水电站自动化元件的介绍潘口

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1、自动化装置、元件介绍电二分场：李强2011、2、15水电站自动化元件的选型配置及应用前言：水电厂基础自动化是一个综合的、系统的工程，是水电厂能否实现无人值班(少人值守)的关键所在。自动化元件(装置)和辅机设备自动控制单元要选用符合国家标准要求的、质量可靠、适应潮湿环境的成熟产品，同时应注意改善自动化元件(装置)和辅机设备控制单元的使用环境。基础自动化的智能化发展基础自动化元件(装置)按功用显示元件按用途分类：温度、压力、流量、液位、位移、转速、轴电流、油混水、压力脉动、水位差、流量水头效率等测量传感器、

2、变送器、测量仪表和控制器、开关等。执行元件包括各种电磁阀、电磁空气阀和执行机构等。自动化元件(装置)基础自动化元件(装置)的特殊性表现在：(1)运行时间长和不易维护；(2)重要程度高；(3)运行环境恶劣；(4)电磁干扰的强度相当大。自动化元件(测速)(1)转速测量装置有机械测速和电气测速两种，机械测速由齿盘或钢带、传感器或接近开关和仪表组成。有DC4～20mA输出、RS232或RS485通讯接口；能与电站监控计算机通讯。具有断电记忆、过速记忆和参数自动保护功能。在转速上升或下降时，应在规定的转速发出信号

3、，对机械转速信号装置，同一触点的动作误差不超过±3％。测速装置原理示意图自动化元件(油混水)(2)油混水监测装置采用电容式油混水信号装置，由测量探头和仪表组成。灵敏、准确探测油混水状况；有含水量显示，并有DC4～20mA输出；有报警点输出，报警值在含水量0．1％～5％可调。油混水原理示意图当两极间油中混水后将改变其介电常数，从而引起电容值的变化，通过微电路设定油混水比例，在油中混水的比例达到设定值时，控制器输出报警接点信号。自动化元件(压力)(3)水库拦污栅压差测量装置同时采集栅前栅后的水位信号，同时显

4、示2个水位及其差值；有断电记忆和参数自动保护功能；有变送器断线检测功能；有2对报警点及DC4～20mA模拟量输出；能与电站监控计算机通讯。差压变送器测量时，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。电接点压力表压力变送器测量时，过程压力直接作用于坚固耐腐蚀的陶瓷膜片上，使膜片产生弹性位移，根据电容值的大小与两极间的距离成正比的原理，就

5、可以从衬底电极和膜片电极之间检测到电容的变化，检测到的变化电容经微调电路放大后，可输出一个精确的电压信号，输出的电压信号通过变送器转换成4~20mA的电流信号输出。(4)流量水头效率测量装置可同时采集来自流量、水头、有功的信号，同时显示瞬时流量、累积流量、水头、效率和耗水率；有断电记忆、参数自动保护功能；有变送器断线检测功能；有DC4～20mA输出；能与电站监控计算机通讯。自动化元件(装置)热导式流量开关测量时，由发热模块发出热量，如果管道内没有介质流动，则感热模块接收到的热量是一个固定值，当有介质流动

6、时，感热模块所接受到的热量将随介质的流速变化而变化，感热模块将这温差信号转化成电信号，再通过处理器将其转换为对应的标准模拟量信号或接点信号输出，流量开关通过这个信号对介质的流速进行显示及控制。挡板式流量开关通过旋动调节旋钮设定流速动作点，当管道内有流体流过时，流体推动挡板偏转，挡板带动磁性模块上移，如果流体流速大于等于设定流速，则腔室内开关模块动作，输出接点信号；如果流体流速小于设定流速，则磁性模块下移，开关复位，接点断开。电磁流量计工作原理电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律设计的，在测量管轴线和磁场磁

7、力线相互垂直的管壁上安装一对检测电极，当导电液体沿测量管流过交变磁场(磁力线垂直于液体流动方向)时，导电液体切割磁力线,产生感应电动势，通过测量管上的两个检测电极能够检测出这个感应电动势，通过以下公式可以计算出流量，最后转换成4~20mA输出。自动化元件(位移)基于一些金属（如镍铁合金）在相交磁场的作用下，具有磁致伸缩的特点，即韦德曼效应。测量时，传感器探头在磁致伸缩材料制成的波导线一端发出一个起始脉冲后，将形成一个与波导线垂直的磁场（如下图所示），磁场以光速随脉冲电流沿波导线传播，磁场遇到套在波导线外

8、的磁环所产生的磁场时，产生相交磁场。在相交磁场的作用下波导线产生瞬时张力，使波导线扭动并产生扭动波，这个扭动波(波速约为音速)沿波导管运行，回传至传感器探头时，产生逆磁致伸缩现象，在传感器探头形成一个返回电脉冲。发射起始脉冲到接收返回脉冲的时间差与磁环位置相关，变送器将时间差信号(即磁环位移)转换为标准电流或电压信号输出。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