水电站自动化元件的介绍-1
水电站自动化元件的介绍1
压力变送器
测量时，作用在高、低压侧隔离膜片上的过程压力通过灌充液传递 到δ-室传感器中心的测量膜片上。测量膜片是一个张紧的弹性元件， 其位移量与压力成正比。测量膜片两电容固定极板的被放大电路线 性地转换成4~20mA 的二线制标准信号输出。
以压力变送器构成的水位仪表
一体式压力/液位显控器
电接点压力表
中多余气体的排放。
自动化元件(装置)
• (6)水力控制阀主要工作原理是利用上、下 阀腔的压力差控制阀盘的运动，再通过旁通 管路和各种导阀的不同接法实现不同用途。 水力控制阀建议小口径选用隔膜式，大口径 选用活塞式。
水力控制阀
自动化元件(装置)
(7)全自动滤水器设备主要用于水电厂技术供水系统自动 过滤排污，是技术供水系统的必备装置，适用于无人值 班(少人值守)的水电厂。全自动滤水器由执行机构及自 动控制机构组成。执行机构主要由电动减速机、滤水器 壳体及壳体内的滤网组件、反冲洗机构、排污机构和排 污电动阀等组成。自动控制机构主要由控制箱和差压测 量系统组成；实现定时、定差压和手动切换功能设置， 并输出运行、故障、冲洗、差压报警和差压过高报警等 信号。具有通讯接口，满足智能化要求。
位移显控器
位移显控器
• 拉线式位移显控器
角位移的测量
• 角位移显控器
自动化元件(位移)
自动化元件(位移)
传感器内置转轴及高精度电位器等，测量时，如果直线位移或 角位移发生变化，拉线伸缩，带动转轴旋转，电位器随转轴转 动产生变化的线性电阻信号，变送器再将这个变化的电阻信号 转换为标准电流或电压信号输出。 而DTC41编码器式由一组拉线式弹簧机构、转轮结合光电编码 器而成。拉线拉动，从而带动旋转，通过光电编码器输出标准 脉冲信号。
水电厂自动化(1)
1.水电厂在电力系统中的作用：1担负系统的调频、调峰任务。
电能不能大量存储，其生产、输送、分配和消耗必须在同一时间内完成。
为了保持系统的频率在规定的范围内，系统中就必须有一部分发电站和发电机组随负荷的变化而改变出力。
以维持系统内发出的功率和与消耗的功率平衡。
对于变化幅度不大的负荷，频率的调整任务主要是由发电机组的调速装置来完成。
对于变化幅度较大、带有冲击性质的负荷，则需要有专门的电站或机组来承担调频的任务。
2担负系统的备用容量。
具有一定的备用容量，是电力系统进行频率调整和机组间负荷经济分配的前提。
由于所有发电机组不可能全部不间断地投入运行，而且投入运行的发电机组也不是都能按额定容量工作，故系统中的电源容量并不一定等于所有发电机组额定容量的总和。
为了保证供电可靠性和电能质量，系统的电源容量应大于包括网损和发电站自用电在内的系统总负荷。
2.电力系统备用容量分类：1负荷备用。
用于调整系统中短时的负荷波动，并满足计划外负荷增加的需要。
这类备用容量应根据系统负荷的大小、运行经验和系统中各类用户的比重来确定，一般为系统最大负荷的2%—5%。
2事故备用。
用于代替系统中发生事故的发电设备，以便维持系统的正常供电。
事故备用容量与系统容量、发电机台数、单机容量、各类型发电站的比重和供电可靠性的要求等因素有关，一般约为系统最大负荷5%—10%，并不应小于系统中最大一台机组的容量。
3检修备用。
是为定期检修发电设备而设置的，与负荷性质、机组台数、检修时间长短及设备新旧程度有关。
3.水电厂自动运行的内容：1自动控制水轮发电机组的运行，实现开停机和并列、发电转调相和调相转发电等自动控制程序。
2自动维持水轮发电机组的经济运行。
3完成对水轮发电机组及其辅助设备运行工况的监视和对辅助设备的自动控制。
4完成对主要电气设备（如主变压器、母线和输电线路等）的控制、监视和保护。
