ЖУРНАЛ СТА №1/1998

Состав системы Основным элементом системы яв- ляется микроконтроллер 5083 с внут- реннем таймером, энергонезависи- мой памятью и жидкокристалличес- ким дисплеем. Этот микроконтроллер- ный блок сконструирован для монта- жа на переднюю панель шкафа гид- равлических измерений, расположен- ного на центральном пульте управ- ления (ЦПУ) гидроэлектростанции. Структура системы показана на рис. 1. Электронный блок собственной раз- работки, расположенный в томжешка- фу, осуществляет связь с сетью изме- рительных ультразвуковых датчиков уровня и датчиков перепада давления. Измерительные ультразвуковые дат- чики уровня собственной разработки представляют собой вертикальные металлические трубы, гидравлически связанные с внешним объемом воды в точках измерения уровня. В нижней части труб расположены ультразвуко- вые преобразователи (АП), которые посылают короткий импульс ультра- звука частотой 1 МГц, а затем прини- мают отраженный от поверхности во- ды сигнал. В электронном блоке фор- мируется импульс возбуждения АП и производится обработка отраженно- го от поверхности воды сигнала с це- лью определения времени прохожде- ния ультразвука по столбу воды. Пример разреза гидроэлектростан- ции по оси гидроагрегата приведен на рис. 2. Ультразвуковые датчики уровня, расположенные как в здании ГЭС, так и снаружи, измеряют уровни верхне- го и нижнего бьефов, а также уровни на входе и выходе в проточную часть каждого гидроагрегата для определе- ния напора нетто. Двенадцать ультра- звуковых преобразователей соедине- ны с электронным блоком коаксиаль- ным радиочастотным кабелем макси- мальной длиной 200 метров. Датчики уровня в зависимости от места их рас- положения разбиты на группы и снаб- жены контрольными датчиками, в ко- торых с помощью металлической ди- афрагмы высота столба воды зафик- сирована на уровне 1500 мм (рис. 1). Контрольные датчики служат для компенсации зависимости скорости распространения ультразвука в воде от температуры и примесей. Все дат- чики уровня снабжены специальны- ми демпферными устройствами, сгла- живающими колебания уровня внеш- него объема воды. Электронный блок соединен с тремя (по числу гидроагрегатов) датчиками перепада давления типа Метран 45ДД для измерения расхода воды через гидротурбину. Эти датчики гидравли- чески соединены с проточной частью гидроагрегата и также снабжены дем- пферными устройствами. По разности давления на двух входах датчика в мик- роконтроллере вычисляется расход воды. Выход каждого датчика Метран 45ДД представляет собой токовый сиг- нал 0...5 мА, пропорциональный раз- ности давления на входах датчика. Функциональная схема электрон- ного блока приведена на рис. 3. Микроконтроллер связан с электрон- ным блоком посредством трех незави- симых цифровых портов по 24 линиям связи для управления формированием импульсов возбуждения АП, сброса счетчика временного интервала, про- порционального высоте измеряемого столба воды и для считывания показа- ний этого счетчика. По трем линиям связи на аналоговые входы микроконт- роллера поступают сигналы 0...5 В с трех прецизионных резисторов номи- налом 1 кОм, согласующих токовые вы- ходы датчиков перепада давления. По одной линии связи с выхода цифроана- логового преобразователя микроконт- роллера на электронный блок поступа- ют аналоговые сигналы с разделением по времени для формирования трех сиг- налов управления открытием направ- ляющего аппарата каждого гидроагре- гата. Эти сигналы поступают на штатную 55 1/98 СИСТЕМНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ ЭНЕРГЕТИКА Enter Set On 1 4 1 Метран 45 – 1 В систему регулирования Нижний бьеф Датчики уровня Датчики уровня Верхний бьеф АП АП Микроконтроллерный блок Электронный блок Диафрагма 32 3 2 Метран 45 – 2 Метран 45 – 3 Контрольный датчик Рис. 1. Структура системы контроля уровней и расхода воды гидроэлектростанции Рис. 2. Пример разреза гидроэлектростанции по оси гидроагрегата 1-водоприемник; 2,3 – плотина; 4 – проточная часть; 5-гидроагрегат; 180 и 111 – отметки соответственно верхнего и нижнего бьефов