[发明专利]一种混流式水轮机压力测量系统

说明书

一种混流式水轮机压力测量系统，包括：水轮机压力测点布置及引出单元，用于在混流式水轮机各部位布置压力或压力脉动测点；现地采集单元，通过测压管组与所述压力或压力脉动测点连接，用于检测压力或压力脉动并生成压力值或压力脉动值电信号；数据处理和存储单元，通过无线传输与现地采集单元关联，用于接收压力值或压力脉动值电信号并分析处理得到混流式水轮机的运行数据；远程监控单元，与数据处理和存储单元通过光纤传输模块连接，用于根据混流式水轮机的运行数据对机组进行远程预警和运行控制。本发明能够全面准确得到测点压力值或压力脉动值，掌握混流式水轮机不同工况的运行状态，能减少信号干扰和避免测量信号丢失，便于检修和维护。

技术领域

本发明涉及一种混流式水轮机压力测量系统，属于水电机组在线监测技术领域。

背景技术

混流式水轮机作为世界上应用最广泛的水轮机形式，其效率、稳定性和空化一直是水电行业所关心的三大问题。其中水力因素是对机组运行稳定性最大的威胁。影响机组不稳定运行的水力因素有很多种类，大量试验研究表明，尾水管涡带产生的压力脉动是造成机组振动和出力摆动的最主要根源。尾水管压力脉动不但会引起机组和厂房的振动，还会导致锥管管壁裂缝、转轮叶片裂缝等现象，降低水轮机效率，影响电站的安全生产工作。2009俄罗斯萨扬水电站发生特重大安全事故，究其原因，其机组进入不推荐低负荷区域运行，造成水轮机顶盖的固定螺栓被拉断，在尾水管以及转轮出口部分的严重压力脉动之下，机组转动部分带着水轮机顶盖以及上机架向上弹射，高压水喷出，水淹厂房，导致了事故的发生。因此，对混流式水轮机压力脉动等的监测和分析是保障机组安全稳定运行的关键。

由于混流式机组结构复杂，测点布置位置、传感器选择等都将影响压力测量的准确度，压力测点距离监测点距离远，采用传统有线传输方式存在较多弊端：如传输线路走线复杂，线路多，安装调试和检修不便；信号线易老化，传输信号易受干扰；造价高等。

发明内容

为了克服相关技术的上述不足，本发明提供一种混流式水轮机压力测量系统，该系统能够全面准确得到测点的压力值或压力脉动值，掌握混流式水轮机在不同工况下的运行状态并及时预警。同时能够优化电站线路布置，减少信号干扰和避免因线路老化或损坏造成的测量信号丢失，且便于检修和维护。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种混流式水轮机压力测量系统，包括：

水轮机压力测点布置及引出单元，用于在所述混流式水轮机各部位布置压力或压力脉动测点；

现地采集单元，通过测压管组与所述压力或压力脉动测点连接，用于检测压力或压力脉动并生成压力值或压力脉动值电信号；

数据处理和存储单元，通过通讯频率传输模块与所述现地采集单元关联，用于接收压力值或压力脉动值电信号并分析处理得到混流式水轮机的运行数据；

远程监控单元，与所述数据处理和存储单元通过光纤传输模块连接，用于根据混流式水轮机的运行数据对机组进行远程预警和运行控制。

可选的，所述水轮机压力测点布置及引出单元包括分别布置在所述混流式水轮机的蜗壳、顶盖、基础环、尾水管上的多个压力或压力脉动测点。

可选的，所述蜗壳上的压力或压力脉动测点包括在蜗壳的不同测量截面四周或局部钻孔处安装的第一测压头；

所述尾水管上的压力或压力脉动测点包括在尾水管的不同测量截面四周或局部钻孔处安装的第二测压头；

所述基础环上的压力或压力脉动测点包括在基础环中部截面四周钻孔处安装的第三测压头；

所述顶盖上的压力或压力脉动测点包括在不同半径位置孔钻带内螺纹的测压孔，所述测压孔内安装有第一双外丝直接头，第一双外丝直接头的外端依次安装有顶盖测点球阀、内丝异径接头、第二双外丝直接头及卡套式直通管接头，所述第二双外丝直接头的尺寸大于所述第一双外丝直接头。