一种气压全自动控制小型水力发电机组系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到水力发电技术，具体涉及到一种气压全自动控制小型水力发电机组系统。
【背景技术】
[0002]水电站是将水能转换为电能的综合工程设施。一般包括由挡水、迆水建筑物形成的水库和水电站引水系统、发电厂房、机电设备等。2K産的高水位水经引水系统流入厂房推动水轮发电机组发出电能，再经升压变压器、开关站和输电线路输入电网。水轮机调速器是水电站机组设备的重要组成部分，目的是用以调节水轮机导叶开度，控制水轮发电机转速，其正常运行是保证水轮机和发电机正常运行发电的前提条件，在水电站控制系统中非常重要。
[0003]水电站如遇雷雨天气受到雷击或其他原因影响而出现异常脱离电网，则需在30秒内关闭水轮机调速器，停止发电，否则会造成发电机组由于能量无法泻出而发热损坏；现有技术中大型水电站大多采用油压控制方式来控制水轮机调速器，但油压控制方式占用空间大，必须有电源才能发挥作用，且耗能大，成本高，不易维护；还有采用PLC电机控制方式的，但该方式也需要电源供电才能使用，电源受供电影响，稳定性差，且耗能大，易出故障，不易维护。
[0004]而小型水电站(10KW-1000KW)由于受其占地面积与空间限制及成本影响，无法采用大体积的液压控制方式和PLC电机控制方式，普遍采用人工手动控制方式，但人工控制反应速度慢，受时间空间限制，不能及时控制开关，既浪费水资源与电力，又容易导致电机组受损；且人工操作危险，浪费人力资源。
[0005]通过专利检索，存在以下已知的现有技术方案:
[0006]专利1:
[0007]申请号:201120318980.1，申请日=2011.08.30，授权公告日:2012.05.09，该实用新型公开了一种水电站调速器油压智能控制系统，该控制系统的油罐压力开关、油罐油位开关、回油箱油位开关、油罐压力变送器、油罐油位变送器、回油箱油位变送器与调速器油压智能控制装置的信号输入端相连接；1号油栗电机、2号油栗电机、1号油栗电机卸载电磁阀、2号油栗电机卸载电磁阀、油罐补气电磁阀与调速器油压智能控制装置的信号输出端相连接；调速器油压智能控制装置设置有1号油栗电机主回路、2号油栗电机主回路、控制电源电路、油罐补气电磁阀电路、PLC模拟量输入电路模块、PLC开关量输入电路模块、PLC开关量输出电路模块；该系统结构简单、功能完善、维护方便，实现了实时监视与控制，为水电站的正常运行提供了保障。
[0008]专利2:
[0009]申请号:201320114032.5，申请日:2013.03.13，授权公告日:2013.09.18，该实用新型涉及一种中小型水轮发电机组智能控制系统，其特征在于:包括PLC模块、灭磁模块、调速模块、可控硅整流桥、真空断路器、励磁变压器、自动准同期模块和发电机。本实用新型中，以PLC模块为核心，将灭磁模块、调速模块、可控硅整流桥、真空断路器、励磁变压器、自动准同期模块和发电机有机的整合在一起，实现了发电机励磁、调速、自动准同期、并网、断网、启停机及保护等多种功能，简化了流程，提高了自动化水平，而且PLC模块在控制的同时进行自动记录，操作人员通过触摸屏模块可查询历史记录，便于检索、分析，易于故障的排查。
[0010]专利3:
[0011]申请号:201420398769.9，申请日:2014-07_18，公开日:2014-11-26，该实用新型涉及一种小微型水电站调速自动控制装置。该装置它由用于检测供电状态的检测器和控制器及执行机构组成，所述检测器设于发电机的输出回路中，检测器的输出与控制器的控制输入端相连，控制器的输出接执行机构的驱动动力源的输入控制端，执行机构的输出与发电机组的调速轴连接。该装置主要应用于小微型水力发电站，通过控制器完全实现了小型水力发电机组的开关机、增减负荷、一键停机和出现突然停电或发生紧急故障时紧急停机的实时操作控制，完全实现了与原有设备的整体化衔接，有效保证了小型水力发电机组安全可靠地运行。
[0012]通过以上的检索发现，以上技术方案不能影响本发明的新颖性；并且以上专利文件的相互组合不能破坏本发明的创造性。
【发明内容】
[0013]针对以上问题本发明提供一种气压全自动控制小型水力发电机组系统，该系统可实现全自动控制水轮机调速器，无需另备电源，控制精确，稳定可靠，安装方便，结构简单，成本低，耗能低。
[0014]为实现以上目的，本发咀采用的技术方案是:一种气压全自动控制小型水力发电机组系统，它包括水库、电网、发电机组(1);所述发电机组(1)通过大联轴器(2)连接有水轮机组(3);所述水轮机组(3)的导水管(4)上设置有水轮机调速器(5);所述水轮机调速器
