水轮机调速器导叶开度控制方法
阅读说明：本技术 水轮机调速器导叶开度控制方法 (Method for controlling opening degree of guide vane of speed regulator of water turbine ) 是由 张官祥 罗红俊 马龙 杨廷勇 唐国平 陈自然 于 2020-12-08 设计创作，主要内容包括：一种水轮机调速器导叶开度控制方法,包括如下步骤：将A套控制器作为主用控制器,B套控制器作为备用控制器,A套位移传感器的信号通过隔离变送器独立上送至A套控制器并记作A1；B套位移传感器的信号通过隔离变送器独立上送至B套控制器并记作B1；C套位移传感器的信号通过隔离变送器分别送至A套控制器和B套控制器并分别记作A2和B2；A套控制器通过通讯方式读取B套控制器的B套位移传感器的信号值记作A3,调速器导叶开度优先以Ya输出,根据A1、A2和A3数值,判断导叶开度工作状态。本发明的方法可操作性强,诊断方法简单高效,具有完善可靠的理论基础,诊断结果准确可靠。(A method for controlling the opening degree of a guide vane of a water turbine speed governor comprises the following steps: the A set of controllers are used as main controllers, the B set of controllers are used as standby controllers, and signals of the A set of displacement sensors are independently transmitted to the A set of controllers through the isolation transmitter and are recorded as A1; the signals of the displacement sensor of the B set are independently sent to the controller of the B set through an isolation transmitter and recorded as B1; signals of the displacement sensor of the C set are respectively transmitted to the controller of the A set and the controller of the B set through the isolation transmitter and are respectively recorded as A2 and B2; the A set of controller reads the signal value of the B set of displacement sensor of the B set of controller through the communication mode and records as A3, the opening of the guide vane of the speed regulator is output by Ya preferentially, and the working state of the opening of the guide vane is judged according to the numerical values of A1, A2 and A3. The method has strong operability, simple and efficient diagnosis method, perfect and reliable theoretical basis and accurate and reliable diagnosis result.)
技术领域
本发明属于水轮机调速器导叶开度控制技术领域，特别涉及一种水轮机调速器导叶开度控制方法。
背景技术
导叶开度是水轮机调速器控制的主要参数之一，其采样值的稳定性和可靠性直接影响机组的安全稳定运行。因此调速器导叶开度监测是非常有必要的，且要求可靠、准确。
目前，A套和B套控制器分别各配置一套位移传感器，两套控制器之间不能互相通讯采集，也没有第三方数据进行判断对比分析，各自判断自己采集的传感器数值作为控制参数或故障判断值，其控制策略单一，存在不能充分利用两套传感器数据，不能真正判断传感器采集的真实数据，同时也不能真实地进行故障判断。
为保证水电站调速器导叶开度控制准确、可靠，提高其逻辑判断可靠性，最大限度地减少事故造成的损失，保护人身安全以及资产安全，特设计一种水轮机调速器导叶开度控制方法。
发明内容
鉴于背景技术所存在的技术问题，本发明所提供的水轮机调速器导叶开度控制方法，本发明的方法可操作性强，诊断方法简单高效，具有完善可靠的理论基础，诊断结果准确可靠。
为了解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案来实现：
