桐柏抽水蓄能电站水力监视测量系统.doc

桐柏抽水蓄能电站水力监视测量系统朱佳 洪旭（浙江华电乌溪江水力发电厂 浙江衢州 324000）【摘要】简要介绍了桐柏抽水蓄能电站水力监视测量系统，设备配置及其在测量水位、压差、温度等方面的应用【关键词】水力监视测量系统 气泡式水位计 吹气控制1 概述通过水力监视测量系统经常或定期监测电站和水泵水轮机有关水利参数，目的是为了保证电站水工建筑物和水泵水轮机的安全经济运行，并为运行、设计、科研等积累原始资料。桐柏抽水蓄能电站水力监视测量系统分为全厂性和机组段监测两部分。由于抽水蓄能电站有上、下两个水库，因此都配置了水力测量系统。2 全厂性水力监视测量系统的配置2.1 上库上库水力测量系统配置有六套气泡式水位计，两套传感器式水位计，分别用于测量上库水位、拦污栅差压、闸门差压和水温。1) 上库水位测量上库水位由分别安装在上库进出水口两侧的两套瑞士Rittmeyer公司的气泡式水位计采集,分别以4mA-20mA模拟量的形式和格雷码形式送入计算机监控系统。上库最低水位EL.376m，最高水位EL.397.2m，变化范围为21.2m，死水位EL.376m。2) 上库高水位监测采用VA TECH供货的SN.2型浮球式水位计2套，水泵工况最高停机水位EL.396.21m。3) 上库进、出水口拦污栅压差测量采用瑞士Rittmeyer公司的气泡式水位计4套，两个进出水口栏污栅的前后各装一套，与水位信号一样分别以4mA-20mA模拟量的形式和格雷码形式送入计算机监控系统参与控制。4) 上库进、出水口闸门压差测量及水温测量两个进水口闸门后各安装了两套压力传感器，这两套传感器和拦污栅后的气泡式水位计共同组成了上库闸门差压的测量系统。考虑到还需要测量水温，闸门后的压力传感器组合了温度传感器，同时可以提供水温测量。2.2 下库下库水力测量系统配置有十套气泡式水位计，四套传感器式水位计，分别用于测量下库水位、拦污栅差压、闸门差压和水温。1) 下库水位测量同样是采用瑞士Rittmeyer公司的气泡式水位计2套,分别安装在一号机进出水口和四号进出水口外侧，并以mA-20mA模拟量的形式和格雷码形式送入计算机监控系统。下库最低水位EL.110m，最高水位EL.146.6m，变化范围为36.6m，死水位EL.110m。2) 下库高水位监测采用VA TECH供货的SN.2型浮球式水位计2套，正常蓄水位为EL.141.17m，报警水位为EL.141.9m，停止发电水位为EL.145.6m。3) 下库进、出水口拦污栅压差测量采用瑞士Rittmeyer公司的气泡式水位计8套，分别安装在四台机下库进出水口拦污栅前后，采集拦污栅压差，并送入计算机监控系统。4) 下库进、出水口闸门压差测量及水温测量与上库结构相同，闸门前压力信号由拦污栅后气泡式水位计采集，闸门后压力信号由安装在闸门后的压力传感器采集，由这两个信号得到闸门压差信号。考虑到还需要测量水温，因而闸门后压力传感器中也组合了温度传感器，同时可以提供水温。2.3 地下厂房水位异常升高监视在地下厂房1#和4#机组蜗壳层各设有三套水淹厂房监测系统，采用浮球多点式水位计，当接到“报警水位”接点信号动作时，向LCU5发出“水淹厂房报警水位”信号；当检测到水淹厂房“停机水位”信号动作时，作用14号机组事故停机，关闭上库进出水口闸门和关闭各台机组的尾水事故闸门。3 机组水力监视测量系统 机组水力监视测量系统设备随主机设备供货。测量项目包括：尾水管出口压力、蜗壳进口压力、水泵水轮机净水头/扬程、热力学法测量水泵水轮机效率、钢管指数法测流量、水泵工况测流量、水轮机工况测流量、导叶漏水测量、尾水管进口压力、转轮与泄流环之间压力、转轮与底环之间压力、转轮与顶盖之间压力、转轮与导叶之间压力、压力钢管压力以及机组本身各轴承、主轴密封等水温油温、振动摆度等测量。4 气泡式水位测量系统原理桐柏抽水蓄能电厂共配置有十六套气泡式水位计，该水位测量系统的原理是通过给安装在水中气管送压缩空气，当气管中空气向外溢出时，气管中的压力即气管安装高程至水面的水位形成的压力，通过测量此压力，即可测得实际的水位信号、拦污压差信号和闸门压差信号。现以上库水力测量系统为例对气泡式水位计的工作原理作一简要介绍。上库有两个进、出水口闸门（1#、2#机组共用一个，3#、4#机组共用一个），每个闸门前都有一拦污栅，各传感器位置如下图：拦污栅闸门气泡式水位计，水位测点气泡式水位计，压力测点投入式传感器，压力及水温测点压力钢管上库侧上库侧气泡式水位计用气来自气罐，当气罐内气体压力下降到11bar以下时气机自动启动；上升至超过16bar后自动停止。从气罐出来的气路上，设有一只最小压力报警开关，设定值为10bar，当压力低于这个值就会报警，因为正常情况下气机在气压低于11bar时就能启动，因而若压力降至10bar以下就可能有故障了；然后气体会经过一个减压阀，设定值为降压至6bar；最后到气泡式水位计各自的吹气控制单元。吹气控制单元负责给气泡式水位计供气，同时还可以设定各种工作状态，如正常工作状态、吹气状态、过渡平衡状态等。减压阀最小压力报警开关气机吹气控制单元气泡式水位计，采集信号控制、显示模块吹气控制单元图示水位计能过压力变送器将压力信号转变为模拟量信号，信号将会被送到相应的控制显示模块，经过转换和比较，得到拦污栅差压、闸门差压、水温、水位等模拟量信号以及差压高报警、跳闸、水位高跳闸、水位低跳闸、闸门平压等开关量信号，同时还有水位的格雷码输出，送入监控系统进行控制和显示等。拦污栅差压闸门差压和水温电源水 位格雷码输出电源MPAKSPLWVEBMPICUPNMPIDIF=50S+HM01=50S+HM02上库水利测量盘柜内模块的型号及配置4 结语 为了保证设备的安全运行，桐柏抽水蓄能电厂配配置了多种水位测量系统，其采用的气泡式水位计具有安装