專利名稱：一種利用離網(wǎng)水電直供大型用電設(shè)備的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用離網(wǎng)水電直供大型用電設(shè)備的裝置，屬于水力供用電設(shè)備技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前在使用水力發(fā)電的地區(qū)，除需要投資筑壩攔水，建設(shè)水力發(fā)電站外，還需要投 資建設(shè)并網(wǎng)控制系統(tǒng)以及降壓變電站，以將水力發(fā)出的電并入電網(wǎng)，再經(jīng)降壓變電站向各 用電設(shè)備供電，如此巨大的投資無疑將給國(guó)家和當(dāng)?shù)卣畮斫?jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。不僅如此，現(xiàn)有的 一些如礦熱爐、煉鋼電爐、電解槽等大型用電設(shè)備的電能，均要通過電網(wǎng)進(jìn)行變換后才能向 這些大型用電設(shè)備提供電能，由于這些電壓變換設(shè)備及大型用電設(shè)備的啟動(dòng)功率很大，在 啟動(dòng)和運(yùn)行過程中必將對(duì)電網(wǎng)造成極大影響，且無功損耗大、效率低下，不僅影響企業(yè)的經(jīng) 濟(jì)效益，還降低了正常的供電電能質(zhì)量。因此，必須對(duì)現(xiàn)有技術(shù)加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用離網(wǎng)水電直供大型用電設(shè)備的裝置，無需投資建 設(shè)并網(wǎng)控制系統(tǒng)及升壓變電站，使用過程中不會(huì)影響當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的正常供電、輸電。本發(fā)明通過下列技術(shù)方案完成一種利用離網(wǎng)水電直供大型用電設(shè)備的裝置，包 括水力發(fā)電用水輪機(jī)及與水輪機(jī)同軸的發(fā)電機(jī)，帶多個(gè)I/O端口的工業(yè)控制機(jī)，以及大型 用電設(shè)備，其特征在于工業(yè)控制機(jī)上的多個(gè)I/O端口分別與大型用電設(shè)備的采樣檢測(cè)點(diǎn)、 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)及水輪機(jī)調(diào)節(jié)閥電連結(jié)。以便通過調(diào)整發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓來直接調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的 輸出電壓，以滿足礦熱爐、電解槽等大型用電設(shè)備對(duì)電源電壓的要求，再通過水量調(diào)節(jié)閥進(jìn) 而控制水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速來直接調(diào)整發(fā)電機(jī)輸出電源的頻率，以滿足礦熱爐、電解槽等大型用 電設(shè)備對(duì)電源頻率的要求。所述帶多個(gè)I/O端口的工業(yè)控制機(jī)為常規(guī)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)以及與之相配套的 由各種控制模塊組成的控制裝置。所述大型用電設(shè)備的采樣檢測(cè)點(diǎn)包括各種類型的傳感器以及與之相配套的控制 器，以便將不同的傳感器所采集到的不同電信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換送到工業(yè)控制機(jī)中，再通過工 業(yè)控制機(jī)對(duì)發(fā)電機(jī)及水輪機(jī)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，從而滿足大型用電設(shè)備對(duì)低頻率大電流的用電 要求。所述水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)所需的水力通過自然引水裝置完成的，該自然引水裝置是本發(fā)明 申請(qǐng)人:的另一份專利申請(qǐng)。所述自然引水裝置包括沿河床自然坡度布置的有壓輸水管束，且管束的出水口與 水輪機(jī)進(jìn)水口連通，管束的入水口與設(shè)置在河床上或河岸邊的引水點(diǎn)的導(dǎo)流井連通，以便 將河流中的部分水流引入導(dǎo)流井內(nèi)，通過該導(dǎo)流井向輸水管束送水，借助自然河床的地勢(shì) 使管束內(nèi)的水自然形成壓力水從出水口排出，從而帶動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能， 進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能而向外供電。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果采用上述方案，即可通過無壩、無渠的水力發(fā)電方式，即采用自然引水裝置，并在保留原有河流生態(tài)環(huán)境狀態(tài)下，利用河流的部 分水流在引裝置的管束內(nèi)形成的有壓水使水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而獲得機(jī)械能，再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而 使機(jī)構(gòu)能轉(zhuǎn)換為電能，從而進(jìn)行發(fā)電，進(jìn)而通過帶多個(gè)I/O端口的工業(yè)控制機(jī)，對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì) 磁電壓進(jìn)行控制，以輸出礦熱爐、電解槽等大型用電設(shè)備所需的電源電壓，同時(shí)通過同一工 業(yè)控制機(jī)對(duì)水輪機(jī)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，進(jìn)而控制水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機(jī)輸出礦熱爐、電解槽 等大型用電設(shè)備所需的低頻率大電流電源。本發(fā)明能夠就地取材，依靠自身的無壩、無渠式 水力發(fā)電，為大型用電設(shè)備提供所需電源，同時(shí)不再使用并網(wǎng)電，具有投資省，自產(chǎn)自消的 特點(diǎn)，同時(shí)不會(huì)對(duì)水文、生態(tài)環(huán)境造成任何影響。


