[實用新型]水電低壓機組自動控制系統

無效

• 申請號: 200920196099.1
• 申請日: 2009-09-10
• 公開（公告）號: CN201515345U
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 鮑建江;徐亮
• 申請（專利權）人: 杭州西湖電力電子技術有限公司
• 主分類號: H02P9/14
• 分類號: H02P9/14;H02H7/06;H02J3/38;F03B15/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所 33213
• 代理人: 吳秉中

技術領域

本實用新型屬于低壓機組自動化綜合控制系統的技術領域，具體涉及小水電站發電機機端輸出在0.4kV電壓等級的自動化控制的系統。

背景技術

我國是個多山的國家，小水電站數量眾多，地域比較偏遠。改革開放以來，小水電發展迅速，經過二、三十年的運行，發電機絕緣老化；水輪機轉輪等過流部件磨損，機組效率嚴重下降；自動化程度不高；經濟效益差。小水電的裝機容量都比較小，普遍選用0.4kV低壓機組。

小水電的建設大部分由合資的、民營或合股投資，對各股東來說，經濟效益是第一位。近幾年在建設新小電站或改造小水電的同時，小水電的自動化控制程度也大大提高。目前，基于對中國水電市場低壓機組繁多，建設年代較早，改造任務迫在眉睫。

在我國，已建的農村水電站已有約五萬余座，其中發電機機端電壓為0.4kV的低壓機組水電站占了約80％。2003年，水利部頒布了《農村水電技術現代化指導意見》，要求農村水電行業在2015年前全面實現現代化。《指導意見》提出：要通過科技創新，管理創新，使農村水電市場競爭力明顯提高。要實現水利部提出的總體發展目標，必須解決占農村水電站總量80％以上的低壓機組水電站的現代化問題。

目前小水電站低壓機組的自動化設備大約可劃為三類。第一類配置較高，基本采用高壓機組的配置模式。采用可編程控制器(PLC)為核心的現地單元，采用微機保護、微機同期裝置等。第二類配置最簡單，此裝置具有簡單的調頻功能、甩負荷自動關機功能、按水位調節有功的功能、半自動同期功能等。但是由于不能調節勵磁，不能控制無功，并且不能進行編程和順序控制。第三類配置，采用8位或16普通單片機，以功能儀表的方式組合，只能做到微機保護的部分功能，如自同期數字儀表，勵磁調節數字儀表、調功數字儀表等組成。

實用新型內容

針對現有技術存在的問題，本實用新型的目的在于設計提供技術含量高，集成度高，性能良好，質量可靠，效率高，價位低，且含微機自動準同期功能、勵磁調節功能、微機保護功能、調速電氣控制功能、調有功/無功、測溫制動功能的水電低壓機組自動控制系統的技術方案。

所述的水電低壓機組自動控制系統，包括系統控制處理板，其特征在于所述的系統控制處理板包括系統控制DSP處理板和勵磁調節DSP處理板，所述的系統控制DSP處理板和勵磁調節DSP處理板相應的接口上設置連接電源板、交流功能板、顯示功能板、PWM功能板、I/O輸出功能板和I/O輸入功能板。

所述的水電低壓機組自動控制系統，其特征在于所述的系統控制處理板的相應接口連接直流功能板。

所述的水電低壓機組自動控制系統，其特征在于所述的系統控制處理板上通過設置RS485接口和以太網接口與通訊功能單元連接。

所述的水電低壓機組自動控制系統，其特征在于所述的系統控制處理板上相應的接口可設置連接1塊或1塊以上的I/O輸出功能板。

所述的水電低壓機組自動控制系統，其特征在于所述的系統控制處理板上相應的接口可設置連接1塊或1塊以上的I/O輸入功能板。

所述的水電低壓機組自動控制系統，其特征在于所述的電源板為交流/直流開關電源。

所述的水電低壓機組自動控制系統，其特征在于所述的交流功能板外接電壓互感器和電流互感器。

上述的水電低壓機組自動控制系統，采用TI公司32的DSP處理器組成的系統。對數據的處理和控制更加完善，可實現快速的交流采樣。并采用以太網的網絡協議TCP/IP來進行組網通訊的。

本實用新型設計完成順控、測量、操作、調整、保護等主要任務和有功、無功的自動調節，提供交、直流二種操作電源供用戶自由選擇。系統從根本上解決了低壓機組水電站數據采集和操作控制的一體化，使設備可靠性的提高和成本的降低成為可能。

本實用新型也可根據具體需要另配置有數字保護、數字式溫巡、數字式轉速測量和數字自動準同期等功能，系統提供基于TCP/IP的網絡通訊和485通訊接口，對已有的小水電控制系統進行改造。本實用新型能完全滿足了農村水電站自動化的技術要求。

本實用新型可對小水電站的主輔設備進行控制，包括機組各種工況的轉換、緊急停機和事故停機，斷路器分、合操作；輔助設備的啟、停操作等。本實用新型的有功和無功功率給定可以由運行值班人員在中控室輸入。本實用新型將對該給定值的合法性進行檢查，按PID計算結果向操作器或勵磁調節器發出負荷或無功調節命令。

附圖說明

圖1為本實用新型的系統框圖；

圖2-圖6為控制處理板的電路原理圖。