一种发电水轮机控制系统及方法
【专利摘要】本发明涉及一种发电水轮机控制系统及方法。解决一些发电站人工进行控制，操作不精确，发电效率低，且存在安全风险的问题。系统包括水轮机，主阀单元，旁通阀单元，刹车单元，高压分离开关，和控制器，主阀单元、旁通阀单元、刹车单元和高压分离开关分别与控制器相连。控制器在水轮机开停过程中自动控制主阀单元、旁通阀单元、刹车单元和高压分离开关进行工作。本发明的优点是：采用控制器自动进行控制，能够做到一键控制，方便了操作员操作。并且使得在水轮机开停过程中对各单元的控制更加精确，使得各步骤紧密配合，节约了时间，提高了水轮机发电的效率。另外，采用控制器自动控制代替了人工控制，不仅减少了劳动力，还提高了操作人员的安全性。
【专利说明】一种发电水轮机控制系统及方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及电气控制领域，尤其是涉及一种全自动控制、提高发电效率、操作简单安全的发电水轮机控制系统，以及发电水轮机控制方法。
【背景技术】
[0003]目前许多水电发电站内的控制，如主阀、旁通阀的开闭，水轮机的刹车等都是由人工进行控制，即由操作人员根据操作情况人工控制主阀、旁通阀、刹车工作。但这样存在许多缺陷，如在水轮机开始发电时，操作人员先控制旁通阀起开，当旁通阀开启到一定开度是再去控制主阀起开，但这过程中需要操作人员自己去判断旁通阀开启情况，这中间容易产生判断错误，会延迟主阀开启时间，同时人工操作过程中存在操作不及时，浪费了时间，这样造成在此过程中大量水白白流过，使得发电效率不高。另外，在停止发电时，也需要人工对水轮机进行制动，该操作不仅操作麻烦也很不安全。因此有必要开发一种全自动控制系统。
【发明内容】
[0004]本发明主要是解决一些发电站人工进行控制，操作不精确，发电效率低，且存在安全风险的问题，提供了一种全 自动控制、提高发电效率、操作简单安全的发电水轮机控制系统。
[0005]本发明另一个发明目的是提供了一种全自动控制、提高发电效率、操作简单安全的发电水轮机控制方法。
[0006]本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:一种发电水轮机控制系统，包括水轮机，与水轮机进水口连接的主阀单元和旁通阀单元，对水轮机进行制动的刹车单元，以及高压分离开关，还包括有控制器，所述主阀单元、旁通阀单元、刹车单元和高压分离开关分别与控制器相连，所述控制器在水轮机开停过程中自动控制主阀单元、旁通阀单元、刹车单元和高压分离开关进行工作。本发明中将主阀单元、旁通阀单元的阀门开闭，高压分离开关的开闭，以及刹车单元是否工作都交给控制器自动进行控制，能够做到一键控制，方便了操作员操作。并且使得在水轮机开停过程中对各单元的控制更加精确，使得各步骤紧密配合，节约了时间，提高了水轮机发电的效率。另外，采用控制器自动控制代替了人工控制，不仅减少了劳动力，还提高了操作人员的安全性。
[0007]作为一种优选方案，所述控制器包括有控制单元和计时器单元，计时器单元包括监控旁通阀开度状态的计时单元一、监控主阀单元关度状态的计时单元二和监控刹车单元工作时间的计时单元三，所述计时单元一、计时单元二和计时单元三分别连接在控制单元上。该计时单元一监控旁通阀单元开度状态，在旁通阀起开时计时单元一同时开始计时，在计时单元一计时完成时，发送信号给控制单元，则控制单元可以得知旁通阀单元开度到达设定值。计时单元二监控主阀单元关度状态，在主阀起开时计时单元二同时开始计时，在计时单元二计时完成时，发送信号给控制单元，则控制单元可以得知主阀单元开关度达到设定值。计时单元三监控刹车单元工作时间，在刹车单元起刹时，计时单元三开始计时，当计时单元三计时完成，则发送信号给控制单元，控制单元控制刹车单元放开。
[0008]作为一种优选方案，所述高压分离开关连接在控制单元上。该控制单元控制高压分离开关开闭。
