第六章 水力监测系统
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1、一、水力监测的目的一、水力监测的目的为保证水电站的安全运行和实现经济运行，为考查己投入运行机组的性能，促进水力机械基础理论的发展提供和积累必要的数据资料二、水力监测的内容二、水力监测的内容1、全厂性测量项目 对水电站上、下游水位及装置水头和水库的温度等。 2、机组段测量项目 拦污栅前、后压差，水轮机工作水头、水轮机流量、空蚀、振动、轴位移、相对效率等。三、水力监测的要求三、水力监测的要求经济运行及研究，对被测参数状态应及时、准确地反映。 一、温度仪表 1、玻璃温度计：感温液体（水银或有机体），热胀冷缩原理。 类型：WNG型（水银），适用500度以下；WNY型（有机体） ，适用100度100度。
2、 2、铜热电阻温度元件 原理：电阻与温度的线性关系的金属材料或半导体材料。 类型：WZG型铜热电阻测温元件。如WZG410X和WZG001型。 3、压力式温度计 原理：封闭系统中工作介质的压力与温度的关系。 类型：WTZ型（液体饱和蒸气）和WTQ型（气体）。 分为指示式和指示带接点式两种。二、压力表和差压仪表二、压力表和差压仪表1弹性式压力计弹性式压力计是以弹性元件受压后所产生的弹性变形作为测量基础的。可分为薄膜式、波纹管式和弹簧管式。前两种多用于几微压和低压测量，后一种用于高、中、低压以及真空度的测量。类型：Y型（压力），Z型（真空）和YZ型被测压力最小值应不低于压力表刻度全量程的1/3，最
3、大不宜超过2/3以便保证测量精度。有0.250.5等级，如1.5表示最大允许基本误差为1.5%，最大允许回程误差为1.5%，指针轻敲位移最大允许误差为0.75%。2.电接点压力表3.压力信号器（压力变送器）4.差压计CW型双波纹管差压计：根据位移式原理动作的。 当连结右移时，通过固定在连结轴1的挡板4，使摆杆7扭动扭力管5动作，经心轴6以扭力管同样的扭角输给显小仪表，因此，输出扭角与波纹管位移量成正比，也就是说是与仪表差压测量值P是成正比的。B3B1B214576三、液位仪表1.直读式液位仪表如直读水尺，U形管液位计。2.浮力式液位仪表（1）钢带式浮子液位计浮子受浮力作用浮在液体表面表面上，
4、液位值通过测量钢带和减速齿轮传送到指示器上， 测量钢带起始于钢带轮受到盘簧的作用保持一定张力，由于钢带的另一端受到浮子的重力作用、加上浮力和盘簧拉力， 使钢带保持着一个恒定的受力状态，只有当液位上升或下降时力发生变化使原有的力平衡受到破坏， 此时在盘簧力的作用下立即进行调节使浮子随液位变化， 同时液位的变化也通过钢带传给了指示器。 UTY型浮筒式遥测液位计与UTZ型液位指示器组成。 （2）感应式浮子液位计 由磁性浮子与电气接点开关组成。 （3）超声波式浮子液位计 （4）翻板式液位计 3.电极式水位信号器 4.差压式液位仪表 根据静压力与液位高度成正比原理。 四、流量计与示流器 1、差压流量计孔
5、板式流量计孔板式流量计文丘管式流量计文丘管式流量计2、电磁流量计当液体在磁场中运动时，根据法拉第定律产生感应电动势（见图）。如果磁场垂直于流动液体的电绝缘管道，而液体的电导率又不太低，则装在管壁上的两个电极之间可测量到一个电压，这电压同磁通量密度、液体的平均流速以及两个电极之间的距离成正比。这样，就可以测得液体的流速，进而测得液体的流量。 3、涡轮流量计 被测流体冲击涡轮叶片，使涡轮旋转，涡轮的转速随流量的变化而变化，即流量大，涡轮的转速也大，再经磁电转换装置把涡轮的转速转换为相应频率的电脉冲，经前置放大器放大后，送入显示仪表进行计数和显示，根据单位时间内的脉冲数和累计脉冲数即可求出瞬时流量和
6、累积流量。 4、超声波流量计图示是超声波流量计原理图。在被测管道上下游的一定距离上，分别安装两对超声波发射和接收探头（F1，T1）、（F2，T2）。其中（F1，T1）的超声波是顺流传播的，而（F2，T2）的超声波是逆流传播的。根据这两束超声波在液体中传播速度的不同，采用测量两接收探头上超声波传播的时间差t、相位差或频率差f等方法，可测量出流体的平均速度及流量。 5、示流器与示流信号器SLX型双向示流信号器是用来监视管路中的水流流量，当流量达到设定值时，示流信号器发出电信号。反馈到保护系统或控制流量的系统中去，从而保护主设备能正常工作。 由喷嘴系统、杠杆、微动开关及指示部分组成。 一、水位与水头
7、测量的目的和方法（一）目的由水库的水位确定蓄水量可制定水库最佳运行方案，对梯级电站可执行集中调度；计算电站水头和推算吸出高度等。（二）方法1、直读水尺（中小型）2、液位计（大中型）常用浮子式液位计和超声波式液位计UTY型和XBC2型USS51型回声式 二、仪表选择 遥测液位计的仪表主要包括发送器和接收器，一般浮标式遥测液位计由UTY2型发送器与XBC2型接收器组成。它的型式和范围有UTY2：10、20、30、40m ；XBC2：20、40m等几种；通常要求上、下游各设置一套。 三、仪表安装位置 UTY型发送器安装在坝顶或水库旁，XBC型接收器安装在控制室或机旁屏上。一、测量内容水轮机过水系统的
8、监测包括：拦污栅前、后的压差；蜗壳进口断面的压力；尾水管进口断面的压力和真空度；尾水管出口断面的压力；水轮机工作水头和水轮机顶盖压力以及尾水管的水力特性等项目。二、进口拦污栅前、后压力差的监测当拦污栅被污物堵塞时，其前后压力差会显著增加，轻则会影响机组出力，重则压垮拦污栅。所以，一般电站应设置进口拦污栅前后压力差监视设备。一般前后压力差为24cm或按式下计算sin2342sbgvhw （1）仪表选择 首先应选定测压断面，并计算两断面间的水头损失，然后确定拦污栅清污及停机信号整定值。可采用UTY2型浮标式发送液压计，选2个配1个XBC2 型接收器。 目前，不少中、小型水电采用自动巡检系统或计算机
