水力發(fā)電機(jī)功率因素季調(diào)控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水力發(fā)電機(jī)功率因素季調(diào)控制系統(tǒng)，包括時(shí)鐘發(fā)生器，控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及放大器；時(shí)鐘發(fā)生器與控制器連接，時(shí)鐘發(fā)生器為控制器提供時(shí)間，控制器根據(jù)該時(shí)間對(duì)季節(jié)進(jìn)行計(jì)算，按季節(jié)變化發(fā)出調(diào)節(jié)水力發(fā)電機(jī)組功率因素調(diào)整的數(shù)字；數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端連接控制器的輸出端，數(shù)模轉(zhuǎn)換器將控制器輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；放大器的輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端連接，放大器與的輸出端連接水力發(fā)電機(jī)組，放大器將數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)進(jìn)行放大后用于調(diào)節(jié)水力發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁電流。本發(fā)明使水力發(fā)電機(jī)在季節(jié)變化時(shí)，其功率因素自動(dòng)發(fā)生改變。
【專利說(shuō)明】水力發(fā)電機(jī)功率因素季調(diào)控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水力發(fā)電機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種水力發(fā)電機(jī)功率因素季調(diào)控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水力發(fā)電機(jī)組在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，功率因素不宜調(diào)得太低，這是因?yàn)楫?dāng)發(fā)電機(jī)組功率因素從額定值到零范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，功率因素愈低，定子電流無(wú)功分量也愈大，轉(zhuǎn)子電流也大，這樣可能合轉(zhuǎn)子線圈溫度超過(guò)允許溫升，所以在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)必須將功率因素調(diào)高，即減少無(wú)功。
[0003]另外，水力發(fā)電機(jī)組端電壓過(guò)高，影響了電站的安全運(yùn)行，容易引發(fā)各類事故，電器設(shè)備元器件容易擊穿燒壞，水力發(fā)電機(jī)組端電壓過(guò)高對(duì)于運(yùn)行年限長(zhǎng)絕緣老化的機(jī)組，會(huì)引起絕緣擊穿。當(dāng)水力發(fā)電機(jī)組端電壓高于105%額定電壓時(shí)，由于磁通飽和,加速絕緣老化。適當(dāng)提高發(fā)電機(jī)功率因素，可使發(fā)電機(jī)組端電壓降低。
[0004]根據(jù)上述所述可以看出，水電站在運(yùn)行過(guò)程中，水力發(fā)電機(jī)組功率因素是經(jīng)常調(diào)整的一個(gè)參數(shù)。另外，怎樣根據(jù)水電站季節(jié)性水量變化大，水力發(fā)電機(jī)組負(fù)荷不均的特點(diǎn)，合理地調(diào)整水力發(fā)電機(jī)的功率因素，滿足系統(tǒng)無(wú)功負(fù)荷的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種水力發(fā)電機(jī)功率因素季調(diào)控制系統(tǒng)及方法，本發(fā)明使水力發(fā)電機(jī)在季節(jié)變化時(shí)，其功率因素自動(dòng)發(fā)生改變。
[0006]水力發(fā)電機(jī)組功率因素季調(diào)控制系統(tǒng)，包括時(shí)鐘發(fā)生器，控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及放大器；
[0007]時(shí)鐘發(fā)生器與控制器連接，時(shí)鐘發(fā)生器為控制器提供時(shí)間，控制器根據(jù)該時(shí)間對(duì)季節(jié)進(jìn)行計(jì)算，按季節(jié)變化發(fā)出調(diào)節(jié)水力發(fā)電機(jī)組功率因素調(diào)整的數(shù)字；
[0008]數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端連接控制器的輸出端，數(shù)模轉(zhuǎn)換器將控制器輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；
