过工字型支架5的转动传动，利用折向摆铁2逆时针转动使水轮机1内的折向机构发生折向，将其由关的位置摆动到开的位置，从而使水轮机1内的水流偏开射向尾水坑，以阻止水流射向转轮，达到使飞逸的机组减速；当水轮机1恢复正常并满足开机要求时，电动推杆4也能将当前自身伸缩状态的实时信息反馈给逻辑控制器，并传输给上位机，上位机对逻辑控制器下发操作信号，逻辑控制器收到操作信号后进行转化，输出24VDC信号控制电动推杆4向后收缩一定的距离，并通过工字型支架5的转动传动，利用折向摆铁2顺时针转动使水轮机1内的折向机构发生折向，将其由开的位置摆动到关的位置，从而使开机时水轮机1内的水流射向转轮，根据流程自动开机；同时，折向器进行开与关的位置切换，其每一过程都是根据检测到的信号自动运行的，这样完全实现了不需要人为的操作。
本技术方案的有益效果：一方面，该折向装置直接通过电动推杆4的伸缩，利用工字型支架5的转动传动，带动折向摆铁2发生转动使水轮机1内的折向机构发生折向，结合水轮机1内折向机构的折向工作，从而简单方便地实现了对水轮机1内水流的折向，这种折向结构相对简单，而且可靠性强；另一方面，该折向装置通过转速检测模块，能实时检测水轮机1的转速，并结合上位机和逻辑控制器，利用该信号控制电动推杆4进行伸缩，自动快速地对水轮机1进行折向，从而达到最佳的折向效果，同时，该折向装置操作完全不需要人为操作，这样又能极大地保证水轮机1稳定高效率的运行。
以上描述了本实用新型的主要技术特征和基本原理及相关优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性具体实施方式的细节，而且在不背离本实用新型的构思或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将上述具体实施方式看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照各实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。