[实用新型]一种新型可变速水轮的水电发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及水力发电技术领域，具体涉及一种新型可变速水轮的水电发电机。

背景技术

水力发电的基本原理是利用水位落差，配合水轮发电机产生电力，也就是利用水三峡大坝的位能转为水轮的机械能，再以机械能推动发电机，而得到电力。目前，水轮发电机绝大多数均为同步发动机，受交流电网频率固定的限制使得水轮发电机组的工作转速为固定值，但是由于水轮机在正常工作时，其水头、出力以及流量等参数往往偏离水轮机的设计参数，使得水轮机的能量转换效率比较低，进而使水轮机的工作条件恶化，引起振动、空化等一系列问题，也影响了水电厂的经济性。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对目前，水轮发电机绝大多数均为同步发动机，受交流电网频率固定的限制使得水轮发电机组的工作转速为固定值，但是由于水轮机在正常工作时，其水头、出力以及流量等参数往往偏离水轮机的设计参数，使得水轮机的能量转换效率比较低，进而使水轮机的工作条件恶化，引起振动、空化等一系列问题，也影响了水电厂的经济性之不足，而提供一种新型可变速水轮的水电发电机。

本实用新型包括水电发电机本体，它还有智能变速系统，智能变速系统包括水头监测装置、水流传感器、模拟量输入模块、PLC控制器、模拟量输出模块、变频器和水轮机叶片控制器，水头监测装置监测水头的一对液位传感器感应头分别安装在水位上游和下游，水头监测装置通过模拟量输入模块与PLC控制器通讯相连，水流传感器的感应头安装在水位上游，水流传感器通过模拟量输入模块与PLC控制器通讯相连，PLC控制器通过模拟量输出模块与变频器通讯相连，变频器控制水轮机叶片控制器的调整电机，水轮机叶片控制器控制水电发电机本体导水叶片的开启程度。

水头监测装置是水位水头监测仪。

水流传感器是一组水流传感器，一组水流传感器均布在水位上游。

PLC控制器分别采集水位水头监测仪和一组水流传感器的水位水头信号和水流信号，运算得出最优水轮机转速，PLC控制器对通过模拟量输出模块将转速信号传输给变频器，水轮机叶片控制器控制水电发电机本体导水叶片的开启程度以匹配PLC控制器给出的最优水轮机转速。

本实用新型具有以下优点：本实用新型的推广，能够提供一种能实时根据水头和水流速度等情况智能调节水轮机转速的可变速水轮的水电发电机，发电稳定高效，具有很好的市场推广价值。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图中：1、水电发电机本体；2、水头监测装置；3、水流传感器；4、模拟量输入模块；5、PLC控制器；6、模拟量输出模块；7、变频器；8、水轮机叶片控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型包括水电发电机本体1，它还有智能变速系统，智能变速系统包括水头监测装置2、水流传感器3、模拟量输入模块4、PLC控制器5、模拟量输出模块6、变频器7和水轮机叶片控制器8，水头监测装置2监测水头的一对液位传感器感应头分别安装在水位上游和下游，水头监测装置2通过模拟量输入模块4与PLC控制器5通讯相连，水流传感器3的感应头安装在水位上游，水流传感器3通过模拟量输入模块4与PLC控制器5通讯相连，PLC控制器5通过模拟量输出模块6与变频器7通讯相连，变频器7控制水轮机叶片控制器8的调整电机，水轮机叶片控制器8控制水电发电机本体1导水叶片的开启程度。

水头监测装置2是水位水头监测仪。

水流传感器3是一组水流传感器，一组水流传感器均布在水位上游。

工作方式及原理：PLC控制器5分别采集水位水头监测仪和一组水流传感器3的水位水头信号和水流信号，运算得出最优水轮机转速，PLC控制器5对通过模拟量输出模块6将转速信号传输给变频器7，水轮机叶片控制器8控制水电发电机本体1导水叶片的开启程度以匹配PLC控制器5给出的最优水轮机转速，能够大大提高水轮机的水电转化效率，避免了水轮机的工作条件恶化，引起振动、空化等一系列问题。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同。的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。