吹气式高精度水库水位测量系统的应用及优化改造

第36卷第3期2013年6月83水电秋机电技术Vol.36 No.3Jun.2013第36卷第3期2013年6月83第36卷第3期2013年6月83吹气式高精度水库水位测量系统的应用及优化改造孙莉莉，钟雪辉（广州蓄能水电厂，广东广州510950）摘 要:抽水蓄杞电厂水库库容小，水位变化频繁、范围大，而且由于库容限刨，对水库水位测量的准确性要求很高， 否则容易出现溢流等后果。本文主要介绍了毘士 Rittmeyer吹气式水位测量系统W2Q在广州蓄能水电厂水库水位 测量的应用情况，以及根据实际需求进行的优化改造。关键词：吹气式；高精度；水位测畳；抽水蓄能；格雷码中图分类号:P335文献标识码:B文章编号：1672-5387（2013 ）03-0083-03第36卷第3期2013年6月83第36卷第3期2013年6月830前言由于条件限制，抽水盂能电厂水库库容小，在发电和抽 水工况频繁转换过程中，水库水位变化频繁，水位变化范围 大,对水库水位测量的准确性要求很高，否则容易岀现溢流 等后果。广州蓄能水电厂（下称广蓄电厂）水库水位测疑系统 采用的是瑞士 Rittmeyer吹气式水位测履系统W2Q.W2Q系 统具有高精度，运行稳定、维护工作量少的特点。该系统在广 蓄电厂运行多年后，技术人员对其测就回路进行了优化改 造，在保持高稱度测醴水位的悄况卜,使其可靠性得到进一 步提升。1 W2Q吹气式水位测量系统原理及结构1.1 W2Q吹气式水位测原理吹气式水位测量的原理是将一根吹气管描入至被测液 体的最低面，吹气管通入一定凰的气体使得吹气管中压力与 管口处液柱静压力相等，然后用压力计测竜吹气管上端压 力，并通过计算模块将压力借号转换为高程，得到液位。W2Q水位计算原理如下：实际水位高程喷嘴高程比+压力计测量计算值 H,根据液位压强计算公式AH=ARpg,如果水位测量系 统压力计测得的压力值AP以“bar”为单位，水的密度 p=1.0 x 105 kg/m重力 加速度 沪10 m/s2,那 么 H=Pfpg=APx 107（1.0x 10x 10）=APx 】0,即水位测屋系 统压力计测得的压力值转换为高程（单位H!）时，相当于将所 测压力值（单位bar）乘以10。以广蓄电厂下库水位测世为例:其喷嘴高程珈265.5 m, 如果水位测fit系统压力计测得的压力AP=1.682 5bar,那么 此时的下库水位道为H=H（+AP x 10=265.5+1.682 5 x 10=282.325 m当然，由于水的巒度受温度影响，重力加速度也因离程 变化会有轻微改变，所以W2Q系统在设定参数时会增加当 地的平均温度、水密度以及重力加速度设定,以补偿误差。广 蕭电厂吹气式水捡测量系统水的密度p和重力加速度g的 设定值如表1所示：表1广菁电厂吹代式水位测系统水的密度和賣力加速度设定值下水库上水庠备注g=9.787 3 m/s2g=9.785 7 m/s2下水库高程比上水庠低500 m 左右所以下水库陋力加速度P =999.775 kg/mJ尸999.872 kg/m3要比上水库大因水的曆度受温度形响上水 库温度正常悄况下耍比下水 库低一些所以设定上水库水密度要比下水库大1.2压力测元件W2Q系统能实现高精度水位测量的关键设备是其配置 的压力传感器。W2Q吹气式水位测量系统采用石英传感器技 术结合智能化的微型计算机处理单元，使其具备高精度、高 分辨率、长期在线运行等优越性。该传感器适用范围广，可用 于地下储罐、深井、水库筹不同场合，其测屋精度可以达到 0.015% 等级。石英传感器测量原理如图1所示,液体水头产生的压力 通过一个无滞后的波纹管转换成一个力，这个力通过一个杠 杆披传送到石英晶振，压力的变化引起石英共鸣器频率的改 变,这一结果可通过离精度的计算单元测出。环境温度也同 时被测蜃并传送到计算单元，在通过温度补偿后，压力将在 一个宽温范围显示一个不受温度影响的精确结果。1.3 W2Q数据通讯方式W2Q系统与监控设备的数据通讯方式有四种，一是采用 0 20 mA（或4 20 mA）模拟量方式;二是采用RS232串口收積日期:2012-09-20作者简介:孙莉莉（I980-）.女,工程师，从事抽水着能电厂自动化与信 息设备检修工作。