CN220101423U - 一种发电机组调速装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种发电机组调速装置，包括：多个水位传感器，两个为一组，每组的两个传感器分别安装在发电机组流道进水口拦污栅前方以及发电机组尾水管出口处；多路采集装置；调速控制装置，包括，调速器和PLC；其中，多个水位传感器分别与多路采集装置的输入端连接，多路采集装置的输出端通过RS485总线与多个调速控制装置中的PLC电连接；每个调速控制装置中的PLC和调速器电连接，每个调速控制装置中的调速器与一组发电机组控制连接。该装置提高了发电厂自动化控制水平，降低了运行人员的劳动强度，防止了因人员误操作可能造成的误操作事故；提高了机组运行的效率，增加了发电厂收益。
Description
技术领域
本实用新型涉及水轮发电机组调速技术领域，具体涉及一种发电机组调速装置。
背景技术
河床径流式水电站，以灯泡贯流式机组为主，其特点为容量小，水头低，其水头变化最大范围大约在10m左右。近年来由于河道上游实行水光互补，加剧了河流域流量的变化频率，且流量变化无规律，导致发电机组运行水头变化频繁，由于机组导桨叶的开度与水头存在一定的对应关系，若调速器不能及时采集到水头变化，则会导致水轮机无法在最优范围内运行，从而降低了水轮机的运行效率。因此水头是影响调速器控制性能及机组安全运行的重要参数。
而传统的发电机组的调速控制长期采用人工手动更改调速器的方式完成，无法满足及时性，同时，增加了人为误操作的危险性和运行工作人员的劳动强度。
实用新型内容
针对现有技术中的问题，本实用新型提供了一种发电机组调速装置，包括：
多个水位传感器，两个为一组，每组的两个传感器分别安装在发电机组流道进水口拦污栅前方以及发电机组尾水管出口处；
多路采集装置；
调速控制装置，包括，调速器和PLC；
其中，多个水位传感器分别与多路采集装置的输入端连接，多路采集装置的输出端通过RS485总线与多个调速控制装置中的PLC电连接；每个调速控制装置中的PLC和调速器电连接，每个调速控制装置中的调速器与一组发电机组控制连接。
优选的，所述的多路采集装置包括：多路复用器；电流-电压转换电路；模数转换电路；微控制器；RS485接口电路；开关电源；
其中，所述的多个水位传感器分别与多路复用器的输入端连接；所述的多路复用器的输出端与电流-电压转换电路输入端连接，电流-电压转换电路的输出端与模数转换电路的输入端连接；模数转换电路的输出端与微控制器连接，多路复用器的与微控制器连接；微控制器的输出端与RS485接口电路连接。
优选的，多路采集装置还包括DC-DC隔离电源、光耦隔离电路；所述的多路复用器通过光耦隔离电路分别与微控制器和电流-电压转换电路输入端连接；所述的开关电源的输出端通过DC-DC隔离电源与微控制器电源端连接。
优选的，所述的多路复用器采用型号为MINI MCR-SL-MUX-V8-FLK模数转换电路中的模数转换芯片采用位的模数转换芯片。
优选的，所述的多路复用器的输入端与个水位传感器电连接，所述的调速控制装置有四组分别与四组发电机组控制连接。
本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：
该装置通过多路复用器分时选择通道进行数据采集，节省了后续电路资源，采用12bit模数转换芯片，保证数据精度；一个装置实现对四组发电机组的实现调控，提高了发电厂自动化控制水平，降低了运行人员的劳动强度，防止了因人员误操作可能造成的误操作事故；提高了机组运行的效率，增加了发电厂收益。
附图说明
图1是本实用新型一种发电机组调速装置的组成结构示意图；
图2是本实用新型一种发电机组调速装置中多路采集装置的电路连接示意图；
图中：水位传感器-1、多路采集装置-2、调速控制装置-3、发电机组-4、多路复用器-21、光耦隔离电路-22、RS485接口电路-23、微控制器-24、模数转换电路-25、电流-电压转换电路-26、DC-DC隔离电源-27、开关电源-28、调速器-31、PLC-32。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图；对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：
如图1-2所示，在本实用新型的一个实施例中，一种发电机组调速装置，包括：
多个水位传感器1，两个为一组，每组的两个传感器分别安装在发电机组4流道进水口拦污栅前方以及发电机组4尾水管出口处；
多路采集装置2，用于采集各个水位传感器1的输出；
调速控制装置3，包括，用于调节发电机组在最优范围内运行的调速器31和PLC32。
其中，多个水位传感器1分别与多路采集装置2的输入端连接，多路采集装置2的输出端通过RS485总线与多个调速控制装置3中的PLC32电连接；每个调速控制装置3中的PLC32和调速器31电连接，每个调速控制装置3中的调速器31与一组发电机组4控制连接。