一种水轮机调速器导叶开度控制方法，包括如下步骤：
S1：将三套位移传感器均安装在调速器接力器连杆支架上，A套位移传感器信号通过隔离变送器独立上送至A套控制器，B套位移传感器通过隔离变送器将信号独立上送至B套控制器，C套位移传感器通过隔离变送器将信号分别送至A套控制器和B套控制器；
S2：将A套控制器作为主用控制器，B套控制器作为备用控制器，主用控制器和备用控制器用于实时采集三套位移传感器数据，主用控制器优先采用主用传感器数据采集；
S3：A套位移传感器的信号通过隔离变送器独立上送至A套控制器并记作A1；B套位移传感器的信号通过隔离变送器独立上送至B套控制器并记作B1；C套位移传感器的信号通过隔离变送器分别送至A套控制器和B套控制器并分别记作A2和B2；A套控制器通过通讯方式读取B套控制器的B套位移传感器的信号值记作A3，B套控制器通过通讯方式读取A套控制器的A套位移传感器的信号值记作B3；
S4：A套控制器将A1、A2和A3处理后，输出的导叶开度值记作Ya；B套控制器将B1、B2和B3经处理后，输出的导叶开度值记作Yb；
S5：调速器导叶开度优先以Ya输出，根据A1、A2和A3数值，判断导叶开度工作状态。
优选的方案中，所述的在步骤S5中，操作方法为：
S5.1：判断三套位移传感器是否均存在跳变或断线故障，如果判断结果为是，则依次判断A套位移传感器、B套位移传感器和C套位移传感器是否存在故障，并优先选用无故障的位移传感器数值；
S5.2：判断三套位移传感器是否存在跳变或断线故障，如果判断结果为否，则三套位移传感器数值互相作差值计算取绝对值并做导叶开度故障判断；
若|A1-A2|<△Y且|A1-A3|<△Y且|A2-A3|<△Y时，表明三套位移传感器偏差值均正常，依次优先选用无故障的A套位移传感器、B套位移传感器和C套位移传感器数值；
若|A1-A2|>△Y或|A1-A3|>△Y或|A2-A3|>△Y时，表明三套位移传感器偏差值中至少有一个位移传感器采集偏差过大，则报导叶开度警告故障；
若|A1-A2|>△Y且|A1-A3|>△Y且|A2-A3|>△Y时，表明三套位移传感器偏差值均过大,则报导叶开度严重故障，则A套控制器的导叶开度优选选用主用位移传感器的当前采样值，并将控制器切换至备用B套控制器；
S5.3:当判断三套位移传感器均不存在跳变或断线故障时，三套位移传感器数值相互作差值计算取绝对值，并作判断位移传感器是否异常偏大；
若|A1-A2|>△Y且|A1-A3|>△Y时，则判断A套位移传感器采集值A1异常偏大；
若|A1-A2|>△Y且|A2-A3|>△Y时，则判断C套位移传感器采集值A2异常偏大；
若|A2-A3|>△Y且|A1-A3|>△Y时，则判断B套位移传感器采集值A3异常偏大；
S5.4：根据位移传感器是否存在异常偏大判断逻辑的处理结果，进一步判断并选择导叶开度数据。
优选的方案中，所述的在步骤S5.4中，判断并选择导叶开度的方法为：
S5.4.1：当A套位移传感器采集无异常偏大，且A套位移传感器无故障时则选用A套位移传感器采数据Ya=A1；
若A套位移传感器故障且B套位移传感器无故障时，优先选用B套位移传感器采集数据Ya=A2；
若A套和B套位移传感器均故障，且C套位移传感器无故障时，优先选用C套位移传感器采集数据Ya=A3；
若A套、B套和C套位移传感器均故障时，则A套控制器的导叶开度优选选用主用位移传感器的当前采样值，并将控制器切换至备用B套控制器；
S5.4.2：当A套位移传感器采集异常偏大，且B套位移传感器采集无异常偏大时，若B套位移传感器无故障时则优先选用B套位移传感器采数据Ya=A2；
若B套位移传感器故障且C套位移传感器无故障时，优先选用C套位移传感器采集数据Ya=A3；
若B套和C套位移传感器均出现故障时，则A套控制器的导叶开度优选选用主用位移传感器的当前采样值，并将控制器切换至备用B套控制器；
S5.4.3：当A套位移传感器采集异常偏大，且B套位移传感器采集异常偏大时，若C套位移传感器采集无异常偏大且C套位移传感器无故障时则优先选用C套位移传感器的数据Ya=A3；
若C套位移传感器采集异常偏大或者C套位移传感器故障时则优先选用主用位移传感器的数据，并将控制器切换至备用B套控制器。
优选的方案中，所述的在步骤S5.1中，选取方法为：
当三套位移传感器均存在跳变或断线故障时，若A套位移传感器存在无故障时，则优先选用A套位移传感器数值；
若A套位移传感器存在故障且B套位移传感器无故障时，则优先选用B套位移传感器数值；
若A套、B套位移传感器均存在故障且C套位移传感器无故障时，则优先选用C套位移传感器数值；
若A套、B套和C套位移传感器均存在故障时，则A套控制器的导叶开度优选选用主用位移传感器的当前采样值，并报导叶开度严重故障，将主用控制器切换至备用B套控制器。
本专利可达到以下有益效果：
与现有技术相比，本发明的方法可操作性强，诊断方法简单高效，具有完善可靠的理论基础，诊断结果准确可靠。采用本发明的方法，实现了调速器导叶开度位移传感器冗余配置，提高了导叶开度采集信号的冗余度和可靠性。通过三套位移传感器数值的采用三选二的对比分析法，优化了导叶开度值故障判断及处理逻辑，可以实时自动诊断调速器导叶开度故障，实现导叶开度警告和严重故障信号的判断，降低了单一传感器元件故障及导叶开度严重故障的发生率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明工作原理图；