圖1為本發(fā)明之結(jié)構(gòu)框圖；圖2為使用自然引水裝置進(jìn)行發(fā)電的布置圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明提供的利用離網(wǎng)水電直供大型用電設(shè)備的裝置，包括水力發(fā) 電用水輪機(jī)II及與水輪機(jī)同軸的發(fā)電機(jī)III，帶多個(gè)I/O端口的工業(yè)控制機(jī)V，以及大型用 電設(shè)備——礦熱爐IV，工業(yè)控制機(jī)V上的多個(gè)I/O端口分別與大型用電設(shè)備——礦熱爐IV 的采樣檢測(cè)點(diǎn)、發(fā)電機(jī)III的勵(lì)磁機(jī)VI及水輪機(jī)II調(diào)節(jié)閥I電連結(jié)。其中，帶多個(gè)I/O端 口的工業(yè)控制機(jī)V為常規(guī)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)以及與之相配套的由各種控制模塊組成的控 制裝置；大型用電設(shè)備——礦熱爐IV的采樣檢測(cè)點(diǎn)包括各種類型的傳感器以及與之相配 套的控制器，以便將不同的傳感器所采集到的不同電信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換送到工業(yè)控制機(jī)V中， 再通過工業(yè)控制機(jī)V分別對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓及水輪機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，從而滿足大型用 電設(shè)備——礦熱爐IV對(duì)低頻率大電流的用電要求。如圖2所示，在河流上游的河岸B的岸邊確定引水點(diǎn)A ；在引水點(diǎn)A處構(gòu)筑其直徑 大于輸水管束總管徑的導(dǎo)流井1，導(dǎo)流井1上設(shè)有帶過濾網(wǎng)2的進(jìn)水口 3，以及帶過濾網(wǎng)4 的出水口 5，且導(dǎo)流井的進(jìn)水口 3低于河流水面，以便將河流的部分水流經(jīng)過濾網(wǎng)引入柱體 空腔內(nèi)，再經(jīng)帶過濾網(wǎng)的出水口送入管束內(nèi)，以提供發(fā)電用水能，同時(shí)有效阻止水中動(dòng)、植 物等有形異物隨水流進(jìn)入導(dǎo)流井和輸水管束中；另在河流下游的河岸邊確定用水點(diǎn)D，并 在該用水點(diǎn)安裝水輪發(fā)電機(jī)組7 ；在河道內(nèi)沿河床C自然坡度鋪設(shè)由至少兩根管道組成的 管束6，并使管束6的入水口與導(dǎo)流井1連通，管束6的出水口與水輪機(jī)7的進(jìn)水口連通，各 管道的長(zhǎng)度視所需要河流段坡度長(zhǎng)具體確定，管道內(nèi)徑視所需發(fā)電的水流量、水流速而具 體確定，以便將河流中的部分水流引入導(dǎo)流井1內(nèi)，通過該導(dǎo)流井1向輸水管束6送水，借 助自然河床的地勢(shì)使管束6內(nèi)的水自然形成壓力水從出水口排出，從而帶動(dòng)水輪機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)， 使水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能而向外供電。
權(quán)利要求
一種利用離網(wǎng)水電直供大型用電設(shè)備的裝置，包括水力發(fā)電用水輪機(jī)及與水輪機(jī)同軸的發(fā)電機(jī)，帶多個(gè)I/O端口的工業(yè)控制機(jī)，以及大型用電設(shè)備，其特征在于工業(yè)控制機(jī)上的多個(gè)I/O端口分別與大型用電設(shè)備的采樣檢測(cè)點(diǎn)、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)及水輪機(jī)調(diào)節(jié)閥電連結(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的利用離網(wǎng)水電直供大型用電設(shè)備的裝置，其特征在于所述帶多 個(gè)I/O端口的工業(yè)控制機(jī)為常規(guī)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)以及與之相配套的由各種控制模塊組 成的控制裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的利用離網(wǎng)水電直供大型用電設(shè)備的裝置，其特征在于所述大型 用電設(shè)備的采樣檢測(cè)點(diǎn)包括各種類型的傳感器以及與之相配套的控制器，以便將不同的傳 感器所采集到的不同電信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換送到工業(yè)控制機(jī)中，再通過工業(yè)控制機(jī)對(duì)發(fā)電機(jī)及 水輪機(jī)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，從而滿足大型用電設(shè)備對(duì)低頻率大電流的用電要求。
4.如權(quán)利要求1所述的利用離網(wǎng)水電直供大型用電設(shè)備的裝置，其特征在于所述水輪 機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)所需的水力通過自然引水裝置完成的，該自然引水裝置包括沿河床自然坡度布置的 有壓輸水管束，且管束的出水口與水輪機(jī)進(jìn)水口連通，管束的入水口與設(shè)置在河床上或河 岸邊的引水點(diǎn)的導(dǎo)流井連通。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用離網(wǎng)水電直供大型用電設(shè)備的裝置，包括水力發(fā)電用水輪機(jī)及與水輪機(jī)同軸的發(fā)電機(jī)，帶多個(gè)I/O端口的工業(yè)控制機(jī)，以及大型用電設(shè)備，其特征在于工業(yè)控制機(jī)上的多個(gè)I/O端口分別與大型用電設(shè)備的采樣檢測(cè)點(diǎn)、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)及水輪機(jī)調(diào)節(jié)閥電連結(jié)。它在保留原有河流生態(tài)環(huán)境狀態(tài)下，利用河流的部分水流在引水裝置的管束內(nèi)形成有壓水流而使水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，再通過帶多個(gè)I/O端口的工業(yè)控制機(jī)，分別對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓及水輪機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，以輸出礦熱爐、電解槽等大型用電設(shè)備所需的電源電壓和低頻率大電流電源。它能夠就地取材，依靠無壩、無渠式水力發(fā)電，為大型用電設(shè)備提供所需電源，不再使用并網(wǎng)電能，投資省，能自產(chǎn)自消，同時(shí)不會(huì)對(duì)水文、生態(tài)環(huán)境造成任何影響。
文檔編號(hào)F03B15/08GK101798982SQ20101011897
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月8日
發(fā)明者章利呈 申請(qǐng)人:章利呈