本发明涉及水利水电工程机电领域，具体是指防止水电站压力钢管共振的装置，本发明还涉采用这种装置来防止水电站压力钢管共振的方法，尤其适用于采用球阀上游水源进行球阀操作和密封的高水头水电站。
背景技术：
对于多台机组共用一条引水隧洞的水电站，一般会在机组前设置进水球阀，而进水球阀的操作常用水作为操作介质，操作水源取自球阀上游侧压力钢管。球阀的上、下游侧各设置一套密封装置，上游侧为检修密封，下游侧为工作密封。在球阀阀芯关闭后，工作密封在操作水的作用下使活动环接触阀芯的固定密封环，封住球阀阀芯和阀体之间的间隙，从而起到截住水流的作用。反之，当球阀打开时，操作活动环与固定环分离，然后控制阀芯开启。
工作密封操作时，活动环与铜环表面会产生摩擦，随着操作次数的增加，密封盘根因不断摩擦与磨损产生漏水。这样会导致密封活动环在投入过程中，由于漏水而密封不牢引起来回移动；由于密封的操作水源取自球阀上游侧，球阀上游压力随着密封环的移动而不断波动，水压的波动幅值越来越大，并在与下游密封相互作用中产生自激振荡，最后引起其它机组的压力钢管共振，对机组及电站的安全稳定运行造成危害。
通常处理该问题的方法主要是通过监视下游密封供水管路的流量或压力来了解密封盘根的磨损情况，根据磨损情况作出检修计划以更换盘根。盘根的磨损情况跟机组的操作有关系，存在一定的随机性，如根据磨损情况来作出检修计划可能会影响机组的正常运行，最终影响电站的经济效益。另外，也可能从其他方面着手，如更换新型或新材料的盘根，这种方案在一定程度上能延长盘根的寿命，但并不能完全解决盘根漏水产生共振的问题。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供防止水电站压力钢管共振问题的装置，该装置通过消除共振激发源解决因盘根漏水产生的压力钢管共振问题，减少盘根检修以及更换的频率。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
防止水电站压力钢管共振的装置，包括压力变送器、电动球阀、控制系统、报警装置，所述压力变送器安装于上游压力钢管下方并通过电缆连接控制系统，所述控制系统通过电缆连接电动球阀、报警装置，所述电动球阀连接在水球阀下方的排水管上。
压力变送器与上游压力钢管间通过管道连接第三检修阀门，所述电动球阀前后管道上连接第一检修阀门、第二检修阀门。
所述控制系统的控制方法为：
步骤1：预设上游压力钢管中的最大水压为pmax，预设报警装置的报警时间；
步骤2：保持电动球阀关闭；
步骤3：压力变送器监控上游压力钢管实时水压；若上游压力钢管中水压小于pmax，则执行步骤2；若上游压力钢管中水压大于pmax，则执行步骤4；
步骤4：打开电动球阀，保持电动球阀开启60s，60s后，若上游压力钢管中的水压小于pmax则关闭电动球阀；若上游压力钢管中的水压仍大于pmax则执行步骤5；
步骤5：保持电动球阀开启，若电动球阀开启时间超过60s且尚未达到报警时间预设值，上游压力钢管中的水压下降到pmax以下，则关闭电动球阀；若开启时间超过报警时间预设值且水压仍未恢复到pmax以下，则由控制系统给报警装置发信号进行报警。
pmax的设置考虑水锤的最大压力。
本发明的优点在于：通过控制系统根据压力监测值对自激振荡产生的较高水压进行释放，从而破坏共振的产生条件达到解决压力钢管共振的目的。装置的运行不会影响机组的正常启停，从而减少了机组停机检修的次数，避免由检修造成的电量损失以及由于共振产生的破坏。
附图说明
图1本发明的工作流程图。
图2本发明的总体结构图。
图中各标号为：1压力变送器，2电动球阀，3控制系统，4第一检修阀门，5第二检修阀门，6第三检修阀门，7报警装置，8上游压力钢管，9水球阀。
结构图中各组成部分间虚线表示电缆连接，实线表示管道连接。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明，同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。但它们并不构成对本发明的限制，仅作举例而已。
如图1中所示的防止水电站压力钢管共振的装置，包括压力变送器1、电动球阀2、控制系统3、报警装置7，所述压力变送器1安装于上游压力钢管8下方并通过电缆连接控制系统3，所述控制系统3通过电缆连接电动球阀8、报警装置7，所述电动球阀2连接在水球阀9下方的排水管上。
所述的压力变送器1与上游压力钢管8间通过管道连接第三检修阀门6，所述电动球阀2前后管道上连接第一检修阀门4、第二检修阀门5。
如图2所示，防止水电站压力钢管共振的装置的使用方法，压力变送器1实时监测水球阀9上游压力钢管8中的水压，当水压大于正常情况下上游压力钢管8中的最大水压pmax时(考虑最大水锤压力)，则认为压力钢管自激振荡已经产生；此时控制系统3向电动球阀2发送开阀信号，电动球阀2开启，并保持开启状态至少60s，当开启时间超过60s且上游压力恢复到正常范围内(小于pmax)时关闭电动球阀2；若开启时间超过预设值且上游压力仍未下降到pmax以下则认为系统故障，则由控制系统3给报警装置7发信号进行报警并通知电站中控系统进行处理。
防止水电站压力钢管共振的装置的检测方法，正常情况下检修阀门4及检修阀门5为常开状态，当检测到电动球阀2故障或失灵需要检修时，则手动关闭第一检修阀门4和第二检修阀门5将电动球阀2从系统中安全隔离出来进行检修；当检修完成后安装好电动球阀2，并使电动球阀2处于关闭状态，然后打开第一检修阀门4及第二检修阀门5，系统恢复正常工作。
正常情况下第三检修阀门6处于常开状态，当压力变送器1需要检修时，关闭第三检修阀门6，使压力变送器1从系统中隔离出来进行检修；当检修完成后安装好压力变送器1，打开检修球阀6，系统恢复正常工作。
本发明的工作原理为：利用压力变送器1检测上游压力钢管8的压力，如果自激振荡发生，则会产生高于正常水压的压力波，压力变送器1检测到相应的压力波产生即说明自激振荡达到一定程度，此时打开电动球阀2进行排水泄压，消除振荡的加强从而防止压力钢管共振的发生。
其它未详细说明的均属于现有技术。