当前,水电建设进入新一轮的高速发展时期,三峡、小浪底等大型水电工程的兴建,农村小水电的不断兴旺,为缓解我国当前的能源短缺状况作出了重大贡献。与此同时,水电站经济优化运行也不断得到重视,其中,水轮机效率试验特别是原型试验是水电站经乃至整个电网经济运行的基础之一。因此,如何更好的实现水轮机原型效率试验和原型机效率的在线监测研究工作显得日益重要。 虚拟仪器是现代测试技术和计算机技术深层次结合的产物,本文所阐述水轮机效率测试系统就是基于虚拟仪器开发的,可自动完成水轮机效率试验从现场数据采集、实时显示直到数据处理和结果分析的全部过程,为水力发电机组效率试验测试和水轮机效率在线监测提供了一个很好的平台。该系统适用于各类型水电站水力发电机组的效率试验和效率在线监测,其数据采集精度高、人机界面友好、并有较好的稳定性。 本文首先详细阐述水轮机效率试验的原理和方法,在明确整个水轮机效率试验过程的基础上,选用基于虚拟仪器的开发环境LabWindows进行上位机的软件的编制。主要包括系统软件的具体结构和各模块的功能与实现、如何利用LabWindows实现结果输出、以及和下位机通信等。 本文还结合水力机组现场实际,详细叙述了下位机的设计和开发。下位机即水轮机效率试验数据采集仪的目的是完成现场数据的采集,本系统包括的下位机部分根据现场信号的主要不同分为两部分,采用双CPU结构,各自CPU完成现场不同的数据采集,通过串口上传给上位机处理。具有硬件结构简洁紧凑、抗干扰性好、采集精度高等特点。 本系统的开发对充分利用水资源,提高水电厂的经济效益,实现水轮发电机组以及整个电网的经济运行有着积极的作用。