一種氣壓全自動(dòng)控制小型水力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到水力發(fā)電技術(shù)，具體涉及到一種氣壓全自動(dòng)控制小型水力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]水電站是將水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設(shè)施。一般包括由擋水、MzK建筑物形成的水庫和水電站引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房、機(jī)電設(shè)備等。Zk産的高水位水經(jīng)引水系統(tǒng)流入廠房推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)出電能，再經(jīng)升壓變壓器、開關(guān)站和輸電線路輸入電網(wǎng)。水輪機(jī)調(diào)速器是水電站機(jī)組設(shè)備的重要組成部分，目的是用以調(diào)節(jié)水輪機(jī)導(dǎo)葉開度，控制水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，其正常運(yùn)行是保證水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行發(fā)電的前提條件，在水電站控制系統(tǒng)中非常重要。
[0003]水電站如遇雷雨天氣受到雷擊或其他原因影響而出現(xiàn)異常脫離電網(wǎng)，則需在30秒內(nèi)關(guān)閉水輪機(jī)調(diào)速器，停止發(fā)電，否則會(huì)造成發(fā)電機(jī)組由于能量無法瀉出而發(fā)熱損壞；現(xiàn)有技術(shù)中大型水電站大多采用油壓控制方式來控制水輪機(jī)調(diào)速器，但油壓控制方式占用空間大，必須有電源才能發(fā)揮作用，且耗能大，成本高，不易維護(hù)；還有采用PLC電機(jī)控制方式的，但該方式也需要電源供電才能使用，電源受供電影響，穩(wěn)定性差，且耗能大，易出故障，不易維護(hù)。
[0004]而小型水電站(10KW-1000KW)由于受其占地面積與空間限制及成本影響，無法采用大體積的液壓控制方式和PLC電機(jī)控制方式，普遍采用人工手動(dòng)控制方式，但人工控制反應(yīng)速度慢，受時(shí)間空間限制，不能及時(shí)控制開關(guān)，既浪費(fèi)水資源與電力，又容易導(dǎo)致電機(jī)組受損；且人工操作危險(xiǎn)，浪費(fèi)人力資源。
[0005]通過專利檢索，存在以下已知的現(xiàn)有技術(shù)方案:
專利1:
申請?zhí)?201120318980.1，申請日:2011.08.30，授權(quán)公告日:2012.05.09，該實(shí)用新型公開了一種水電站調(diào)速器油壓智能控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)的油罐壓力開關(guān)、油罐油位開關(guān)、回油箱油位開關(guān)、油罐壓力變送器、油罐油位變送器、回油箱油位變送器與調(diào)速器油壓智能控制裝置的信號輸入端相連接；I號油泵電機(jī)、2號油泵電機(jī)、I號油泵電機(jī)卸載電磁閥、2號油泵電機(jī)卸載電磁閥、油罐補(bǔ)氣電磁閥與調(diào)速器油壓智能控制裝置的信號輸出端相連接；調(diào)速器油壓智能控制裝置設(shè)置有I號油泵電機(jī)主回路、2號油泵電機(jī)主回路、控制電源電路、油罐補(bǔ)氣電磁閥電路、PLC模擬量輸入電路模塊、PLC開關(guān)量輸入電路模塊、PLC開關(guān)量輸出電路模塊；該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、功能完善、維護(hù)方便，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)視與控制，為水電站的正常運(yùn)行提供了保障。
[0006]專利2:
申請?zhí)?201320114032.5，申請日:2013.03.13，授權(quán)公告H: 2013.09.18，該實(shí)用新型涉及一種中小型水輪發(fā)電機(jī)組智能控制系統(tǒng)，其特征在于:包括PLC模塊、滅磁模塊、調(diào)速模塊、可控硅整流橋、真空斷路器、勵(lì)磁變壓器、自動(dòng)準(zhǔn)同期模塊和發(fā)電機(jī)。本實(shí)用新型中，以PLC模塊為核心，將滅磁模塊、調(diào)速模塊、可控硅整流橋、真空斷路器、勵(lì)磁變壓器、自動(dòng)準(zhǔn)同期模塊和發(fā)電機(jī)有機(jī)的整合在一起，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)勵(lì)磁、調(diào)速、自動(dòng)準(zhǔn)同期、并網(wǎng)、斷網(wǎng)、啟停機(jī)及保護(hù)等多種功能，簡化了流程，提高了自動(dòng)化水平，而且PLC模塊在控制的同時(shí)進(jìn)行自動(dòng)記錄，操作人員通過觸摸屏模塊可查詢歷史記錄，便于檢索、分析，易于故障的排查。
[0007]專利3:
申請?zhí)?201420398769.9，申請日:2014-07-18,公開日:2014-11-26，該實(shí)用新型涉及一種小微型水電站調(diào)速自動(dòng)控制裝置。該裝置它由用于檢測供電狀態(tài)的檢測器和控制器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，所述檢測器設(shè)于發(fā)電機(jī)的輸出回路中，檢測器的輸出與控制器的控制輸入端相連，控制器的輸出接執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源的輸入控制端，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出與發(fā)電機(jī)組的調(diào)速軸連接。該裝置主要應(yīng)用于小微型水力發(fā)電站，通過控制器完全實(shí)現(xiàn)了小型水力發(fā)電機(jī)組的開關(guān)機(jī)、增減負(fù)荷、一鍵停機(jī)和出現(xiàn)突然停電或發(fā)生緊急故障時(shí)緊急停機(jī)的實(shí)時(shí)操作控制，完全實(shí)現(xiàn)了與原有設(shè)備的整體化銜接，有效保證了小型水力發(fā)電機(jī)組安全可靠地運(yùn)行。
[0008]通過以上的檢索發(fā)現(xiàn)，以上技術(shù)方案不能影響本發(fā)明的新穎性；并且以上專利文件的相互組合不能破壞本發(fā)明的創(chuàng)造性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對以上問題本發(fā)明提供一種氣壓全自動(dòng)控制小型水力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制水輪機(jī)調(diào)速器，無需另備電源，控制精確，穩(wěn)定可靠，安裝方便，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，耗能低。
[0010]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)駔采用的技術(shù)方案是:一種氣壓全自動(dòng)控制小型水力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)，它包括水庫、電網(wǎng)、發(fā)電機(jī)組(I);所述發(fā)電機(jī)組(I)通過大聯(lián)軸器(2)連接有水輪機(jī)組(3);所述水輪機(jī)組(3)的導(dǎo)水管(4)上設(shè)置有水輪機(jī)調(diào)速器(5);所述水輪機(jī)調(diào)速器
(5)的調(diào)速器主軸(31)與控制箱(13)內(nèi)的從動(dòng)軸(18)連接；所述控制箱(13)內(nèi)設(shè)置有調(diào)節(jié)手輪(8)，所述控制箱(13)上還設(shè)置有氣壓馬達(dá)(6)與水輪機(jī)調(diào)速器(5)連接；所述氣壓馬達(dá)(6)通過氣壓管路(9)連接有電磁換向閥；所述氣壓馬達(dá)(6)與電磁換向閥之間還連接有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥(7);所述電磁換向閥通過氣壓管路(9)連接有儲(chǔ)氣罐；所述儲(chǔ)氣罐連接有空氣壓縮機(jī)；所述空氣壓縮機(jī)與電網(wǎng)相連；所述電磁換向閥連接有控制按鈕。
[0011]進(jìn)一步的，所述水輪機(jī)調(diào)速器(5)上設(shè)置有限位開關(guān)一(15)及限位開關(guān)二(16);所述限位開關(guān)一(15)與電磁換向閥連接；所述限位開關(guān)二(16)連接有交流接觸器；所述交流接觸器設(shè)置在電磁換向閥與電網(wǎng)之間。
[0012]進(jìn)一步的，所述限位開關(guān)一(15)及限位開關(guān)二(16)均設(shè)置在控制箱(13)上，處于從動(dòng)軸(18)的旋轉(zhuǎn)圓周外圍；所述從動(dòng)軸(18)上設(shè)置有限位片(17);所述限位開關(guān)一(15)與限位開關(guān)二(16)均為機(jī)械式限位開關(guān)。
[0013]進(jìn)一步的，所述水輪機(jī)調(diào)速器(5)導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)，限位開關(guān)一(15)接通，電磁換向閥關(guān)閉；所述水輪機(jī)調(diào)速器(5)導(dǎo)葉張開到發(fā)電機(jī)組(I)達(dá)到額定功率時(shí)，限位開關(guān)二(16)接通，電磁換向閥關(guān)閉。
[0014]進(jìn)一步的，所述從動(dòng)齒輪(14)與手動(dòng)齒輪(81)嚙合；所述手動(dòng)齒輪(81)與自動(dòng)齒輪(61)嚙合；所述自動(dòng)齒輪(61)連接有氣動(dòng)馬達(dá)(6 );所述手動(dòng)齒輪(81)連接有調(diào)節(jié)手輪
(8);所述從動(dòng)齒輪(14)通過活動(dòng)聯(lián)軸器(10)與調(diào)速器主軸(31)相連；所述手動(dòng)齒輪(81)與自動(dòng)齒輪(61)傳動(dòng)比為1:1 ;所述從動(dòng)齒輪(14)與手動(dòng)齒輪(81)傳動(dòng)比小于1:5。
