本實用新型屬于水電廠熱工保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水電廠水力機(jī)械保護(hù)裝置。

背景技術(shù)：

目前，大多數(shù)水電廠水力機(jī)械保護(hù)由常規(guī)繼電器回路保護(hù)部分和PLC程序保護(hù)部分構(gòu)成，兩種方式可以獨(dú)立發(fā)揮作用；常規(guī)繼電器回路保護(hù)部分主要由與現(xiàn)場水力機(jī)械保護(hù)信號檢測傳感器連接的繼電器及其電路回路構(gòu)成，電路回路的輸出端與現(xiàn)場水力機(jī)械保護(hù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(例如與發(fā)電機(jī)組連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu))連接，當(dāng)遇到故障時，通過常規(guī)繼電器回路動作，啟動事故停機(jī)流程，驅(qū)動相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)對水力機(jī)械(例如發(fā)電機(jī)組)的保護(hù)；PLC程序保護(hù)部分為PLC(Programmable Logic Controller)可編程邏輯控制器，主要由開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊等組成，當(dāng)監(jiān)測到有故障時，通過PLC控制啟動事故停機(jī)流程，通過PLC開關(guān)量輸出接口驅(qū)動現(xiàn)場水力機(jī)械保護(hù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(例如與發(fā)電機(jī)組連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu))，實現(xiàn)對水力機(jī)械(例如發(fā)電機(jī)組)的保護(hù)。以高溫條件下對發(fā)電機(jī)組保護(hù)為例，采用繼電器回路保護(hù)部分工作過程為當(dāng)溫度超過設(shè)定溫度時，溫度保護(hù)信號源條件滿足設(shè)定要求，常規(guī)繼電器回路動作，啟動事故停機(jī)流程，驅(qū)動關(guān)閉發(fā)電機(jī)組的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)對發(fā)電機(jī)組的保護(hù)；采用PLC程序保護(hù)部分工作過程為當(dāng)溫度超過設(shè)定溫度時，溫度保護(hù)信號源條件滿足設(shè)定要求，啟動事故停機(jī)流程，PLC開關(guān)量輸出模塊驅(qū)動關(guān)閉發(fā)電機(jī)組的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)對發(fā)電機(jī)組的保護(hù)。

常規(guī)繼電器回路保護(hù)部分接線復(fù)雜，電路回路一旦構(gòu)成，若想再修改電路比較困難，不僅需要增加或者減少繼電器，同時還要修改繼電器接線，改變電路回路結(jié)構(gòu)，維修成本較高，且無法實現(xiàn)對對繼電器回路的靈活調(diào)整。

此外，由于繼電器回路保護(hù)部分不能保存執(zhí)行信號，無法與PLC程序保護(hù)部分實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對目前水電廠水力機(jī)械保護(hù)中繼電器回路存在的接線復(fù)雜、維修不方便等問題，本實用新型提供了一種新型的水電廠水力機(jī)械保護(hù)裝置，通過設(shè)置兩套并行的PLC實現(xiàn)程序保護(hù)，既節(jié)省了工作量，又便于靈活修改。

為了達(dá)到上述目的，本實用新型提供了一種水電廠水力機(jī)械保護(hù)裝置，該裝置由兩個PLC可編程邏輯控制器構(gòu)成，每個PLC可編程邏輯控制器均設(shè)置有CPU、電源模塊、開關(guān)量輸出模塊和監(jiān)測量輸入模塊，其中CPU分別與開關(guān)量輸出模塊和監(jiān)測量輸入模塊連接，用于實現(xiàn)對各個模塊的控制；電源模塊分別與CPU、開關(guān)量輸出模塊和監(jiān)測量輸入模塊連接，用于為CPU和各個模塊提供電源；開關(guān)量輸出模塊與現(xiàn)場水力機(jī)械保護(hù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，用于按照事故停機(jī)流程驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)；監(jiān)測量輸入模塊與現(xiàn)場水力機(jī)械保護(hù)信號檢測傳感器連接，用于接收監(jiān)測對象的實時信號數(shù)據(jù)；兩個PLC可編程邏輯控制器之間通過通訊模塊實現(xiàn)通信。

上述水電長水力機(jī)械保護(hù)裝置，兩個PLC可編程邏輯控制器中任一一個的監(jiān)測量輸入模塊對檢測傳感器進(jìn)行實時監(jiān)測，并將監(jiān)測結(jié)果發(fā)送給相應(yīng)的CPU。當(dāng)監(jiān)測結(jié)果超出設(shè)定值時，CPU向開關(guān)量輸出模塊發(fā)送事故停機(jī)命令，開關(guān)量輸出模塊控制與之連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)啟動事故停機(jī)流程；同時，由于兩個PLC可編程邏輯控制器之間通過通訊模塊實現(xiàn)通信，兩者可以將各自保存的執(zhí)行信號數(shù)據(jù)相互共享，當(dāng)任意一套PLC采集信號失效時，可以采集另外一套PLC保存的數(shù)據(jù)。現(xiàn)場水力機(jī)械保護(hù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器緊急停機(jī)電磁閥、水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器事故配壓閥、水輪發(fā)電機(jī)組快速閘門、水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)出口斷路器和水輪發(fā)電機(jī)組滅磁開關(guān)等。

