一种水力发电机的自动控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种水力发电机的自动控制系统，包括水轮机、发电机和网电三相电压数据模拟量转换检测分析控制单元，水轮机的输入端连接有水轮机驱动系统，发电机的输出端连接有发电机电压频率检测单元和发电机电压数据模拟量转化输出单元，发电机电压数据模拟量转化输出单元连接有可控硅驱动单元可控硅驱动单元连接在发电机的励磁线圈上，发电机的励磁线圈上还连接有继电器控制单元，继电器控制单元连接有蓄电池，网电三相电压数据模拟量转换检测分析控制单元与水轮机驱动系统相连接。本发明具有自动按比例调整水轮机驱动系统，使得发电机的频率和网电频率保持同步的特点。
【专利说明】一种水力发电机的自动控制系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种水力发电机的自动控制技术，特别是一种水力发电机控制系统。
【背景技术】
[0002] 目前在水力发电机组控制设备中有很多还在采用简单机械式控制，故障率高稳定 性差，发电机输出的功率因数波动较大，在发电期间经常要人工手动调整励磁电压，功率因 数高于国家标准〇. 85-0. 90时，操作人员手动将励磁电压调低，功率因数低于国家标准时 又要调高励磁电压；因此在网电不稳定的情况下，功率因数也始终在波动，需要人工手动调 整发电机的励磁电压，保证功率因数符合国家标准，这样操作人员劳动强度大、容易出现差 错。
【发明内容】
[0003] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供了一种水力发电机的自动控制系统， 能通过对网电三相电压数据分析和判断，自动按比例调整水轮机驱动系统，使得发电机的 频率和网电频率保持同步。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现：一种水力发电机的自动控制系统，包 括水轮机、发电机和网电三相电压数据模拟量转换检测分析控制单元，其特征在于所述水 轮机的输入端连接有水轮机驱动系统，诉述发电机的输出端连接有发电机电压频率检测单 元和发电机电压数据模拟量转化输出单元，所述发电机电压数据模拟量转化输出单元连接 有可控硅驱动单元，所述可控硅驱动单元连接在发电机的励磁线圈上，所述发电机的励磁 线圈上还连接有继电器控制单元，所述继电器控制单元连接有蓄电池，所述网电三相电压 数据模拟量转换检测分析控制单元与水轮机驱动系统相连接。
[0005] 优选的：水轮机驱动系统包括步进电机控制单元、步进电机和水轮机调速机构，所 述进电机控制单元的输出端连接步进电机，所述步进电机的输出端连接水轮机调速机构。
[0006] 优选的：水力发电机的自动控制系统还包括系统信息显示单元和系统故障报警单 J Li 〇
[0007] 本发明与现有技术相比具有以下优点，采用水力发电机的自动控制系统，提高了 控制精度和可靠性，大大降低了故障率，减少人工操作的劳动强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1显示为本发明的一种水力发电机的自动控制系统的示意图
[0009] 图2显示为本发明的一种水力发电机的自动控制系统的水轮机驱动系统的示意 图
【具体实施方式】
[0010] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0011] 步进电机控制单元启动步进电机，步进电机开启水轮机调速机构的阀门，系统开 始进水，水轮机随着水流增大转速也升高，水轮机带动发电机工作，发电机电压频率检测单 元开始检测发电机的频率，当发电机的频率达到45-55HZ时，继电器控制单元控制继电器 吸合，将蓄电池的电压加到发电机励磁线圈上，此时发电机就输出交流电压，发电机电压数 据模拟量转换输出单元采集发电机输出电压，经模数（A/D)转换处理后把实时电压读数显 示在液晶显示屏上，同时又进行数模（D/A)转换，把数据转换成0-5V模拟电压，输出的模拟 电压去控制可控硅板驱动单元，驱动可控硅，可控硅驱动发电机的励磁电路，经可控硅驱动 发电机的励磁电路，变换后产生了 300安、0-110伏直流的励磁电压，励磁电压随着模拟电 压变化而变化，发电机建立自供的励磁电压；继电器控制单元将继电器从发电机上断开，蓄 电池停止对发电机蓄电池线圈供电。
[0012] 网电三相电压数据模拟量转换检测分析控制单元采集网电三相电压，把模拟电压 转换成数据，同时进行数据分析和判断，经分析后网电没有缺相问题后，就开始执行网电 (电压380V、频率50HZ)与发电机电压、频率进行同步对比，对比时发电机频率低于网电频 率时，网电三相电压数据模拟量转换检测分析控制单元控制步进电机控制单元精确按比例 调高水轮机的转速，发电机频率高于网电频率时，网电三相电压数据模拟量转换检测分析 控制单元控制步进电机精确按比例调低水轮机的转速，保证发电机的频率和网电频率完成 同步，如此同时跟踪网电的电压实时控制模拟电压，两者电压对比时发电机电压低于网电 电压时，系统将模拟电压升高，发电机电压高于网电电压时，就降低模拟电压，模拟电压实 时控制着可控硅发触单元，可控硅发触单元可控制励磁电压高低，发电机励磁电压随着模 拟电压变化而变化，励磁电压变化发电机输出的电压和功率跟随着变化，这样保证发电机 电压和网电电压保持一致。经过一系列精度控制后发电机电压和网电电压和频率同步是， 网电三相电压数据模拟量转换检测分析控制单元发出指令，将与网电相连的大功率交流接 触器吸合，这时就发电机输出的电能输入国家电网。
【权利要求】
1. 一种水力发电机的自动控制系统，包括水轮机、发电机和网电三相电压数据模拟量 转换检测分析控制单元，其特征在于所述水轮机的输入端连接有水轮机驱动系统，所述发 电机的输出端连接有发电机电压频率检测单元和发电机电压数据模拟量转化输出单元，所 述发电机电压数据模拟量转化输出单元连接有可控硅驱动单元，所述可控硅驱动单元连接 在发电机的励磁线圈上，所述发电机的励磁线圈上还连接有继电器控制单元，所述继电器 控制单元连接有蓄电池，所述网电三相电压数据模拟量转换检测分析控制单元与水轮机驱 动系统相连接。
2. 根据权利要求1所述的水力发电机的自动控制系统，其特征在于，所述水轮机驱动 系统包括步进电机控制单元、步进电机和水轮机调速机构，所述进电机控制单元的输出端 连接步进电机，所述步进电机的输出端连接水轮机调速机构。
3. 根据权利要求1或2所述的水力发电机的自动控制系统，其特征在于，还包括系统信 息显示单元和系统故障报警单元。
【文档编号】H02P9/14GK104113246SQ201410244406
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2014年6月4日
【发明者】曹鑫, 曹东安, 曹慧 申请人:无锡贝佳斯特自动化科技有限公司