5完成对水工建筑物运行工况的控制和监视，如闸门工作状态的控制和监视，拦污栅是否堵塞的监视，上下游水位的测量监视、引水压力钢管的保护等。
水电站自动化讲解
1.7 数字式并列装置1.7.1 概述用大规模集成电路微处理器（CPU ）等器件构成的数字式并列装置，由于硬件简单，编程方便灵活，运行可靠，且技术上已日趋成熟，成为当前自动并列装置发展的主流。
模拟式并列装置为简化电路，在一个滑差周期s T 时间内，把S ω假设为恒定。
数字式并列装置可以克服这一假设的局限性，采用较为精确的公式，按照e δ当时的变化规律，选择最佳的越前时间发出合闸信号，可以缩短并列操作的过程，提高了自动并列装置的技术性能和运行可靠性。
数字式并列装置由硬件和软件组成，以下分别进行介绍。
1. 主机。
微处理器（CPU ）是装置的核心。
2. 输入、输出接口通道。
在计算机控制系统中，输入、输出过程通道的信息不能直接与主机总线相连，它必须由接口电路来完成信息传递的任务。
3. 输入、输出过程通道。
为了实现发电机自动并列操作，需要将电网和带并发电机的电压和频率等状态按照要求送到接口电路进入主机。
(1) 输入通道。
按发电机并列条件，分别从发电机和母线电压互感器二次侧交流电压信号中提取电压幅值、频率和相角差等三种信息，作为并列操作的依据。
1）交流电压幅值测量。
采用变送器，把交流电压转换成直流电压，然后由A ／D 接口电路进入主机。
对交流电压信号直接采样，通过计算求得它的有效值。
如图1.18所示。
2）频率测量。
测量交流信号波形的周期T 。
把交流电压正弦信号转化为方波，经二分频后，它的半波时间即为交流电压的周期T 。
3）相角差e δ测量。
如图1.19所示，把电压互感器电压信号转换成同频、同相的方波信号。
（2）输出通道。
自动并列装置的输出控制信号有：1）发电机转速调节的增速、减速信号。
图1.17 数字式并列装置控制逻辑图2）调节发电机电压的升压、降压信号。
3）并列断路器合闸脉冲控制信号。
这些控制信号可由并行接口电路输出，经放大后驱动继电器用触点控制相应的电路。
4. 人一机联系。
主要用于程序调试，设置或修改参数。
6-之1水电厂自动化元件11.
第6章水电厂自动化元件及辅机控制系统6.1水电厂自动化元件应用综述水电厂基础自动化是否安全可靠将直接影响到整台机组乃至全厂的自动化水平和计算机监控系统各种功能的发挥。
水电厂自动化元件的质量优劣关系到水电厂的安全运行，也影响着综合自动化水平的提高。
随着水电行业的发展，新建电厂需要大力推广应用高新技术产品，而已建的水电厂则迫切需要更新改造陈旧的设备，提高落后的技术和管理水平。
自动化元件作为自动化控制的基础在其中占有重要位置。
在过去的一个世纪里，随着传感器技术、机械加工技术、信息技术的发展，自动化元件的发展大致经历了机械、模拟、数字、和智能等几个阶段。
机械就是有纯机械机构组成的；模拟的测量主要是模拟测量技术就是在机械机构基础上采用机电一体化控制，用指针来显示测量结果；数字化是随着大规模集成电路的发展，使电侧部分由模拟技术逐步演化为数字技术，如数显仪表等；智能化是随着微电子技术、微计算机技术的迅速发展，嵌入式微机的运用，使设备具有控制、存储、运算、逻辑判断以及自动化操作等智能特征，并在测量的准确度、灵敏度、可靠性、自动化程度、运用能力及解决测量技术问题的深度和广度等方面均取得重大进步。
计算机技术、通讯技术和自动化技术在各自发展了几十年之后，正在走向集成并综合应用与检测设备，使之能够处理规模更大，要求更高、更复杂的系统。
设备与测量技术和计算机技术的结合，大大提高了测量的精度与自动化水平。
