[實用新型]一種利用離網水電直供大型用電設備的裝置

有效

• 申請號: 201020124703.2
• 申請日: 2010-03-08
• 公開（公告）號: CN201627675U
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 章利呈
• 申請（專利權）人: 章利呈
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00;F03B15/08;G05B19/418
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司 53100
• 代理人: 徐玲菊

技術領域

本實用新型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

本實用新型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。

本實用新型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。

本實用新型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。本實用新型能夠就地取材，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。

附圖說明

圖1為本實用新型之結構框圖；

圖2為使用自然引水裝置進行發電的布置圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型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。