工作原理：
通过多组水位传感器1分别监测多组发电机组4的流道进水口拦污栅前和尾水管出口的水位；通过多路采集装置2将多个水位信号采集输出至对应的调速控制装置3，内部PLC32将流道进水口拦污栅前减去尾水管出口的水位，得到水位差值并发送至调速器31，调速器31根据水位差值控制水轮发电机组在最优范围内运行，提高其运行效率。
在本实用新型的一个具体实施例中，所述的多路采集装置2包括：
多路复用器21，用于对多路水位传感器1的输出信号分分时采集；
电流-电压转换电路26(I/V转换电路)，用于水位传感器1输出的4-20mA电流信号转为0-5V电压信号的电路；
模数转换电路25，将I/V转换电路输出的0-5V电压信号转换为数字量；
微控制器24，将模数转换电路25输出的数字量信号从RS485接口电路23以RS485总线的通信方式发送至对应调速控制装置3中的PLC32；
开关电源28，为多路采集装置2内部元件供电；
其中，所述的多个水位传感器1分别与多路复用器21的输入端连接；所述的多路复用器21的输出端与电流-电压转换电路26输入端连接，电流-电压转换电路26的输出端与模数转换电路25的输入端连接；模数转换电路25的输出端与微控制器24连接，多路复用器21的与微控制器24连接，通过多路复用器21将当前选中的通道发送至微控制器24，微控制器24将对应通道上的数据采集并转发。
在本实用新型的一个具体实施例中，为了提高多路采集装置的干扰能力，多路采集装置2还包括DC-DC隔离电源27、光耦隔离电路22；所述的多路复用器21通过光耦隔离电路22分别与微控制器24和电流-电压转换电路26输入端连接；实现了数字量和模拟量隔离；所述的开关电源28的输出端通过DC-DC隔离电源27与微控制器24电源端连接，为光耦隔离电路22的数字侧供电。
在本实用新型的一个具体实施例中，所述的多路复用器21采用型号为MINI MCR-SL-MUX-V8-FLK 16；其中如图2所示，三个DO输出，可表示当前8个通道中所选中的通道，AO输出将该选中通道的数据输出，经过，如三个DO输出000，表示第一通道被选中，表示AN1端输入的数据到AO端输出；经过电流-电压转换电路26(I/V转换电路)，将水位传感器1输出的4-20mA电流信号转为0-5V电压信号的电路；再经过模数转换电路25，将I/V转换电路输出的0-5V电压信号转换为12位的数字量；然后微控制器24通过RS485总线将该数据发送至第一组发电机组对应的调速控制装置3中；
通过多路复用器21分时选择通道进行数据采集，节省了后续电路资源。模数转换电路25中的模数转换芯片采用AD10200,12位的模数转换芯片，保证数据精度。
在本实用新型的一个具体实施例中，所述的多路复用器21的输入端与8个水位传感器电连接，所述的调速控制装置3有四组分别与四组发电机组控制连接。实现了一个多路采集装置2采集四组发电机组的进口拦污栅前方及尾水管出口水位值，对四组发电机组4实现调控。
以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种发电机组调速装置，其特征在于：包括：
多个水位传感器，两个为一组，每组的两个传感器分别安装在发电机组流道进水口拦污栅前方以及发电机组尾水管出口处；
多路采集装置；
调速控制装置，包括，调速器和PLC；
其中，多个水位传感器分别与多路采集装置的输入端连接，多路采集装置的输出端通过RS485总线与多个调速控制装置中的PLC电连接；每个调速控制装置中的PLC和调速器电连接，每个调速控制装置中的调速器与一组发电机组控制连接。
2.根据权利要求1所述的一种发电机组调速装置，其特征在于：所述的多路采集装置包括：多路复用器；电流-电压转换电路；模数转换电路；微控制器；RS485接口电路；开关电源；
其中，所述的多个水位传感器分别与多路复用器的输入端连接；所述的多路复用器的输出端与电流-电压转换电路输入端连接，电流-电压转换电路的输出端与模数转换电路的输入端连接；模数转换电路的输出端与微控制器连接，多路复用器的与微控制器连接；微控制器的输出端与RS485接口电路连接。
3.根据权利要求2所述的一种发电机组调速装置，其特征在于：多路采集装置还包括DC-DC隔离电源、光耦隔离电路；所述的多路复用器通过光耦隔离电路分别与微控制器和电流-电压转换电路输入端连接；所述的开关电源的输出端通过DC-DC隔离电源与微控制器电源端连接。
4.根据权利要求2所述的一种发电机组调速装置，其特征在于：所述的多路复用器采用型号为MINI MCR-SL-MUX-V8-FLK模数转换电路中的模数转换芯片采用位的模数转换芯片。
5.根据权利要求2所述的一种发电机组调速装置，其特征在于：所述的多路复用器的输入端与8个水位传感器电连接，所述的调速控制装置有四组分别与四组发电机组控制连接。
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