一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法与流程

本发明涉及一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法。

背景技术：

1、在水轮机组旋转运行时，为防止静止的主轴密封部分与转动的滑环部分发生干摩擦损坏主轴密封，通常会采用主轴密封水压顶起主轴密封圈的方式，在密封圈与滑环中间形成一层水膜，但也因此会造成密封圈与滑环间会有间隙，部分主轴密封水或蜗壳内的水会通过该间隙渗漏到内顶盖。为避免内顶盖水位过高，通常会设置顶盖排水系统，在内顶盖水位达启泵水位时，启动顶盖排水泵运行排水，直到内顶盖水位达停泵水位时，停止顶盖排水泵。

2、因水轮机内顶盖在机组不同工况运行的渗漏水量不同，且渗漏水量可能随密封的磨损而突然增大，排水量计算复杂，无法针对性地选用固定排水量的工频排水泵组，传统顶盖排水系统会引起水泵启、停较为频繁，频繁的启、停冲击加速顶盖排水系统的接触器、继电器、电动机和泵体等元件或设备的损坏，容易导致水淹水导轴承瓦“烧瓦”事件，甚至引起机组“非停”事故，威胁水轮发电机组的安全运行。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决上述存在的技术问题，提供一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法。

2、上述的目的通过以下的技术方案实现：

3、一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法，该方法包括如下步骤：

4、（1）将变频器设置为远方控制模式，合上系统一次供电回路断路器、二次控制回路空气开关，此时变频器主电源接通，定义四个ton类型计时器timer1、timer2、timer3、timer4；

5、（2）系统初次上电运行时，系统首次运行标记first_scan为0，并将系统首次运行标记first_scan置1，5分钟前内顶盖水位历史值ai_lt_old初始值等于内顶盖水位实时值ai_lt，变频器频率输出值ao_bp初始值置为40hz；

6、（3）当远方启动系统，控制系统收到远方启动顶盖排水系统信号di_start为1后，将变频器启动线圈do_k1置1，此时控制回路闭合，第一继电器的线圈带电，从而使第一继电器常开触点11、14闭合形成控制回路自保持闭合状态，第一继电器常开触点22、24闭合，使变频器的启动控制引脚fwd、cm_1形成闭合回路，模拟量输出模块将40hz频率转换为模拟信号输出至变频器，变频器以初始频率40hz启动运行，驱动变频电机及泵组运行排水；

7、（4）变频器运行信号di_run为1，利用计时器timer4每10秒将上一次调增/调减频率达10秒钟标记flag置1，使变频器频率输出值ao_bp每10秒只能调增/调减一次；

8、（5）当远方停止系统，控制系统收到远方启动顶盖排水系统信号di_stop为1后，将远方停止顶盖排水系统信号do_k2置1，此时控制回路断开，第一继电器的线圈失电，从而使第一继电器常开触点11、14和常开触点22、24均恢复至开路状态，变频器的启动控制引脚fwd、cm_1开路，变频器停止运行，变频电机及泵组停止。

9、所述的一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法，所述的一次供电回路包括可编程逻辑控制器、断路器、变频器和变频电机及泵组，所述的断路器的输入端与三相市电连接，输出端与变频器的电源输入端电连接，所述的变频器的电源输出端与变频电机及泵组的电源输入端电连接；

10、所述的二次控制回路包括依次串联连接的空气开关、第三继电器的常闭触点、第一继电器的常开触点、变频器的故障常闭触点和第一继电器的线圈，所述的空气开关的输入端并联连接至三相市电的其中一相，所述的第一继电器的线圈输出连接至三相市电的n极，第二继电器的常开触点并联连接在第一继电器的常开触点两端。

11、所述的一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法，所述的可编程逻辑控制器包括模拟量输入模块、离散量输出模块、模拟量输出模块和离散量输入模块。

12、所述的一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法，所述的第二继电器的线圈、第三继电器的线圈分别与离散量输出模块连接。

13、所述的一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法，所述的液位传感器与模拟量输入模块连接。

14、所述的一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法，所述的模拟量输出模块与变频器的频率信号输入触点连接。

15、所述的一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法，所述的断路器为具有过载保护功能的断路器。

16、所述的一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法，所述的第一继电器为220v交流继电器。

17、所述的一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法，所述的第二继电器和第三继电器为24v直流继电器。

18、有益效果

19、1.本发明可通过顶盖水位的上升速率自适应调整变频器频率进而改变排水泵组的排水量，在机组任意工况下可将顶盖水位维持在安全值范围内，且系统在机组运行期间持续稳定运行，不会频繁地启、停冲击加速顶盖排水系统接触器、继电器、电动机和泵体等系统元件或设备损坏，变频器频率输出维持在合理范围之间，避免频率过高或过低引起变频器和变频电机及泵组过载烧毁或引起电磁干扰其他电气二次回路，使水轮机顶盖排水系统可长期稳定运行，确保水轮发电机组的安全稳定运行，确保水轮发电机组的安全稳定运行，且结构简单、安装方便灵活、安全可靠。

20、2.本发明远方启动后，此时离散量输出模块会驱动第二继电器的线圈使第二继电器的常开触点闭合，同时将变频器的停止线圈do_k2置0形成闭锁，防止变频器启动和停止同时执行的逻辑冲突。

21、3.本发明变频器的故障常闭触点接入到二次控制回路中，在运行过程中变频器本体出现故障时，变频器的故障常闭触点开路，此时控制回路断开，变频器停止运行，可及时通知运行值班人员。

技术特征：

1.一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法，其特征是：所述的一次供电回路包括可编程逻辑控制器、断路器、变频器和变频电机及泵组，所述的断路器的输入端与三相市电连接，输出端与变频器的电源输入端电连接，所述的变频器的电源输出端与变频电机及泵组的电源输入端电连接；

3.根据权利要求2所述的一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法，其特征是：所述的可编程逻辑控制器包括模拟量输入模块、离散量输出模块、模拟量输出模块和离散量输入模块。

4.根据权利要求2所述的一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法，其特征是：所述的第二继电器的线圈、第三继电器的线圈分别与离散量输出模块连接。

5.根据权利要求3所述的一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法，其特征是：所述的液位传感器与模拟量输入模块连接。

6.根据权利要求3所述的一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法，其特征是：所述的模拟量输出模块与变频器的频率信号输入触点连接。

7.根据权利要求2所述的一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法，其特征是：所述的断路器为具有过载保护功能的断路器。

8.根据权利要求2所述的一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法，其特征是：所述的第一继电器为220v交流继电器。

9.根据权利要求2所述的一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法，其特征是：所述的第二继电器和第三继电器为24v直流继电器。

技术总结一种水轮发电机组顶盖排水系统的控制方法。传统顶盖排水系统会引起水泵启、停较为频繁，频繁的启、停冲击加速顶盖排水系统的接触器、继电器、电动机和泵体等元件或设备的损坏。本发明包括如下步骤：将变频器设置为远方控制模式，合上系统一次供电回路断路器、二次控制回路空气开关，此时变频器主电源接通，系统初次上电运行时，系统首次运行标记FIRST_SCAN为0，并将系统首次运行标记FIRST_SCAN置1，5分钟前内顶盖水位历史值AI_LT_OLD初始值等于内顶盖水位实时值AI_LT，变频器频率输出值AO_BP初始值置为40Hz。本发明用于水轮发电机组顶盖排水。技术研发人员：梁添,刘龙贵,陈勇铭,冯玉川,覃东升受保护的技术使用者：广西平班水电开发有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15