[0009]作为一种优选方案，所述控制器还包括若干缺相和过载的保护器，当水中的小石头或垃圾把阀门卡住时，容易出现过载。当老鼠或者其它原因把电线咬断或者弄断时候容易出现缺相，这样缺相和过载的保护器起到保护作用。所述保护器分别连接在刹车单元、主阀单元、旁通阀单元与控制单元的连线上。该保护器对刹车单元、主阀单元和旁通阀单元起保护作用，保护器分别检测刹车单元、主阀单元和旁通阀单元上电机的电压状况，当在发生异常，则保护器自动切断与之连接的电机电源，防止了电机损坏。
[0010]作为一种优选方案，在水轮机上具有排气管，排气管上设置有电磁阀，所述电磁阀连接在控制单元上，控制器还包括监控电磁阀开闭时间的计时单元四，所述计时单元四连接在控制单元上。该排气阀用于水路机进水时排除水轮机内空气，以及在水轮机停止工作后排除排气管内水，防止排气管冻住。该电磁阀与控制单元连接，在系统工作过程中由控制单元自动控制工作。水轮机过程中开始排气，电磁阀开启，同时计时单元四也同时开始计时，计时单元四计时完成，则电磁阀关闭，完成排气过程。
[0011]一种发电水轮机控制方法，包括以下步骤:
在水轮机开启准备发电时
al.先控制旁通阀单元起开，同时计时单元一开始计时；
a2.计时单元一计时完成时发送信号给控制单元，控制单元控制主阀单元、电磁阀和高压分离开关工作，
主阀单元开始起开，直至主阀全开后停止；
同时的，电磁阀开启对水轮机内空气进行排气，同时计时单元四开始计时，计时单元四计时完成后发送信号给电磁阀，电磁阀自动关闭；
同时的，控制器控制高压分离开关合闸；
在水轮机关闭停止发电时
bl.控制单元控制高压分离开关分闸，然后控制单元发送指令给主阀单元，控制主阀单元起关，同时计时单元二开始计时；
b2.计时单元二计时完成时，发送信号给控制单元，控制单元控制旁通阀单元、刹车单元工作，
旁通阀单元开始起关，直至旁通阀全关后停止；
同时的，刹车单元开始对水轮机进行起刹，计时单元三同时开始计时，计时单元三计时完成后发送信号给控制单元，控制单元控制刹车单元停止工作。
[0012]因此，本发明的优点是:采用控制器自动进行控制，能够做到一键控制，方便了操作员操作。并且使得在水轮机开停过程中对各单元的控制更加精确，使得各步骤紧密配合，节约了时间，提高了水轮机发电的效率。另外，采用控制器自动控制代替了人工控制，不仅减少了劳动力，还提高了操作人员的安全性。【专利附图】
【附图说明】
[0013]附图1是本发明的一种结构框架示意图。
[0014]1-控制器2-旁通阀单元3-主阀单元4-刹车单元5-控制单元6_计时单元一 7-计时单元二 8-计时单元三9-计时单元四10-电磁阀11-高压分离开关12-保护器
【具体实施方式】
[0015]下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0016]实施例:
本实施例一种发电水轮机控制系统，如图1所示，包括水轮机，与水轮机进水口连接的主阀单元3和旁通阀单元2，对水轮机进行制动的刹车单元4，高压分离开关11，设置在水轮机排气管上的电磁阀10。以及控制主阀单元、旁通阀单元、刹车单元、高压分离开关和电磁阀工作的控制器1，主阀单元、旁通阀单元、刹车单元、高压分离开关和电磁阀分别与控制器相连。
[0017]该控制器包括有控制单元5和计时器单元，计时器单元包括监控旁通阀开度状态的计时单元一 6、监控主阀单元关度状态的计时单元二 7、监控刹车单元工作时间的计时单元三8和监控电磁阀工作时间的计时单元四9,计时单元一、计时单元二、计时单元三和计时单元四分别连接在控制单元上。该刹车单元、主阀单元、旁通阀单元、高压分离开和电磁阀分别连接到控制单元5上。
[0018]为了保护刹车单元、主阀单元和旁通阀单元，在刹车单元、主阀单元、旁通阀单元与控制单元的连线上分别设置有保护器12。
[0019]本实施例发电水轮机控制方法为:
在水轮机开启准备发电时
al.先控制旁通阀单元起开，同时计时单元一开始计时；