融合了计算机、通信、和控制（简称3C）技术的现场总线仪表具有智能化测控功能和开放的通信接口。
当今，计算机技术飞速发展，网络技术不断延伸，自动化设备元件将成为更加开放的系统，在测控系统中，各种检测设备利用网络资源，可以实现信息共享，提高检测效率。
水轮发电机组的自动化元件是水力机械自动化的基础，是目前用计算机对整个水电生产过程监控的“耳目”和“手脚”，它担负着自动监测机组和辅助设备状态，发出规定的程序转换式报警信号，执行自动操作等任务。
水电自动元件课件
根据工艺要求和实际需要，对控制回路进行改进和优化， 以提高控制效果和降低能耗。
控制器参数整定
根据被控对象的特性和工艺要求，对控制器的参数进行整 定，以达到最优的控制效果。
引入先进技术
将先进的控制技术引入到水电自动元件的控制系统，如计 算机技术、通信技术、传感器技术等，以提高控制系统的 可靠性和精度。
水流通过水力发电机时产生旋 转磁场
旋转磁场切割转子导体产生感 应电动势
水电自动元件的数学模型
电磁场方程 运动方程
热方程Biblioteka 水电自动元件的性能指标输出电压和电流 机械强度和耐磨性
功率因数和效率 运行稳定性和可靠性
CHAPTER 03
水电自动元件的控制系统
控制系统的基本组成
01
02
03
04
控制器
用于接收输入信号，并按照预 先设定的控制规律进行计算，
案例四：水电自动元件在液位控制中的应用
总结词
液位控制是工业生产中的一个重要环节，水电自动元 件在其中具有广泛的应用前景。
详细描述
液位控制是工业生产中的一个重要环节，它涉及到液体 的输送、储存和处理等方面。水电自动元件在液位控制 中具有广泛的应用前景。例如，在石油化工行业中，水 电自动元件可以监测油罐的液位并控制其出入口的开关， 确保油罐的液位稳定。同时，水电自动元件能够监测油 罐内部的温度、压力等参数并传递给控制系统，及时进 行预警和故障排除。此外，水电自动元件还可以实现对 液位控制的自动化管理，提高生产效率和降低成本。
水电自动元件的应用领域
水电工程
水电站、抽水蓄能电站、调水工 程等。
火电工程
燃煤电站、燃气电站、核电站等。
其他领域
水电站自动化作业
1、简述电磁阀、电磁空气阀和电磁配压阀在水电站自动化中的作用。
答：（1）电磁阀将电气信号转换为机械动作，用以自动控制油、气、水管路阀门的开启和关闭，是自动化系统中的重要执行元件之一，常用于机组的制动、调相和冷却等操作系统的管路中。
（2）电磁空气阀将电气信号转换为机械动作，主要用于机组供气、制动系统和碟阀密封围带充气的低压系统，实现供气管道阀门的开启和关闭的自动控制。
（3）电磁配压阀是一种液压中间放大的变换元件，一般与液压操作阀、油阀等组合使用。
2、简述蝴蝶阀的作用。
答：（1）减少停机时的漏水量当机组较长时间停机时，导叶漏水几乎不可避免，漏水流量可达机组最大流量的2—3%。
由于蝴蝶阀关闭较严，可大大减少漏水。
（2）缩短机组启动时间机组停机时，一般不希望关闭进水口闸门，因为这样放掉引水管的水以后，机组启动时又要重新充水，延长了启动时间。
（3）构成机组检修的安全工作条件在岔管引水的水电站，当其中一台机组检修时，为了不影响其它机组的运行，可关闭蝴蝶阀。
由于蝴蝶阀只有全开和全关两种状态，故只能用于切断水源。
3电磁空气阀的工作工程？答：充气阀的电磁铁通电时，衔铁将向上吸起，充气阀杆向上抬起，将充气阀下部进气口打开，使压缩空气进入空气阀壳体，并沿孔道进入主阀活塞上腔，使主活塞克服弹簧力向下运动，促使空气围带与气源P相通，而与排气口隔绝，此时即为“开阀”。