图2为本发明模块连接图。
具体实施方式
优选的方案如图1和图2所示，一种水轮机调速器导叶开度控制方法，包括如下步骤：
S1：将三套位移传感器均安装在调速器接力器连杆支架上，A套位移传感器信号通过隔离变送器独立上送至A套控制器，B套位移传感器通过隔离变送器将信号独立上送至B套控制器，C套位移传感器通过隔离变送器将信号分别送至A套控制器和B套控制器；
当调速器正常运行时，主用控制器和备用控制器实时采集三套位移传感器数据，主用控制器采集的三套位移传感器数据参与导叶开度的控制，并对采集的三路导叶开度数据作差值对比分析处理选出最优值参与机组的控制和调节；当主用控制器采集的导叶开度值出现严重故障时，切换至备用控制器，并按照主用控制器的处理逻辑进行对比分析处理；
S2：将A套控制器作为主用控制器，B套控制器作为备用控制器，主用控制器和备用控制器用于实时采集三套位移传感器数据，主用控制器优先采用主用传感器数据采集；
S3：A套位移传感器的信号通过隔离变送器独立上送至A套控制器并记作A1；B套位移传感器的信号通过隔离变送器独立上送至B套控制器并记作B1；C套位移传感器的信号通过隔离变送器分别送至A套控制器和B套控制器并分别记作A2和B2；A套控制器通过通讯方式读取B套控制器的B套位移传感器的信号值记作A3，B套控制器通过通讯方式读取A套控制器的A套位移传感器的信号值记作B3；
S4：A套控制器将A1、A2和A3处理后，输出的导叶开度值记作Ya；B套控制器将B1、B2和B3经处理后，输出的导叶开度值记作Yb；
S5：调速器导叶开度优先以Ya输出，根据A1、A2和A3数值，判断导叶开度工作状态。
S5.1：判断三套位移传感器是否均存在跳变或断线故障，如果判断结果为是，则依次判断A套位移传感器、B套位移传感器和C套位移传感器是否存在故障，并优先选用无故障的位移传感器数值；
当三套位移传感器均存在跳变或断线故障时，若A套位移传感器存在无故障时，则优先选用A套位移传感器数值；
若A套位移传感器存在故障且B套位移传感器无故障时，则优先选用B套位移传感器数值；
若A套、B套位移传感器均存在故障且C套位移传感器无故障时，则优先选用C套位移传感器数值；
若A套、B套和C套位移传感器均存在故障时，则A套控制器的导叶开度优选选用主用位移传感器的当前采样值，并报导叶开度严重故障，将主用控制器切换至备用B套控制器；
S5.2：判断三套位移传感器是否存在跳变或断线故障，如果判断结果为否，则三套位移传感器数值互相作差值计算取绝对值并做导叶开度故障判断；
若|A1-A2|<△Y且|A1-A3|<△Y且|A2-A3|<△Y时，表明三套位移传感器偏差值均正常，依次优先选用无故障的A套位移传感器、B套位移传感器和C套位移传感器数值；所述的△Y表示设定阈值。
若|A1-A2|>△Y或|A1-A3|>△Y或|A2-A3|>△Y时，表明三套位移传感器偏差值中至少有一个位移传感器采集偏差过大，则报导叶开度警告故障；
若|A1-A2|>△Y且|A1-A3|>△Y且|A2-A3|>△Y时，表明三套位移传感器偏差值均过大,则报导叶开度严重故障，则A套控制器的导叶开度优选选用主用位移传感器的当前采样值，并将控制器切换至备用B套控制器；
S5.3:当判断三套位移传感器均不存在跳变或断线故障时，三套位移传感器数值相互作差值计算取绝对值，并作判断位移传感器是否异常偏大；
若|A1-A2|>△Y且|A1-A3|>△Y时，则判断A套位移传感器采集值A1异常偏大；
若|A1-A2|>△Y且|A2-A3|>△Y时，则判断C套位移传感器采集值A2异常偏大；
若|A2-A3|>△Y且|A1-A3|>△Y时，则判断B套位移传感器采集值A3异常偏大；
S5.4：根据位移传感器是否存在异常偏大判断逻辑的处理结果，进一步判断并选择导叶开度数据。
S5.4.1：当A套位移传感器采集无异常偏大，且A套位移传感器无故障时则选用A套位移传感器采数据Ya=A1；
若A套位移传感器故障且B套位移传感器无故障时，优先选用B套位移传感器采集数据Ya=A2；
若A套和B套位移传感器均故障，且C套位移传感器无故障时，优先选用C套位移传感器采集数据Ya=A3；
若A套、B套和C套位移传感器均故障时，则A套控制器的导叶开度优选选用主用位移传感器的当前采样值，并将控制器切换至备用B套控制器；
S5.4.2：当A套位移传感器采集异常偏大，且B套位移传感器采集无异常偏大时，若B套位移传感器无故障时则优先选用B套位移传感器采数据Ya=A2；
若B套位移传感器故障且C套位移传感器无故障时，优先选用C套位移传感器采集数据Ya=A3；
若B套和C套位移传感器均出现故障时，则A套控制器的导叶开度优选选用主用位移传感器的当前采样值，并将控制器切换至备用B套控制器；
S5.4.3：当A套位移传感器采集异常偏大，且B套位移传感器采集异常偏大时，若C套位移传感器采集无异常偏大且C套位移传感器无故障时则优先选用C套位移传感器的数据Ya=A3；
若C套位移传感器采集异常偏大或者C套位移传感器故障时则优先选用主用位移传感器的数据，并将控制器切换至备用B套控制器。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。