[0015]進(jìn)一步的，所述活動(dòng)聯(lián)軸器(10)包括母套(101)與公套(102);所述母套(101)上設(shè)置有一正方形凹槽，凹槽的四壁上設(shè)置有通過彈簧頂住的卡球(103);所述卡球(103)所述公套(102)上設(shè)置有一與母套(101)相配合的正方形凸臺(tái)，凸臺(tái)的四壁上設(shè)置有半球槽(104)。
[0016]進(jìn)一步的，所述控制箱(13)頂端設(shè)置有進(jìn)油口(11);所述控制箱(13)底端為半圓弧型，半圓弧最低處設(shè)置有出油口(12);所述控制箱(13)內(nèi)設(shè)置有潤滑油；所述進(jìn)油口
(11)與出油口( 12 )通過螺栓密封。
[0017]進(jìn)一步的，所述發(fā)電機(jī)組(I)的輸出功率在不大于1000KW。
[0018]進(jìn)一步的，所述電磁換向閥連接有水位監(jiān)測儀；所述水位監(jiān)測儀與電網(wǎng)相連；所述水位監(jiān)測儀根據(jù)水庫水位高低控制電磁換向閥的正反接通。
[0019]本發(fā)明的有益效果。
[0020]1.本發(fā)明改傳統(tǒng)的手動(dòng)控制方式為氣動(dòng)控制方式，節(jié)省了人力資源，提高了控制精確，反應(yīng)速度快，降低故障率，提高了發(fā)電機(jī)組使用壽命，提高了工作效率。
[0021]2.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、成本低，能耗低，安裝方便，實(shí)用性強(qiáng)。
[0022]3.本發(fā)明適用于軸流式、沖擊式等等各種水力發(fā)電機(jī)組，使用范圍廣泛。
[0023]4.本發(fā)明無需另備電源，能耗低，使用方便，安全可靠。
[0024]5.本發(fā)明可根據(jù)水位高低自動(dòng)調(diào)節(jié)水輪機(jī)導(dǎo)葉開度，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的限位開關(guān)位置，調(diào)節(jié)電力輸出強(qiáng)度，使用靈活，節(jié)省能源。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的3D結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖3為本發(fā)明中母套結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖4為本發(fā)明中母套的剖視圖。
[0029]圖5為本發(fā)明中公套結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖6為本發(fā)明中公套的剖視圖。
[0031]圖7為本發(fā)明的整體框架結(jié)構(gòu)連接圖。
[0032]圖8為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的框架結(jié)構(gòu)連接圖。
[0033]圖中所示數(shù)字標(biāo)注表示為:1、發(fā)電機(jī)組，2、大聯(lián)軸器，3、水輪機(jī)組，4、導(dǎo)水管，5、水輪機(jī)調(diào)速器，6、氣壓馬達(dá)，7、手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，8、調(diào)節(jié)手輪，9、氣壓管路，10、活動(dòng)聯(lián)軸器，11、進(jìn)油口，12、出油口，13、控制箱，14、從動(dòng)齒輪，15、限位開關(guān)一，16、限位開關(guān)二，17、限位片，18、從動(dòng)軸，31、調(diào)速器主軸，61、自動(dòng)齒輪，81、手動(dòng)齒輪，101、母套，102、公套，103、卡球，104、半球槽。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。
[0035]實(shí)施例1:
如圖7所示，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)連接關(guān)系為:一種氣壓全自動(dòng)控制小型水力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)，它包括水庫、電網(wǎng)、發(fā)電機(jī)組I ;所述發(fā)電機(jī)組I通過大聯(lián)軸器2連接有水輪機(jī)組3 ;所述水輪機(jī)組3的導(dǎo)水管4上設(shè)置有水輪機(jī)調(diào)速器5 ;所述水輪機(jī)調(diào)速器5的調(diào)速器主軸31與控制箱13內(nèi)的從動(dòng)軸18連接；所述控制箱13內(nèi)設(shè)置有調(diào)節(jié)手輪8，所述控制箱13上還設(shè)置有氣壓馬達(dá)6與水輪機(jī)調(diào)速器5連接；所述氣壓馬達(dá)6通過氣壓管路9連接有電磁換向閥；所述氣壓馬達(dá)6與電磁換向閥之間還連接有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥7 ;所述電磁換向閥通過氣壓管路9連接有儲(chǔ)氣罐；所述儲(chǔ)氣罐連接有空氣壓縮機(jī)；所述空氣壓縮機(jī)與電網(wǎng)相連；所述電磁換向閥連接有控制按鈕。
[0036]優(yōu)選的，所述從動(dòng)齒輪14與手動(dòng)齒輪