上述水電廠水力機(jī)械保護(hù)裝置，所述監(jiān)測量輸入模塊包括開關(guān)量輸入子模塊和模擬量輸入子模塊；所述開關(guān)量輸入子模塊與現(xiàn)場水力機(jī)械保護(hù)信號檢測傳感器連接，用于采集檢測傳感器的開關(guān)信號，并將其發(fā)送給CPU；所述模擬量輸入子模塊與現(xiàn)場水力機(jī)械保護(hù)信號傳感器連接，用于采集檢測傳感器的模擬量信號，并將其發(fā)送給CPU。開關(guān)量輸入子模塊和模擬量輸入子模塊獲得的數(shù)據(jù)均可以作為水電廠是否有故障發(fā)生的判斷條件，只要其中監(jiān)測的任何一個量滿足故障判斷要求，CPU即控制開關(guān)量輸出模塊驅(qū)動現(xiàn)場水力機(jī)械保護(hù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。與開關(guān)量輸入子模塊連接的檢測傳感器包括水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速傳感器、水輪發(fā)電機(jī)調(diào)速器壓力油罐壓力傳感器、水輪發(fā)電機(jī)組主軸密封水流量傳感器等。模擬量輸入模塊模擬量輸入子模塊包括溫度量輸入子模塊、壓力輸入量子模塊、流量輸入子模塊和位移輸入模塊等，相應(yīng)的與模擬量輸入模塊連接的檢測傳感器包括水輪發(fā)電機(jī)軸瓦測溫電阻、水輪發(fā)電機(jī)調(diào)速器壓力油罐壓力傳感器、水輪發(fā)電機(jī)調(diào)速器壓力油罐位移傳感器、水輪發(fā)電機(jī)組主軸密封水流量傳感器和水輪發(fā)電機(jī)組主軸密封水壓力傳感器等。

上述水電廠水力機(jī)械保護(hù)裝置，兩個所述PLC可編程邏輯控制器的CPU、電源模塊、開關(guān)量輸出模塊和監(jiān)測量輸入模塊的型號不相同，這樣可以避免共性缺點(diǎn)，優(yōu)化機(jī)械事故停機(jī)流程，提高水力機(jī)械保護(hù)的可靠性；兩個所述PLC可編程邏輯控制器的CPU型號分別為IC695CRU320和IC200CPUE05；兩個所述PLC可編程邏輯控制器的電源模塊型號分別為IC695PSD040和IC200PWB001；兩個所述PLC可編程邏輯控制器的開關(guān)量輸出模塊型號分別為IC695MDL753和IC200MDL750。

上述水電廠水力機(jī)械保護(hù)裝置，兩個所述PLC可編程邏輯控制器的開關(guān)量輸入子模塊型號分別為IC695MDL660和IC200MDL650；以溫度量輸入子模塊為例，兩個所述PLC可編程邏輯控制器的溫度量輸入模塊型號分別IC695ALG600和IC200ALG620。

上述水電廠水力機(jī)械保護(hù)裝置，所述通訊模塊為有線通訊模塊，有線通訊模塊設(shè)置有分別與兩個PLC可編程邏輯控制器的CPU連接的兩個RS485串行口或者RS232串行口，通過以太網(wǎng)通訊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：

1、由于本實用新型設(shè)置兩個相互獨(dú)立的PLC可編程邏輯控制器進(jìn)行水力機(jī)械保護(hù)，避免了常規(guī)繼電器回路保護(hù)中接線復(fù)雜和維修難度大、成本高的問題；

2、由于本實用新型設(shè)置的兩個PLC可編程邏輯控制器中的CPU、電源模塊、開關(guān)量輸出模塊和監(jiān)測量輸入模塊的型號不相同，可以避免相同型號引起的共性缺點(diǎn)，優(yōu)化機(jī)械事故停機(jī)流程，進(jìn)一步提高水利機(jī)械保護(hù)的可靠性；

3、由于本實用新型采用的兩個PLC可編程邏輯控制器之間可以相互通訊，共享彼此保存的數(shù)據(jù)，當(dāng)任意一套PLC采集信號失效時，可以采集另外一套PLC保存的數(shù)據(jù)；

4、由于本實用新型采用的PLC可編程邏輯控制器可以根據(jù)實際情況靈活調(diào)整保護(hù)邏輯，可以節(jié)省大量維修工作時間，且方便可行。

附圖說明

圖1為本實用新型水電廠水力機(jī)械保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖對本實用新型各實施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都屬于本實用新型所保護(hù)的范圍。