若排气阀的电磁铁通电，则衔铁落下，排气阀打开，结果使主活塞上腔与大气相通，这样，主活塞在弹簧力作用下将向上恢复，造成空气围带与排气口连通，而气源P则被封闭，此即为“关阀”。
4下图为油压装置的构成图。
现要求采用以微型计算机（或PLC）构成的控制装置进行自动控制，使油压装置的油压维持在上、下限压力之间，并且当油压低于过低油压时，起动备用油泵。
试设计：（A）控制装置的硬件原理图（只需给出微机芯片或ＰＬＣ模块的名称）；（B）控制装置的软件流程图。
注：要求每５秒显示一次油压，并能够通过运行人员对进行主/备油泵进行选择和操作。
SXHY水电站自动化元件产品简介
西安蓝田恒远水电设备有限公司是一家专门从事水力火力发电厂自动化元件及设备制造的新型高科技企业，公司的前身是成立于2009年。
经过几年的发展，公司已拥有制造、维修自动化元件的各类设备和工模量夹具，拥有一支勤奋、严谨、求实、高效创新的设计、制造及销售人员队伍。
公司与国内各大水电设备制造厂及辅机厂建立了良好的合作关系，先后为重庆水轮机厂、重庆调速器厂、重庆电机厂（塞力盟公司）、昆明电机厂、乐山电机厂、湖北锁金山电厂、福建黄安溪电厂等单位供应自动化元件。
公司的产品还出口到泰国、越南、老挝、柬埔寨、巴西、古巴、南美洲等国家和地区。
产品范围覆盖了电厂基础自动化执行元件、监测元件、仪表、单元控制装置等大类，其主要产品有电脑转速（频率）信号测控仪、智能温度巡检仪、温度测控仪、双向示流信号器、轴承油位信号器、水机导叶位置开关，电磁配压阀、电磁空气阀、空气过滤器、高压三通球阀、剪断销信号器、剪断销信号装置等产品。
还可根据客户的不同要求，设计制造各种自动化元件及设备。
我们的经营理念是“没有最好的产品、只有更好的产品，客户的满意就是我们的快乐”。
我们将不断地完善设计、改进生产条件和手段，提高工艺技术水平，以优质的产品性能、优惠的产品价格满足广大客户的需要。
一、电脑转速信号测控仪ZKZ-3T ZKZ-2本产品用于测量水轮发电机组的转速（频率）、并可设定不同的转速控制动作值，以输出相应的接点控制信号。
本品以永磁机或电压互感器输出的电压作为测量信号，经降压、整形、波形变换等处理后，送给微机计数，从而测得机组的频率。
仪器采用硬、软件双重抗干扰措施，硬件设有看门狗和隔离电路，软件设有数字滤波和延时扫描等程序，以增强仪器的可靠性。
仪器还具有在线修改并记忆参数的功能，最多可输出八组继电器接点信号。
主要功能特点如下：1、采用单片微机技术，具有抗干扰性强、测量精度高、可靠性高、功能多等优点。
2、能记忆频率（转速）的最大及最小值, 为机组甩负荷试验、过速及摆动分析带来了方便。
水电站自动化元件和介绍63页PPT
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
谢谢！
Байду номын сангаас
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
水电站自动化元件和介绍
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
水电站自动化讲解
1.7 数字式并列装置1.7.1 概述用大规模集成电路微处理器（CPU ）等器件构成的数字式并列装置，由于硬件简单，编程方便灵活，运行可靠，且技术上已日趋成熟，成为当前自动并列装置发展的主流。
模拟式并列装置为简化电路，在一个滑差周期s T 时间内，把S ω假设为恒定。
数字式并列装置可以克服这一假设的局限性，采用较为精确的公式，按照e δ当时的变化规律，选择最佳的越前时间发出合闸信号，可以缩短并列操作的过程，提高了自动并列装置的技术性能和运行可靠性。
数字式并列装置由硬件和软件组成，以下分别进行介绍。