(5)的调速器主轴(31)与控制箱(13)内的从动轴(18)连接；所述控制箱(13)内设置有调节手轮(8)，所述控制箱(13)上还设置有气压马达(6)与水轮机调速器(5)连接；所述气压马达(6)通过气压管路(9)连接有电磁换向阀；所述气压马达(6)与电磁换向阀之间还连接有手动调节阀(7);所述电磁换向阀通过气压管路(9)连接有储气罐；所述储气罐连接有空气压缩机；所述空气压缩机与电网相连；所述电磁换向阀连接有控制按钮。
[0015]进一步的，所述水轮机调速器(5 )上设置有限位开关一(15 )及限位开关二( 16 );所述限位开关一(15)与电磁换向阀连接；所述限位开关二(16)连接有交流接触器；所述交流接触器设置在电磁换向阀与电网之间。
[0016]进一步的，所述限位开关一(15)及限位开关二(16)均设置在控制箱(13)上，处于从动轴(18)的旋转圆周外围；所述从动轴(18)上设置有限位片(17);所述限位开关一(15)与限位开关二(16)均为机械式限位开关。
[0017]进一步的，所述水轮机调速器(5)导叶关闭时，限位开关一(15)接通，电磁换向阀关闭；所述水轮机调速器(5)导叶张开到发电机组(1)达到额定功率时，限位开关二(16)接通，电磁换向阀关闭。
[0018]进一步的，所述从动齿轮(14)与手动齿轮(81)啮合；所述手动齿轮(81)与自动齿轮(61)啮合；所述自动齿轮(61)连接有气动马达(6 );所述手动齿轮(81)连接有调节手轮
(8);所述从动齿轮(14)通过活动联轴器(10)与调速器主轴(31)相连；所述手动齿轮(81)与自动齿轮(61)传动比为1:1 ;所述从动齿轮(14)与手动齿轮(81)传动比小于1:5。
[0019]进一步的，所述活动联轴器(10)包括母套(101)与公套(102);所述母套(101)上设置有一正方形凹槽，凹槽的四壁上设置有通过弹簧顶住的卡球(103);所述卡球(103)所述公套(102)上设置有一与母套(101)相配合的正方形凸台，凸台的四壁上设置有半球槽(104)。
[0020]进一步的，所述控制箱(13)顶端设置有进油口(11);所述控制箱(13)底端为半圆弧型，半圆弧最低处设置有出油口(12);所述控制箱(13)内设置有润滑油；所述进油口
(11)与出油口( 12)通过螺栓密封。
[0021]进一步的，所述发电机组(1)的输出功率在不大于1000KW。
[0022]进一步的，所述电磁换向阀连接有水位监测仪；所述水位监测仪与电网相连；所述水位监测仪根据水库水位高低控制电磁换向阀的正反接通。
[0023]本发明的有益效果。
[0024]1.本发明改传统的手动控制方式为气动控制方式，节省了人力资源，提高了控制精确，反应速度快，降低故障率，提高了发电机组使用寿命，提高了工作效率。
[0025]2.本发明结构简单、成本低，能耗低，安装方便，实用性强。
[0026]3.本发明适用于轴流式、冲击式等等各种水力发电机组，使用范围广泛。
[0027]4.本发明无需另备电源，能耗低，使用方便，安全可靠。
[0028]5.本发明可根据水位高低自动调节水轮机导叶开度，根据预先设定的限位开关位置，调节电力输出强度，使用灵活，节省能源。
【附图说明】
[0029]图1为本发明的3D结构示意图。
[0030]图2为本发明的内部结构示意图。
[0031]图3为本发明中母套结构示意图。
[0032]图4为本发明中母套的剖视图。
[0033]图5为本发明中公套结构示意图。
[0034]图6为本发明中公套的剖视图。
[0035]图7为本发明的整体框架结构连接图。
[0036]图8为本发明的一个实施例的框架结构连接图。
[0037]图中所示数字标注表示为:1、发电机组，2、大联轴器，3、水轮机组，4、导水管，5、水轮机调速器，6、气压马达，7、手动调节阀，8、调节手轮，9、气压管路，10、活动联轴器，11、进油口，12、出油口，13、控制箱，14、从动齿轮，15、限位开关一，16、限位开关二，17、限位片，18、从动轴，31、调速器主轴，61、自动齿轮，81、手动齿轮，101、母套，102、公套，103、卡球，104、半球槽。
【具体实施方式】
[0038]为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
[0039]实施例1:
[0040]如图7所示，本发明的结构连接关系为:一种气压全自动控制小型水力发电机组系统，它包括水库、电网、发电机组1 ;所述发电机组1通过大联轴器2连接有水轮机组3 ;所述水轮机组3的导水管4上设置有水轮机调速器5 ;所述水轮机调速器5的调速器主轴31与控制箱13内的从动轴18连接；所述控制箱13内设置有调节手轮8，所述控制箱13上还设置有气压马达6与水轮机调速器5连接；所述气压马达6通过气压管路9连接有电磁换向阀；所述气压马达6与电磁换向阀之间还连接有手动调节阀7 ;所述电磁换向阀通过气压管路9连接有储气罐；所述储气罐连接有空气压缩机；所述空气压缩机与电网相连；所述电磁换向阀连接有控制按钮。
[0041]优选的，所述从动齿轮14与手动齿轮81