直线位移传感器在水力发电厂的应用

直线位移传感器在水力发电厂的应用

　　水力发电是一个复杂的过程。为了产生稳定的电流，水轮机必须依赖稳定的水流速率。在我们的应用中，水流速率大约为1200升/秒。本文所讲述的是直线位移传感器在控制水流速率中所起的重要作用。

　　装有直线位移传感器的水轮机选择环境优美并具有水位落差和可持续喷涌的水源，其水能能够确保水力的可持续发展。西多会修道院“Marienstatt”在11世纪开始利用水能，这是一个很好的例子。在修道院，最初只是利用水能驱动水磨磨谷物的。从公元1917年开始，修道院利用水流推动直流发电机为修道院供电，功率只有9KW，主要是以照明为目的的。
　　在五十年代，发电系统被带有三相发电机的水轮机所代替，最大的输出功率为68KW。但控制水流进给速率成为了问题，因为水源是由被称为“Nister”的小河，水流速率波动很大（125～1200升/秒），水流通过水轮机时也是没有被控制的，所以可获得的平均能量不超过45KW。总结最后的十年，累计发电总量为1.5千万多千瓦时。
　　可是，大规模的现代化发展，对更大功率的电能输出的稳定性的要求成为必然。在Westerwald位于Mudenbach的WÜRTH Wasserkraftanlagen GmbH公司接受的这个任务，设计出了水轮机流量计。此流量计由两个不同尺寸大小的压水腔组成（比例为2：1），以确保恒定水流冲入水轮机，从而得到稳定的电流输出。结果，公益用电不再缺乏，并且一些电能还能反馈给公众事业。
　　较小的压水腔控制低流速，较大的压水腔控制中等水流速率，它们一起将水流控制在满流速1200升/秒。一个被称为导流叶片的装置调节每个压水腔的供水量，导流叶片控制水流以确保水流平稳地流入流量计。
　　利用电子元件使两个压水腔协调工作，调节导流叶片的位置从而达到系统配合的最佳效果，使得水流恒定防止紊乱。
　　图尔克直线位移传感器具有高精度的特点，能提供µm级的精度。它以模拟量（4～20mA）的输出方式，能够检测到液压缸的行程以启动控制阀，达到精确地控制导流叶片的目的。
带有运动磁块的直线位移传感器
精确性和稳定性
　　通过对水道水位地测量，导流叶片被精确地控制，以保证水位恒定。在自动运行模式中，第一步，较小的压水室被打开，发电机被推动运行，随后达到额定地转速。当压水室1全部被打开后，如果水位上涨时，第二个较大的压水室将打开40%，与此同时较小的压水室完全关闭（大压水室的40%与100%的小压水室流量相当）。如果大压水室100%的打开水位还在上涨，那么小压水室将逐渐被打开直到最大水流速率1200升/秒为限。当水位下降时，两个压水室将被关闭。因此最大的发电功率可达85KW，功率相应的提高了25%，这年发电量就很可观了。