[发明专利]一种水电PLC智能控制系统

说明书

技术领域

本发明属于水电工程领域，具体涉及一种水电PLC智能控制系统。

背景技术

电力是现代化工业生产和生活不可或缺的动力能量，水力发电是电力工业的一个门类。建国60多年来，我国的水电事业有了长足的发展，取得了令人瞩目的成绩。但是，我国大部分中小型水力发电站还存在如下问题：

1、全人工操作，并网时，要人工转动水阀，并监看仪表，并且接近同期时，既要微调水阀，也要微调励磁电压，人工比较难掌握。

2、同期时要靠看指示灯的状态，人工按合闸按钮，时机难以掌握，容易失败，要技术很好的老电工师傅进行操作。

3、水门靠人工调整，水位状况靠监控或水浮球开关指示得知，一般状况下，工人为保险起见，将阀门调节的偏小，特别是晚上，这样经常会有水溢出，造成水资源浪费。

4、功率因数调整是通过对励磁电压的调整来调节，现场测试发现，大多功率因数表不准，线性度比较差；另一方面，随着电压的波动，励磁电压也会随之波动，人工时无法做到实时跟踪调节，这样会有很多的无功电能发出来，对整个电能的质量产生一定的影响。

5、当电网停电或励磁系统损坏时，不能及时关机，造成飞车事故，要工人时刻警醒，监看设备运行状况。

6、水库栏栅堵塞状况难以掌握。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种水电PLC智能控制系统,通过本系统可实现飞车保护、快速并网、水位调节跟踪、远程监控等功能。

本发明为达到上述技术目的所采用的技术方案是：一种水电PLC智能控制系统，包括：

程序控制处理器,作为本系统的核心处理器，处理各种传感器检测的信息，及控制整套系统的动作；

电网参数传感器，可实时检测电网的参数，电压、电流、频率、功率、功率因数、电度等电参数；

发电参数传感器，可实时检测发电机的发电参数，电压、电流、频率等；

同期检测传感器，用来检测并网时的同期时机，完成自动并网；

发电机转速传感器，实时检控发电机的运行转速；

并网接触器，是发电机输出到电网的关键连接部件；

外部按钮，常用的操作部分，包括开、停机操作；

水位高度传感器，用于监控水库水位；

轴承温度传感器，用于监测发电机轴承温度；

水阀门调节执行器，是调节发电机发电量的关键组件；

励磁控制器，是调节发电机励磁的部件，并网后起到功率因数跟踪调节的作用；

触摸屏，是人机对话的窗口，用于各种参数操作显示，信息显示，部分动作的操作，和采集参数的记录等；

物联网服务器，可通过其将设备的数据信息和互联网联通，实现在全球有网络的地方通过各终端来监控和控制设备的运行；

短信发送设备，用来将每天发电量，以短信的方式告知户主；

备用电源，可为系统提供可靠的保障，当整个系统出现异常，电源(15)停电时，可以为系统提供不间断的电源供应，以达到任何情况可以安全的进行水阀关闭动作，保证机组的安全；

通过发电机转速传感器检测到发电机转速高于额定转速10％时，程序控制处理器发出指令通过水阀门调节执行器关闭阀门，实现飞车保护，备用电源可以确保在电源停电时控制系统还有电完成所有应急操作；

开机并网时，系统通过水阀门调节执行器将阀门开到设定阀位，待发电机转速上升，控制系统根据发电机转速传感器检测到的实时速度对水阀门调节执行器发出指令，实时转速低于额定转速时，开大阀门，转速上升，实时转速高于额定转速时，关小阀门，转速下降；控制系统对电网参数传感器及发电参数传感器传回的电压及频率进行对比，当两者间频率偏差小于某设定值a时，励磁控制器自行进行快速调整输出励磁，使两者间的电压差调整至小于某设定值b，在这期间等待同相时机的到来，当同期检测传感器检测到两者相位小于某设定值c时，控制系统发出并网信号，并网接触器动作，实现快速并网功能；

程序控制处理器根据水位高度传感器传来的水位信息向水阀门调节执行器发出指令，当水位大于满水位时，阀门开至最大，机组发出的功率最大；当水位在上限下限范围内时，阀门开至适当位置，机组调整到当季平均功率，在上下限范围内，只做微调；当水位低至警戒水位时，将延时60S关机；在此过程中，励磁控制器自动按功率因数调整，当功率因数∮小于某设定值d时,减小励磁电压；当功率因数∮大于某设定值e时，增加励磁电压；