专利名称：一种利用离网水电直供大型用电设备的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用离网水电直供大型用电设备的装置，属于水力供用电设 备技术领域。
背景技术：
目前在使用水力发电的地区，除需要投资筑坝拦水，建设水力发电站外，还需要投 资建设并网控制系统以及降压变电站，以将水力发出的电并入电网，再经降压变电站向各 用电设备供电，如此巨大的投资无疑将给国家和当地政府带来经济负担。不仅如此，现有的 一些如矿热炉、炼钢电炉、电解槽等大型用电设备的电能，均要通过电网进行变换后才能向 这些大型用电设备提供电能，由于这些电压变换设备及大型用电设备的启动功率很大，在 启动和运行过程中必将对电网造成极大影响，且无功损耗大、效率低下，不仅影响企业的经 济效益，还降低了正常的供电电能质量。因此，必须对现有技术加以改进。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种利用离网水电直供大型用电设备的装置，无需投 资建设并网控制系统及升压变电站，使用过程中不会影响当地电网的正常供电、输电。本实用新型通过下列技术方案完成一种利用离网水电直供大型用电设备的装 置，包括水力发电用水轮机及与水轮机同轴的发电机，带多个I/O端口的工业控制机，以及 大型用电设备，其特征在于工业控制机上的多个I/O端口分别与大型用电设备的采样检测 点、发电机励磁机及水轮机调节阀电连结。以便通过调整发电机励磁电压来直接调节发电 机的输出电压，以满足矿热炉、电解槽等大型用电设备对电源电压的要求，再通过水量调节 阀进而控制水轮机的转速来直接调整发电机输出电源的频率，以满足矿热炉、电解槽等大 型用电设备对电源频率的要求。所述带多个I/O端口的工业控制机为常规的工业控制计算机以及与之相配套的 由各种控制模块组成的控制装置。所述大型用电设备的采样检测点包括各种类型的传感器以及与之相配套的控制 器，以便将不同的传感器所采集到的不同电信号经A/D转换送到工业控制机中，再通过工 业控制机对发电机及水轮机实时进行监控，从而满足大型用电设备对低频率大电流的用电 要求。所述水轮机转动所需的水力通过自然引水装置完成的，该自然引水装置是本实用 新型申请人的另一份专利申请。所述自然引水装置包括沿河床自然坡度布置的有压输水管束，且管束的出水口与 水轮机进水口连通，管束的入水口与设置在河床上或河岸边的引水点的导流井连通，以便 将河流中的部分水流引入导流井内，通过该导流井向输水管束送水，借助自然河床的地势 使管束内的水自然形成压力水从出水口排出，从而带动水轮机转动，使水能转换为机械能， 进而带动发电机转动，从而将机械能转换为电能而向外供电。[0009]本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果采用上述方案，即可通过无坝、 无渠的水力发电方式，即采用自然引水装置，并在保留原有河流生态环境状态下，利用河流 的部分水流在引装置的管束内形成的有压水使水轮机转动而获得机械能，再带动发电机转 动而使机构能转换为电能，从而进行发电，进而通过带多个I/O端口的工业控制机，对发电 机励磁电压进行控制，以输出矿热炉、电解槽等大型用电设备所需的电源电压，同时通过同 一工业控制机对水轮机调节阀进行控制，进而控制水轮机的转速，使发电机输出矿热炉、电 解槽等大型用电设备所需的低频率大电流电源。本实用新型能够就地取材，依靠自身的无 坝、无渠式水力发电，为大型用电设备提供所需电源，同时不再使用并网电，具有投资省，自 产自消的特点，同时不会对水文、生态环境造成任何影响。
图1为本实用新型之结构框图；图2为使用自然引水装置进行发电的布置图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提供的利用离网水电直供大型用电设备的装置，包括水 力发电用水轮机II及与水轮机同轴的发电机III，带多个I/O端口的工业控制机V，以及大 型用电设备一一矿热炉IV，工业控制机V上的多个I/O端口分别与大型用电设备一矿热 炉IV的采样检测点、发电机III的励磁机VI及水轮机II调节阀I电连结。其中，带多个 I/O端口的工业控制机V为常规的工业控制计算机以及与之相配套的由各种控制模块组成 的控制装置；大型用电设备——矿热炉IV的采样检测点包括各种类型的传感器以及与之 相配套的控制器，以便将不同的传感器所采集到的不同电信号经A/D转换送到工业控制机 V中，再通过工业控制机V分别对发电机励磁电压及水轮机转速实时进行监控，从而满足大 型用电设备一一矿热炉IV对低频率大电流的用电要求。如图2所示，在河流上游的河岸B的岸边确定引水点A ；在引水点A处构筑其直径 大于输水管束总管径的导流井1，导流井1上设有带过滤网2的进水口 3，以及带过滤网4 的出水口 5，且导流井的进水口 3低于河流水面，以便将河流的部分水流经过滤网引入柱体 空腔内，再经带过滤网的出水口送入管束内，以提供发电用水能，同时有效阻止水中动、植 物等有形异物随水流进入导流井和输水管束中；另在河流下游的河岸边确定用水点D，并 在该用水点安装水轮发电机组7 ；在河道内沿河床C自然坡度铺设由至少两根管道组成的 管束6，并使管束6的入水口与导流井1连通，管束6的出水口与水轮机7的进水口连通，各 管道的长度视所需要河流段坡度长具体确定，管道内径视所需发电的水流量、水流速而具 体确定，以便将河流中的部分水流引入导流井1内，通过该导流井1向输水管束6送水，借 助自然河床的地势使管束6内的水自然形成压力水从出水口排出，从而带动水轮机7转动， 使水能转换为机械能，进而带动发电机转动，从而将机械能转换为电能而向外供电。
权利要求一种利用离网水电直供大型用电设备的装置，包括水力发电用水轮机及与水轮机同轴的发电机，带多个I/O端口的工业控制机，以及大型用电设备，其特征在于工业控制机上的多个I/O端口分别与大型用电设备的采样检测点、发电机励磁机及水轮机调节阀电连结。
专利摘要本实用新型提供一种利用离网水电直供大型用电设备的装置，包括水力发电用水轮机及与水轮机同轴的发电机，带多个I/O端口的工业控制机，以及大型用电设备，其特征在于工业控制机上的多个I/O端口分别与大型用电设备的采样检测点、发电机励磁机及水轮机调节阀电连结。它在保留原有河流生态环境状态下，利用河流的部分水流在引水装置的管束内形成有压水流而使水轮发电机发电，再通过带多个I/O端口的工业控制机，分别对发电机励磁电压及水轮机转速进行控制，以输出矿热炉、电解槽等大型用电设备所需的电源电压和低频率大电流电源。它能够就地取材，依靠无坝、无渠式水力发电，为大型用电设备提供所需电源，不再使用并网电能，投资省，能自产自消，同时不会对水文、生态环境造成任何影响。
文档编号F03B13/00GK201627675SQ20102012470
公开日2010年11月10日 申请日期2010年3月8日 优先权日2010年3月8日
发明者章利呈 申请人:章利呈