1. 主机。
微处理器（CPU ）是装置的核心。
2. 输入、输出接口通道。
在计算机控制系统中，输入、输出过程通道的信息不能直接与主机总线相连，它必须由接口电路来完成信息传递的任务。
3. 输入、输出过程通道。
为了实现发电机自动并列操作，需要将电网和带并发电机的电压和频率等状态按照要求送到接口电路进入主机。
(1) 输入通道。
按发电机并列条件，分别从发电机和母线电压互感器二次侧交流电压信号中提取电压幅值、频率和相角差等三种信息，作为并列操作的依据。
1）交流电压幅值测量。
采用变送器，把交流电压转换成直流电压，然后由A ／D 接口电路进入主机。
对交流电压信号直接采样，通过计算求得它的有效值。
如图1.18所示。
2）频率测量。
测量交流信号波形的周期T 。
把交流电压正弦信号转化为方波，经二分频后，它的半波时间即为交流电压的周期T 。
3）相角差e δ测量。
如图1.19所示，把电压互感器电压信号转换成同频、同相的方波信号。
（2）输出通道。
自动并列装置的输出控制信号有：1）发电机转速调节的增速、减速信号。
图1.17 数字式并列装置控制逻辑图2）调节发电机电压的升压、降压信号。
3）并列断路器合闸脉冲控制信号。
这些控制信号可由并行接口电路输出，经放大后驱动继电器用触点控制相应的电路。
4. 人一机联系。
主要用于程序调试，设置或修改参数。
水轮发电机组自动化元件及部分附属配置简介
水轮发电机组部分自动化元件及附件技术特性简介这里将对XXX项目中配置的部分水轮发电机组自动化元件的技术特性作一些阐述，希望对本次投标会有所帮助。
一、测温RTD本项目中测温RTD 采用德国知名品牌****PT100热电阻。
测温热电阻用来测量机组定子绕组、定子铁芯、轴瓦以及辅助系统的油、水、气等设备的实际温度，热电阻全部为双支配置，极有利于今后的检修工作；接线为三线制接线方式，可以较好的消除引线电阻的影响；测量范围应为0～150℃、在该范围内其测量精度为±1℃，严格按照招标文件要求配置。
该产品在我公司其他项目中运用多次，产品运行稳定，故障率低。
热电阻的测温原理：热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。
金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示Rt=Rt0[1+α(t-t0)]式中Rt为温度t时的阻值;Rt0为温度t0(通常t0=0℃)时对应电阻值;α为温度系数。
二、压力表本项目中压力表选用中国著名品牌****仪表有限公司的产品，用来指示机组各系统重要介质的相对压力。
按招标文件要求，均使用充油耐震型压力表，不锈钢外壳，压力表表盘直径为100mm ，精度等级为A级精度，量程需要根据现场工况确定。
水压力表压力表提供无塞式脉动阻尼器，且所有压力表均配置不锈钢一次阀，便于检修。
压力表的测量原理：当被测介质通过接口部件进入弹性敏感元件（弹簧管）内腔时，弹性敏感元件在被测介质压力的作用下其自由端端会产生相应的位移，相应的位移则通过齿轮传动放大机构和杆机构转换为对应的转角位移，与转角位移同步的仪表指针就会在示数装置的度盘刻线上指示出被测介质的压力。
三、油混水检测器油混水检测器选用的是美国进口的****的WIO型，用来检测各个轴承油箱内润滑油中的水分含量，当油箱水含量超过报警设定值时，发出报警信号，提醒值班人员及时检查系统，确保发电机组安全运行。
工作电压12～30VDC，输出2路继电器和1路4~20mA模拟量，接点容量：1A/24VDC、5A/220VAC，测量精度：0.5%，工作压力：≤1.6MPa。