一種水力發(fā)電機的自動控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水力發(fā)電機的自動控制系統(tǒng)，包括水輪機、發(fā)電機和網(wǎng)電三相電壓數(shù)據(jù)模擬量轉換檢測分析控制單元，水輪機的輸入端連接有水輪機驅動系統(tǒng)，發(fā)電機的輸出端連接有發(fā)電機電壓頻率檢測單元和發(fā)電機電壓數(shù)據(jù)模擬量轉化輸出單元，發(fā)電機電壓數(shù)據(jù)模擬量轉化輸出單元連接有可控硅驅動單元可控硅驅動單元連接在發(fā)電機的勵磁線圈上，發(fā)電機的勵磁線圈上還連接有繼電器控制單元，繼電器控制單元連接有蓄電池，網(wǎng)電三相電壓數(shù)據(jù)模擬量轉換檢測分析控制單元與水輪機驅動系統(tǒng)相連接。本發(fā)明具有自動按比例調整水輪機驅動系統(tǒng)，使得發(fā)電機的頻率和網(wǎng)電頻率保持同步的特點。
【專利說明】一種水力發(fā)電機的自動控制系統(tǒng)
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水力發(fā)電機的自動控制技術，特別是一種水力發(fā)電機控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 目前在水力發(fā)電機組控制設備中有很多還在采用簡單機械式控制，故障率高穩(wěn)定 性差，發(fā)電機輸出的功率因數(shù)波動較大，在發(fā)電期間經常要人工手動調整勵磁電壓，功率因 數(shù)高于國家標準〇. 85-0. 90時，操作人員手動將勵磁電壓調低，功率因數(shù)低于國家標準時 又要調高勵磁電壓；因此在網(wǎng)電不穩(wěn)定的情況下，功率因數(shù)也始終在波動，需要人工手動調 整發(fā)電機的勵磁電壓，保證功率因數(shù)符合國家標準，這樣操作人員勞動強度大、容易出現(xiàn)差 錯。
【發(fā)明內容】
[0003] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明提供了一種水力發(fā)電機的自動控制系統(tǒng)， 能通過對網(wǎng)電三相電壓數(shù)據(jù)分析和判斷，自動按比例調整水輪機驅動系統(tǒng)，使得發(fā)電機的 頻率和網(wǎng)電頻率保持同步。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)：一種水力發(fā)電機的自動控制系統(tǒng)，包 括水輪機、發(fā)電機和網(wǎng)電三相電壓數(shù)據(jù)模擬量轉換檢測分析控制單元，其特征在于所述水 輪機的輸入端連接有水輪機驅動系統(tǒng)，訴述發(fā)電機的輸出端連接有發(fā)電機電壓頻率檢測單 元和發(fā)電機電壓數(shù)據(jù)模擬量轉化輸出單元，所述發(fā)電機電壓數(shù)據(jù)模擬量轉化輸出單元連接 有可控硅驅動單元，所述可控硅驅動單元連接在發(fā)電機的勵磁線圈上，所述發(fā)電機的勵磁 線圈上還連接有繼電器控制單元，所述繼電器控制單元連接有蓄電池，所述網(wǎng)電三相電壓 數(shù)據(jù)模擬量轉換檢測分析控制單元與水輪機驅動系統(tǒng)相連接。
[0005] 優(yōu)選的：水輪機驅動系統(tǒng)包括步進電機控制單元、步進電機和水輪機調速機構，所 述進電機控制單元的輸出端連接步進電機，所述步進電機的輸出端連接水輪機調速機構。
[0006] 優(yōu)選的：水力發(fā)電機的自動控制系統(tǒng)還包括系統(tǒng)信息顯示單元和系統(tǒng)故障報警單 J Li 〇
[0007] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點，采用水力發(fā)電機的自動控制系統(tǒng)，提高了 控制精度和可靠性，大大降低了故障率，減少人工操作的勞動強度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008] 圖1顯示為本發(fā)明的一種水力發(fā)電機的自動控制系統(tǒng)的示意圖
[0009] 圖2顯示為本發(fā)明的一種水力發(fā)電機的自動控制系統(tǒng)的水輪機驅動系統(tǒng)的示意 圖
【具體實施方式】
[0010] 以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書 所揭露的內容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實 施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離 本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。