本實施例提供了一種水電廠水力機(jī)械保護(hù)裝置，如圖1所示，該裝置由第一PLC可編程邏輯控制器和第二PLC可編程邏輯控制器構(gòu)成，每個PLC可編程邏輯控制器均設(shè)置有CPU、電源模塊、開關(guān)量輸出模塊和監(jiān)測量輸入模塊，其中CPU分別與開關(guān)量輸出模塊和監(jiān)測量輸入模塊連接，用于實現(xiàn)對各個模塊的控制；電源模塊分別與CPU、開關(guān)量輸出模塊和監(jiān)測量輸入模塊連接，用于為CPU和各個模塊提供電源；開關(guān)量輸出模塊與現(xiàn)場水力機(jī)械保護(hù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，用于按照事故停機(jī)流程驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)；監(jiān)測量輸入模塊與現(xiàn)場水力機(jī)械保護(hù)信號檢測傳感器連接，用于接收監(jiān)測對象的實時信號數(shù)據(jù)；兩個PLC可編程邏輯控制器之間通過通訊模塊實現(xiàn)通信。

監(jiān)測量輸入模塊包括開關(guān)量輸入子模塊和模擬量輸入子模塊；開關(guān)量輸入子模塊與現(xiàn)場水力機(jī)械保護(hù)信號檢測傳感器連接，用于采集檢測傳感器的開關(guān)信號，并將其發(fā)送給CPU；模擬量輸入子模塊為溫度量輸入子模塊，與現(xiàn)場水輪發(fā)電機(jī)軸瓦測溫電阻連接，用于采集水輪發(fā)電機(jī)軸瓦溫度，并將其發(fā)送給CPU。

第一PLC可編程邏輯控制器和第二可編程邏輯控制器的CPU、電源模塊、開關(guān)量輸出模塊和監(jiān)測量輸入模塊均為外購，且其型號不相同。

第一PLC可編程邏輯控制器的CPU、電源模塊、開關(guān)量輸入子模塊、開關(guān)量輸出模塊和溫度量輸入子模塊型號分別為IC695CRU320、IC695PSD040、IC695MDL660、IC695MDL753和IC695ALG600。

第二PLC可編程邏輯控制器的CPU、電源模塊、開關(guān)量輸入子模塊、開關(guān)量輸出模塊和溫度量輸入子模塊型號分別為IC200CPUE05、IC200PWB001、IC200MDL650、IC200MDL750和IC200ALG620。

本實施例采用的通訊模塊為有線通訊模塊，包括分別與兩個PLC可編程邏輯控制器的CPU連接的兩個RS485串行口，通過以太網(wǎng)通訊。

本實施例提供的水電廠水力機(jī)械保護(hù)裝置的工作過程為：

以第一PLC可編程邏輯控制器為例，其溫度量輸入子模塊對水輪發(fā)電機(jī)軸瓦溫度進(jìn)行實時監(jiān)測，經(jīng)將監(jiān)測的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給相應(yīng)的CPU，CPU將接收到的實時溫度數(shù)據(jù)與設(shè)定的最大閾值比較，當(dāng)溫度超過設(shè)定最大閾值時，CPU向開關(guān)量輸出模塊發(fā)送事故停機(jī)命令，啟動事故停機(jī)流程，開關(guān)量輸出模塊控制與之連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(例如水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器緊急停機(jī)電磁閥、水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器事故配壓閥、水輪發(fā)電機(jī)組快速閘門、水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)出口斷路器和水輪發(fā)電機(jī)組滅磁開關(guān)等)，從而實現(xiàn)對水輪發(fā)電機(jī)組的保護(hù)；同樣的，當(dāng)開關(guān)量輸入子模塊對水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器壓力油罐油壓過低信號、水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)保護(hù)信號、水輪發(fā)電機(jī)組機(jī)械過速信號等開關(guān)量信號進(jìn)行監(jiān)測，并將監(jiān)測的開關(guān)量數(shù)據(jù)發(fā)送給相應(yīng)的CPU，CPU將接收到的實時開關(guān)量值與故障設(shè)定值比較，當(dāng)開關(guān)量值與設(shè)定值相等時，CPU向開關(guān)量輸出模塊發(fā)出事故停機(jī)命令，啟動事故停機(jī)流程，開關(guān)量輸出模塊控制與之連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(例如水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器緊急停機(jī)電磁閥、水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器事故配壓閥、水輪發(fā)電機(jī)組快速閘門、水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)出口斷路器和水輪發(fā)電機(jī)組滅磁開關(guān)等)，從而實現(xiàn)對水輪發(fā)電機(jī)組的保護(hù)。

第二PLC可編程邏輯控制器的工作過程與第一PLC可編程邏輯控制器的類似，且由于兩個PLC可編程邏輯控制器中的CPU、電源模塊、開關(guān)量輸出模塊和監(jiān)測量輸入模塊的型號不相同，可以避免相同型號引起的共性缺點(diǎn)，優(yōu)化機(jī)械事故停機(jī)流程，進(jìn)一步提高水利機(jī)械保護(hù)的可靠性；同時，由于兩個PLC可編程邏輯控制器之間通過通訊模塊實現(xiàn)通信，兩者可以將各自保存的執(zhí)行信號數(shù)據(jù)相互共享，當(dāng)任意一套PLC采集信號失效時，可以采集另外一套PLC的采集數(shù)據(jù)。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，這里的實施例是為了幫助讀者理解本實用新型的原理，應(yīng)被理解為本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本實用新型公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本實用新型實質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。