專利名稱：一種利用離網水電直供大型用電設備的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用離網水電直供大型用電設備的裝置，屬于水力供用電設備技 術領域。
背景技術：
目前在使用水力發電的地區，除需要投資筑壩攔水，建設水力發電站外，還需要投 資建設并網控制系統以及降壓變電站，以將水力發出的電并入電網，再經降壓變電站向各 用電設備供電，如此巨大的投資無疑將給國家和當地政府帶來經濟負擔。不僅如此，現有的 一些如礦熱爐、煉鋼電爐、電解槽等大型用電設備的電能，均要通過電網進行變換后才能向 這些大型用電設備提供電能，由于這些電壓變換設備及大型用電設備的啟動功率很大，在 啟動和運行過程中必將對電網造成極大影響，且無功損耗大、效率低下，不僅影響企業的經 濟效益，還降低了正常的供電電能質量。因此，必須對現有技術加以改進。
發明內容
本發明的目的在于提供一種利用離網水電直供大型用電設備的裝置，無需投資建 設并網控制系統及升壓變電站，使用過程中不會影響當地電網的正常供電、輸電。本發明通過下列技術方案完成一種利用離網水電直供大型用電設備的裝置，包 括水力發電用水輪機及與水輪機同軸的發電機，帶多個I/O端口的工業控制機，以及大型 用電設備，其特征在于工業控制機上的多個I/O端口分別與大型用電設備的采樣檢測點、 發電機勵磁機及水輪機調節閥電連結。以便通過調整發電機勵磁電壓來直接調節發電機的 輸出電壓，以滿足礦熱爐、電解槽等大型用電設備對電源電壓的要求，再通過水量調節閥進 而控制水輪機的轉速來直接調整發電機輸出電源的頻率，以滿足礦熱爐、電解槽等大型用 電設備對電源頻率的要求。所述帶多個I/O端口的工業控制機為常規的工業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A/D轉換送到工業控制機中，再通過工 業控制機對發電機及水輪機實時進行監控，從而滿足大型用電設備對低頻率大電流的用電 要求。所述水輪機轉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發明 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，管束的入水口與設置在河床上或河岸邊的引水點的導流井連通，以便 將河流中的部分水流引入導流井內，通過該導流井向輸水管束送水，借助自然河床的地勢 使管束內的水自然形成壓力水從出水口排出，從而帶動水輪機轉動，使水能轉換為機械能， 進而帶動發電機轉動，從而將機械能轉換為電能而向外供電。
本發明與現有技術相比具有下列優點和效果采用上述方案，即可通過無壩、無渠的水力發電方式，即采用自然引水裝置，并在保留原有河流生態環境狀態下，利用河流的部 分水流在引裝置的管束內形成的有壓水使水輪機轉動而獲得機械能，再帶動發電機轉動而 使機構能轉換為電能，從而進行發電，進而通過帶多個I/O端口的工業控制機，對發電機勵 磁電壓進行控制，以輸出礦熱爐、電解槽等大型用電設備所需的電源電壓，同時通過同一工 業控制機對水輪機調節閥進行控制，進而控制水輪機的轉速，使發電機輸出礦熱爐、電解槽 等大型用電設備所需的低頻率大電流電源。本發明能夠就地取材，依靠自身的無壩、無渠式 水力發電，為大型用電設備提供所需電源，同時不再使用并網電，具有投資省，自產自消的 特點，同時不會對水文、生態環境造成任何影響。
圖1為本發明之結構框圖；圖2為使用自然引水裝置進行發電的布置圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明提供的利用離網水電直供大型用電設備的裝置，包括水力發 電用水輪機II及與水輪機同軸的發電機III，帶多個I/O端口的工業控制機V，以及大型用 電設備——礦熱爐IV，工業控制機V上的多個I/O端口分別與大型用電設備——礦熱爐IV 的采樣檢測點、發電機III的勵磁機VI及水輪機II調節閥I電連結。其中，帶多個I/O端 口的工業控制機V為常規的工業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A/D轉換送到工業控制機V中， 再通過工業控制機V分別對發電機勵磁電壓及水輪機轉速實時進行監控，從而滿足大型用 電設備——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處構筑其直徑 大于輸水管束總管徑的導流井1，導流井1上設有帶過濾網2的進水口 3，以及帶過濾網4 的出水口 5，且導流井的進水口 3低于河流水面，以便將河流的部分水流經過濾網引入柱體 空腔內，再經帶過濾網的出水口送入管束內，以提供發電用水能，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電機組7 ；在河道內沿河床C自然坡度鋪設由至少兩根管道組成的 管束6，并使管束6的入水口與導流井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，管道內徑視所需發電的水流量、水流速而具 體確定，以便將河流中的部分水流引入導流井1內，通過該導流井1向輸水管束6送水，借 助自然河床的地勢使管束6內的水自然形成壓力水從出水口排出，從而帶動水輪機7轉動， 使水能轉換為機械能，進而帶動發電機轉動，從而將機械能轉換為電能而向外供電。
權利要求
一種利用離網水電直供大型用電設備的裝置，包括水力發電用水輪機及與水輪機同軸的發電機，帶多個I/O端口的工業控制機，以及大型用電設備，其特征在于工業控制機上的多個I/O端口分別與大型用電設備的采樣檢測點、發電機勵磁機及水輪機調節閥電連結。
2.如權利要求1所述的利用離網水電直供大型用電設備的裝置，其特征在于所述帶多 個I/O端口的工業控制機為常規的工業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。
3.如權利要求1所述的利用離網水電直供大型用電設備的裝置，其特征在于所述大型 用電設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A/D轉換送到工業控制機中，再通過工業控制機對發電機及 水輪機實時進行監控，從而滿足大型用電設備對低頻率大電流的用電要求。
4.如權利要求1所述的利用離網水電直供大型用電設備的裝置，其特征在于所述水輪 機轉動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進水口連通，管束的入水口與設置在河床上或河 岸邊的引水點的導流井連通。
全文摘要
本發明提供一種利用離網水電直供大型用電設備的裝置，包括水力發電用水輪機及與水輪機同軸的發電機，帶多個I/O端口的工業控制機，以及大型用電設備，其特征在于工業控制機上的多個I/O端口分別與大型用電設備的采樣檢測點、發電機勵磁機及水輪機調節閥電連結。它在保留原有河流生態環境狀態下，利用河流的部分水流在引水裝置的管束內形成有壓水流而使水輪發電機發電，再通過帶多個I/O端口的工業控制機，分別對發電機勵磁電壓及水輪機轉速進行控制，以輸出礦熱爐、電解槽等大型用電設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、無渠式水力發電，為大型用電設備提供所需電源，不再使用并網電能，投資省，能自產自消，同時不會對水文、生態環境造成任何影響。
文檔編號F03B15/08GK101798982SQ20101011897
公開日2010年8月11日 申請日期2010年3月8日 優先權日2010年3月8日
發明者章利呈 申請人:章利呈