a2.计时单元一计时完成时发送信号给控制单元，控制单元控制主阀单元、电磁阀和高压分离开关工作，
主阀单元开始起开，直至主阀全开后停止；
同时的，电磁阀开启对水轮机内空气进行排气，同时计时单元四开始计时，计时单元四计时完成后发送信号给电磁阀，电磁阀自动关闭；
同时的，控制器控制高压分离开关合闸；
在水轮机关闭停止发电时
bl.控制单元控制高压分离开关分闸，然后控制单元发送指令给主阀单元，控制主阀单元起关，同时计时单元二开始计时；
b2.计时单元二计时完成时，发送信号给控制单元，控制单元控制旁通阀单元、刹车单元工作，
旁通阀单元开始起关，直至旁通阀全关后停止；
同时的，刹车单元开始对水轮机进行起刹，计时单元三同时开始计时，计时单元三计时完成后发送信号给控制单元，控制单元控制刹车单元停止工作。[0020]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0021]尽管本文较多地使用了控制器、旁通阀单元、主阀单元、刹车单元、控制单元等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
【权利要求】
1.一种发电水轮机控制系统，包括水轮机，与水轮机进水口连接的主阀单元和旁通阀单元，对水轮机进行制动的刹车单元，以及高压分离开关，其特征在于:还包括有控制器(1)，所述主阀单元(3)、旁通阀单元(2)、刹车单元(4)和高压分离开关(11)分别与控制器相连，所述控制器在水轮机开停过程中自动控制主阀单元、旁通阀单元、刹车单元和高压分离开关进行工作。
2.根据权利要求1所述的一种发电水轮机控制系统，其特征是所述控制器(I)包括有控制单元(5)和计时器单元，计时器单元包括监控旁通阀开度状态的计时单元一(6)、监控主阀单元关度状态的计时单元二(7)和监控刹车单元工作时间的计时单元三(8)，所述计时单元一、计时单元二和计时单元三分别连接在控制单元(5)上。
3.根据权利要求2所述的一种发电水轮机控制系统，其特征是所述高压分离开关(11)连接在控制单元(5)上。
4.根据权利要求2或3所述的一种发电水轮机控制系统，其特征是所述控制器(I)还包括若干缺相和过载的保护器(12)，所述保护器分别连接在刹车单元(4)、主阀单元(3)、旁通阀单元(2)与控制单元(5)的连线上。
5.根据权利要求2所述的一种发电水轮机控制系统，其特征是在水轮机上具有排气管，排气管上设置有电磁阀(10)，所述电磁阀连接在控制单元(5)上，控制器(I)还包括监控电磁阀开闭时间的计时单元四(9)，所述计时单元四连接在控制单元(5)上。
6.一种发电水轮机控制方法，采用权利要求2至5中任一项所述的发电水轮机控制系统，其特征是:包括以下步骤: 在水轮机开启准备发电时 al.先控制旁通阀单元起开，同时计时单元一开始计时； a2.计时单元一计时完成时发送信号给控制单元，控制单元控制主阀单元、电磁阀和高压分离开关工作， 主阀单元开始起开，直至主阀全开后停止； 同时的，电磁阀开启对水轮机内空气进行排气，同时计时单元四开始计时，计时单元四计时完成后发送信号给电磁阀，电磁阀自动关闭； 同时的，控制器控制高压分离开关合闸； 在水轮机关闭停止发电时 bl.控制单元控制高压分离开关分闸，然后控制单元发送指令给主阀单元，控制主阀单元起关，同时计时单元二开始计时； b2.计时单元二计时完成时，发送信号给控制单元，控制单元控制旁通阀单元、刹车单元工作， 旁通阀单元开始起关，直至旁通阀全关后停止； 同时的，刹车单元开始对水轮机进行起刹，计时单元三同时开始计时，计时单元三计时完成后发送信号给控制单元，控制单元控制刹车单元停止工作。
【文档编号】F03B15/06GK104005906SQ201310056831
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2013年2月22日 优先权日:2013年2月22日
【发明者】徐来兴 申请人:徐来兴