[实用新型]小型水轮发电机组的电子负荷调节器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种小型水轮发电机组的电子负荷调节器。

背景技术

利用小型水轮发电机组可将水能资源转换为清洁的能源--电能，供人们生产和生活使用，这对发展经济、保护环境及加强国防建设都具有重要的意义。但是，对于微型水轮发电机组的输出连接的负载会经常变动，导致发电机输出的电压频率不稳定。

发明内容

为了解决上述的存在发电机输出的电压频率不稳定的技术缺陷，本实用新型的目的是提供一种小型水轮发电机组的电子负荷调节器，其可以调整负载，使输出频率稳定，具有结构简单的特点。

为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

小型水轮发电机组的电子负荷调节器，该装置包括频率调节器、电阻丝、移相触发器和固态继电器；频率调节器接入发电机组供电线路采集发电机的机频，接入电网线路采集网频，频率调节器的输出端连接移相触发器，在频率调节器中将网频和机频进行比较，输出模拟量控制电压给移相触发器；电阻丝与固态继电器串联后并联在供电线路上，固态继电器与移相触发器相连接，移相触发器控制固态继电器的导通比，实现电阻丝的功率调节。

作为优选，上述的频率调节器包括依次连接的信号整理电路、信号转换电路和单片机，信号整理电路将采集的供电线路中的网频和机频分别整理成方波，两路方波输出给信号转换电路，信号转换电路将两路方波分别转换成中断，中断输出给单片机，单片机内部开定时器，计算两次触发时间间隔，计算当前频率值，然后根据两次频率的时间差，计算相角，通过D/A输出模拟量控制电压。

作为优选，上述的模拟量控制电压为0～5V。

作为优选，上述的频率调节器具有RS485通讯接口，采用MODBUS通讯协议，与上位机进行数据交互。

作为优选，上述的供电线路上通过手动开关另外并列有电阻丝。

本实用新型由于采用了以上的技术方案，既可使微型水轮机的结构简化、成本下降，同时提高自动化水平、供电可靠性和电能质量，以满足用户多用途的要求。此外，利用电子负荷调节器的负荷自动调节作用构成负荷调节柜，可平抑水电机组负荷的波动，极大地改善水电机组在孤网运行时的工作稳定性，并延长机组的检修周期和工作寿命。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图。

图2为频率调节器的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做一个详细的说明。

如图1所示的小型水轮发电机组的电子负荷调节器，该装置包括频率调节器3、电阻丝6、移相触发器4和固态继电器5；频率调节器3接入与水轮机1和发电机组2的供电线路9采集供发电机组2的机频，接入电网线路采集网频，网频为50HZ，频率调节器3的输出端连接移相触发器4。如图2所示，频率调节器3包括依次连接的信号整理电路10、信号转换电路11和单片机12，单片机12采用选用8051系列。信号整理电路10将采集的网频和机频，分别整理成方波，两路方波输出给信号转换电路11，信号转换电路11将两路方波分别转换成中断波，中断波输出给单片机12，单片机12内部开定时器，计算两次触发时间间隔，计算当前频率值，然后根据两次频率的时间差，计算相角，斩波调压，然后通过D/A端口13输出模拟量控制电压0～5V给移相触发器4。如图1所示，电阻丝6与固态继电器5串联后并联在供电线路9上，固态继电器5与移相触发器4相连接，移相触发器4控制固态继电器5的导通比，实现电阻丝6的功率调节。当然，供电线路9上还可以通过手动开关8另外并列有电阻炉6。同时，频率调节器3具有RS485通讯接口，采用MODBUS通讯协议，与上位机7进行数据交互，实现数据显示和数据通讯。

经过长期实验室实验后，本实用新型于2008年试运用于金华西湖箱式水电站。电站设计水头425米，额定流量0.11m³/s，机组装机容量是320kW。鉴于箱式整装小水电站具备并网、孤立2种运行模式，当电站在孤立运行状态下，利用电子负荷调节装置对机组部分出力进行调节；在并网运行时，利用电子负荷调节装置可完成快速并网。实际使用效果良好。