[0011] 步進電機控制單元啟動步進電機，步進電機開啟水輪機調速機構的閥門，系統(tǒng)開 始進水，水輪機隨著水流增大轉速也升高，水輪機帶動發(fā)電機工作，發(fā)電機電壓頻率檢測單 元開始檢測發(fā)電機的頻率，當發(fā)電機的頻率達到45-55HZ時，繼電器控制單元控制繼電器 吸合，將蓄電池的電壓加到發(fā)電機勵磁線圈上，此時發(fā)電機就輸出交流電壓，發(fā)電機電壓數(shù) 據(jù)模擬量轉換輸出單元采集發(fā)電機輸出電壓，經模數(shù)（A/D)轉換處理后把實時電壓讀數(shù)顯 示在液晶顯示屏上，同時又進行數(shù)模（D/A)轉換，把數(shù)據(jù)轉換成0-5V模擬電壓，輸出的模擬 電壓去控制可控硅板驅動單元，驅動可控硅，可控硅驅動發(fā)電機的勵磁電路，經可控硅驅動 發(fā)電機的勵磁電路，變換后產生了 300安、0-110伏直流的勵磁電壓，勵磁電壓隨著模擬電 壓變化而變化，發(fā)電機建立自供的勵磁電壓；繼電器控制單元將繼電器從發(fā)電機上斷開，蓄 電池停止對發(fā)電機蓄電池線圈供電。
[0012] 網(wǎng)電三相電壓數(shù)據(jù)模擬量轉換檢測分析控制單元采集網(wǎng)電三相電壓，把模擬電壓 轉換成數(shù)據(jù)，同時進行數(shù)據(jù)分析和判斷，經分析后網(wǎng)電沒有缺相問題后，就開始執(zhí)行網(wǎng)電 (電壓380V、頻率50HZ)與發(fā)電機電壓、頻率進行同步對比，對比時發(fā)電機頻率低于網(wǎng)電頻 率時，網(wǎng)電三相電壓數(shù)據(jù)模擬量轉換檢測分析控制單元控制步進電機控制單元精確按比例 調高水輪機的轉速，發(fā)電機頻率高于網(wǎng)電頻率時，網(wǎng)電三相電壓數(shù)據(jù)模擬量轉換檢測分析 控制單元控制步進電機精確按比例調低水輪機的轉速，保證發(fā)電機的頻率和網(wǎng)電頻率完成 同步，如此同時跟蹤網(wǎng)電的電壓實時控制模擬電壓，兩者電壓對比時發(fā)電機電壓低于網(wǎng)電 電壓時，系統(tǒng)將模擬電壓升高，發(fā)電機電壓高于網(wǎng)電電壓時，就降低模擬電壓，模擬電壓實 時控制著可控硅發(fā)觸單元，可控硅發(fā)觸單元可控制勵磁電壓高低，發(fā)電機勵磁電壓隨著模 擬電壓變化而變化，勵磁電壓變化發(fā)電機輸出的電壓和功率跟隨著變化，這樣保證發(fā)電機 電壓和網(wǎng)電電壓保持一致。經過一系列精度控制后發(fā)電機電壓和網(wǎng)電電壓和頻率同步是， 網(wǎng)電三相電壓數(shù)據(jù)模擬量轉換檢測分析控制單元發(fā)出指令，將與網(wǎng)電相連的大功率交流接 觸器吸合，這時就發(fā)電機輸出的電能輸入國家電網(wǎng)。
【權利要求】
1. 一種水力發(fā)電機的自動控制系統(tǒng)，包括水輪機、發(fā)電機和網(wǎng)電三相電壓數(shù)據(jù)模擬量 轉換檢測分析控制單元，其特征在于所述水輪機的輸入端連接有水輪機驅動系統(tǒng)，所述發(fā) 電機的輸出端連接有發(fā)電機電壓頻率檢測單元和發(fā)電機電壓數(shù)據(jù)模擬量轉化輸出單元，所 述發(fā)電機電壓數(shù)據(jù)模擬量轉化輸出單元連接有可控硅驅動單元，所述可控硅驅動單元連接 在發(fā)電機的勵磁線圈上，所述發(fā)電機的勵磁線圈上還連接有繼電器控制單元，所述繼電器 控制單元連接有蓄電池，所述網(wǎng)電三相電壓數(shù)據(jù)模擬量轉換檢測分析控制單元與水輪機驅 動系統(tǒng)相連接。
2. 根據(jù)權利要求1所述的水力發(fā)電機的自動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述水輪機驅動 系統(tǒng)包括步進電機控制單元、步進電機和水輪機調速機構，所述進電機控制單元的輸出端 連接步進電機，所述步進電機的輸出端連接水輪機調速機構。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的水力發(fā)電機的自動控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括系統(tǒng)信 息顯示單元和系統(tǒng)故障報警單元。
【文檔編號】H02P9/14GK104113246SQ201410244406
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月4日 優(yōu)先權日:2014年6月4日
【發(fā)明者】曹鑫, 曹東安, 曹慧 申請人:無錫貝佳斯特自動化科技有限公司