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：
本實用新型涉及一種利用離網(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家和當(dāng)?shù)卣畮斫?jīng)濟負(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)備的啟動功率很大，在 啟動和運行過程中必將對電網(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) 濟效益，還降低了正常的供電電能質(zhì)量。因此，必須對現(xiàn)有技術(shù)加以改進。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型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，使用過程中不會影響當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的正常供電、輸電。本實用新型通過下列技術(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)電用水輪機及與水輪機同軸的發(fā)電機，帶多個I/O端口的工業(yè)控制機，以及 大型用電設(shè)備，其特征在于工業(yè)控制機上的多個I/O端口分別與大型用電設(shè)備的采樣檢測 點、發(fā)電機勵磁機及水輪機調(diào)節(jié)閥電連結(jié)。以便通過調(diào)整發(fā)電機勵磁電壓來直接調(diào)節(jié)發(fā)電 機的輸出電壓，以滿足礦熱爐、電解槽等大型用電設(shè)備對電源電壓的要求，再通過水量調(diào)節(jié) 閥進而控制水輪機的轉(zhuǎn)速來直接調(diào)整發(fā)電機輸出電源的頻率，以滿足礦熱爐、電解槽等大 型用電設(shè)備對電源頻率的要求。所述帶多個I/O端口的工業(yè)控制機為常規(guī)的工業(yè)控制計算機以及與之相配套的 由各種控制模塊組成的控制裝置。所述大型用電設(shè)備的采樣檢測點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經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換送到工業(yè)控制機中，再通過工 業(yè)控制機對發(fā)電機及水輪機實時進行監(jiān)控，從而滿足大型用電設(shè)備對低頻率大電流的用電 要求。所述水輪機轉(zhuǎn)動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實用 新型申請人的另一份專利申請。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 水輪機進水口連通，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 使管束內(nèi)的水自然形成壓力水從出水口排出，從而帶動水輪機轉(zhuǎn)動，使水能轉(zhuǎn)換為機械能， 進而帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動，從而將機械能轉(zhuǎn)換為電能而向外供電。[0009]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點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轉(zhuǎn)動而獲得機械能，再帶動發(fā)電機轉(zhuǎn) 動而使機構(gòu)能轉(zhuǎn)換為電能，從而進行發(fā)電，進而通過帶多個I/O端口的工業(yè)控制機，對發(fā)電 機勵磁電壓進行控制，以輸出礦熱爐、電解槽等大型用電設(shè)備所需的電源電壓，同時通過同 一工業(yè)控制機對水輪機調(diào)節(jié)閥進行控制，進而控制水輪機的轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機輸出礦熱爐、電 解槽等大型用電設(shè)備所需的低頻率大電流電源。本實用新型能夠就地取材，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，同時不再使用并網(wǎng)電，具有投資省，自 產(chǎn)自消的特點，同時不會對水文、生態(tài)環(huán)境造成任何影響。
圖1為本實用新型之結(jié)構(gòu)框圖；圖2為使用自然引水裝置進行發(fā)電的布置圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型提供的利用離網(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II及與水輪機同軸的發(fā)電機III，帶多個I/O端口的工業(yè)控制機V，以及大 型用電設(shè)備一一礦熱爐IV，工業(yè)控制機V上的多個I/O端口分別與大型用電設(shè)備一礦熱 爐IV的采樣檢測點、發(fā)電機III的勵磁機VI及水輪機II調(diào)節(jié)閥I電連結(jié)。其中，帶多個 I/O端口的工業(yè)控制機V為常規(guī)的工業(yè)控制計算機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的采樣檢測點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經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換送到工業(yè)控制機 V中，再通過工業(yè)控制機V分別對發(fā)電機勵磁電壓及水輪機轉(zhuǎn)速實時進行監(jiān)控，從而滿足大 型用電設(shè)備一一礦熱爐IV對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A ；在引水點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的進水口 3，以及帶過濾網(wǎng)4 的出水口 5，且導(dǎo)流井的進水口 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，同時有效阻止水中動、植 物等有形異物隨水流進入導(dǎo)流井和輸水管束中；另在河流下游的河岸邊確定用水點D，并 在該用水點安裝水輪發(fā)電機組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7的進水口連通，各 管道的長度視所需要河流段坡度長具體確定，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，從而帶動水輪機7轉(zhuǎn)動， 使水能轉(zhuǎn)換為機械能，進而帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動，從而將機械能轉(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)電用水輪機及與水輪機同軸的發(fā)電機，帶多個I/O端口的工業(yè)控制機，以及大型用電設(shè)備，其特征在于工業(yè)控制機上的多個I/O端口分別與大型用電設(shè)備的采樣檢測點、發(fā)電機勵磁機及水輪機調(diào)節(jié)閥電連結(jié)。
專利摘要本實用新型提供一種利用離網(wǎng)水電直供大型用電設(shè)備的裝置，包括水力發(fā)電用水輪機及與水輪機同軸的發(fā)電機，帶多個I/O端口的工業(yè)控制機，以及大型用電設(shè)備，其特征在于工業(yè)控制機上的多個I/O端口分別與大型用電設(shè)備的采樣檢測點、發(fā)電機勵磁機及水輪機調(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)電機發(fā)電，再通過帶多個I/O端口的工業(yè)控制機，分別對發(fā)電機勵磁電壓及水輪機轉(zhuǎn)速進行控制，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，同時不會對水文、生態(tài)環(huán)境造成任何影響。
文檔編號F03B13/00GK201627675SQ20102012470
公開日2010年11月10日 申請日期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 申請人:章利呈