[發(fā)明專利]一種中小水電站自動化控制系統(tǒng)簡化方法

在審

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• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106774075A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 龍勝和;黃鶴高
• 申請（專利權）人: 廣西凱悅新源電力科技有限公司
• 主分類號: G05B19/048
• 分類號: G05B19/048;F03B15/00;G01D21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于水電站自動化控制的技術領域，具體涉及一種中小水電站自動化控制系統(tǒng)簡化方法。

背景技術

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和自動化技術的進步，為了適應現代電力工業(yè)發(fā)展的需要，提高設備安全運行和自動化水平，減輕勞動強度，目前中小水電站自動化控制系統(tǒng)均按無人值班少人值守模式設計制造，水電站通過遠程進行監(jiān)控操作，現場不再有運行及檢修人員，只留有1～2人的值守人員。但現實是目前的中小水電站自動化系統(tǒng)太過繁瑣，控制對象太復雜，需要處理的信息量太大，因此很容易出現故障，導致水電站不能正常運行發(fā)電。水電站的自動化控制對象主要是水輪發(fā)電機組設備，所以究其原因是因為目前中小水電站水輪發(fā)電機組設備部件多，操作控制復雜，加大了自動化控制系統(tǒng)的負擔，只要能對水輪發(fā)電機組系統(tǒng)進行改進，就能簡化自動化控制系統(tǒng)，提高安全可靠性。現在有很多成熟實用的技術可用于中小水電站水輪發(fā)電機組改進，比如：無刷勵磁技術可廣泛應用于發(fā)電機勵磁，高性能釹鐵硼永久磁性材料可用于發(fā)電機低速剎車制動，磁場力可使轉軸懸浮，熱管的熱傳導與快速熱傳遞性質可用于發(fā)電機散熱。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的問題是：目前中小水電站水輪發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、軸承系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)技術落后，部件多，操作控制復雜，導致自動化控制系統(tǒng)復雜，故障率高，安全可靠性低。

為解決上述問題，本發(fā)明采用下述技術方案：一種中小水電站自動化系統(tǒng)簡化方法，通過對其控制對象進行改進，來達到簡化控制系統(tǒng)的目的，控制對象包括水輪發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、軸承系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。具體為：應用無刷勵磁技術，水電站勵磁系統(tǒng)由有刷勵磁改為無刷勵磁，取消勵磁控制屏、勵磁變壓器、滑環(huán)、碳刷等設備；應用高性能永久磁性材料制成的水電站永磁低速剎車制動系統(tǒng)取消剎車氣系統(tǒng)或油系統(tǒng)；應用磁場力技術，水電站導軸承采用磁軸承，取消軸瓦、潤滑油、軸承油水系統(tǒng)；應用熱管散熱技術冷卻軸承，取消水電站技術供水系統(tǒng)。

本發(fā)明的效果是：對中小水電站水輪發(fā)電機進行改進，減少其部件，改進結構，簡化自動化控制系統(tǒng)，降低故障率，提高安全可靠性。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明實施例無刷勵磁機示意圖；

附圖2為本發(fā)明實施例永磁制動器示意圖；

附圖3為本發(fā)明實施例磁軸承示意圖；

附圖4為本發(fā)明實施例軸承熱管冷卻示意圖；

上述附圖標識為：勵磁引線1、轉軸2、勵磁機定子3、勵磁機轉子4、整流裝置5、勵磁調節(jié)器6、永磁制動器7、制動盤8、操作桿9、連接螺栓10、電磁線圈11、傳感器12、控制器13、功率放大器14、油槽15、熱管16、軸瓦17、風扇18。

具體實施方式

為使本發(fā)明的技術方案、創(chuàng)作特征、達成效果易于明了，下面結合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。

一、勵磁系統(tǒng)改為無刷勵磁

傳統(tǒng)的中小水電站勵磁系統(tǒng)為有刷勵磁系統(tǒng)，包括勵磁變壓器、勵磁控制屏、勵磁調節(jié)器、滑環(huán)碳刷等部件，自動化系統(tǒng)需要對諸如可控硅元件的溫度、過壓，對快速熔斷器過流，對勵磁變壓器過流、過壓、絕緣，對冷卻風機的啟停、風壓、缺相運行，對勵磁調節(jié)等進行監(jiān)視控制，需要眾多數據采集及監(jiān)視控制、執(zhí)行的自動化元件，結構及控制復雜，故障率高。

本發(fā)明將傳統(tǒng)的中小水電站勵磁系統(tǒng)改為無刷勵磁系統(tǒng)。無刷勵磁系統(tǒng)是由兩臺發(fā)電機構成的，一臺是勵磁機，一臺是主發(fā)電機。通過勵磁調節(jié)器對勵磁機定子提供小功率勵磁電流，勵磁機轉子電樞繞組將發(fā)出電能，經過整流后再向主發(fā)電機轉子勵磁繞組供電，由電磁感應原理，主發(fā)電機定子的電樞繞組感應出電能。

參看附圖1，圖中為無刷勵磁機示意圖。在機組軸端安裝勵磁機定子3，并與主發(fā)電機固定部分連接，由勵磁調節(jié)器6對勵磁機定子3提供小功率勵磁電流，勵磁機轉子4與主發(fā)電機轉軸2同軸旋轉，通過電磁感應原理在勵磁機轉子發(fā)出電能，所產生的電能引至整流裝置5進行整流，經勵磁引線1穿過轉軸2的通心孔引到主發(fā)電機轉子進行勵磁。相比傳統(tǒng)的中小水電站有刷勵磁系統(tǒng)，本實施例自動化系統(tǒng)只需對勵磁調節(jié)進行控制，取消了勵磁變壓器、勵磁控制屏、滑環(huán)碳刷等部件，不需要自動化系統(tǒng)對可控硅元件的溫度、過壓，對快速熔斷器過流，對勵磁變壓器過流、過壓、絕緣，對冷卻風機的啟停、風壓、缺相運行等進行監(jiān)視控制。

二、制動系統(tǒng)改為永磁低速剎車制動系統(tǒng)