[0009]放大器的輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端連接，放大器與的輸出端連接水力發(fā)電機(jī)組，放大器將數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)進(jìn)行放大后用于調(diào)節(jié)水力發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁電流。
[0010]所述季調(diào)控制系統(tǒng)還包括采集水力發(fā)電機(jī)組電流的電流采樣器，以及采集水力發(fā)電機(jī)組電壓的電壓采樣器，電流采樣器與電壓采樣器分別與控制器連接，控制器獲取水力發(fā)電機(jī)組的電壓和電流值后，計(jì)算出當(dāng)前水力發(fā)電機(jī)組的功率因素，將當(dāng)前功率因素與預(yù)置的季節(jié)因素進(jìn)行比較，做出是否調(diào)整當(dāng)前功率因素的決定。
[0011]所述季調(diào)控制系統(tǒng)還包括用于設(shè)置控制器內(nèi)比較參數(shù)的輸入鍵盤(pán)，該輸入鍵盤(pán)連接于控制器的輸入端；以及
[0012]連接于控制器輸出端的顯示器，該顯示器用于顯示當(dāng)前發(fā)電機(jī)組的功率因素以及具體預(yù)置于控制器內(nèi)的各種參數(shù)。[0013]水力發(fā)電機(jī)功率因素季調(diào)控制方法，包括以下步驟:
[0014]步驟SI，控制器時(shí)時(shí)獲取來(lái)自于時(shí)鐘發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)；
[0015]步驟S2，控制器根據(jù)獲取的時(shí)間對(duì)季節(jié)進(jìn)行計(jì)算，判斷是否具有季節(jié)變化；
[0016]步驟S3，若步驟S2的判斷結(jié)果為是，則控制器根據(jù)變化到當(dāng)前的季節(jié)發(fā)出調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組功率因素調(diào)整的數(shù)字信號(hào)。
[0017]還包括步驟S4，控制器根據(jù)電流采樣器以及電流采樣器的提供的采樣結(jié)果對(duì)當(dāng)前水力發(fā)電機(jī)組的功率因素進(jìn)行算；
[0018]步驟S5，控制器判斷當(dāng)前功率因素是否在當(dāng)前季節(jié)的功率因素范圍內(nèi)；
[0019]步驟S6，若步驟S5的判斷結(jié)果為否，則將當(dāng)前水力發(fā)電機(jī)組的功率因素調(diào)整到當(dāng)前季節(jié)的功率因素范圍內(nèi)。
[0020]所述時(shí)鐘發(fā)生器是將累計(jì)的計(jì)時(shí)時(shí)間發(fā)送到控制器，當(dāng)一年結(jié)束后，時(shí)鐘發(fā)生器受控制器控制而清零，重新進(jìn)行計(jì)時(shí)。
[0021]采用了上述方案，本發(fā)明通過(guò)控制器對(duì)時(shí)鐘發(fā)生器輸出的時(shí)間信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，從而判斷季節(jié)是否發(fā)生變化，以根據(jù)控制器內(nèi)預(yù)置的季節(jié)發(fā)出使水力發(fā)電機(jī)功率因素自動(dòng)發(fā)生改變的控制信號(hào)。另外，在進(jìn)行功率因素調(diào)整時(shí)，本發(fā)明首先是將發(fā)電機(jī)組的功率因素調(diào)整在當(dāng)前季節(jié)的功率因素范圍內(nèi)，調(diào)整后發(fā)電機(jī)組在工作過(guò)程中可能隨環(huán)境因素發(fā)生變化，因此，通過(guò)時(shí)時(shí)采集電流和電壓的值，計(jì)算得出當(dāng)前發(fā)電機(jī)組的功率值，從而判斷得出當(dāng)前發(fā)電機(jī)組工作時(shí)的功率因素值是否在當(dāng)前季節(jié)的功率因素范圍內(nèi)，如果不在，則發(fā)出信號(hào)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明水力發(fā)電機(jī)功率因素季調(diào)控制系統(tǒng)的電路方框圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的水力發(fā)電機(jī)功率因素季調(diào)控制方法的流程圖；
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0025]參照?qǐng)D1，本發(fā)明的水力發(fā)電機(jī)功率因素季調(diào)控制系統(tǒng)，包括時(shí)鐘發(fā)生器10，控制器20、數(shù)模轉(zhuǎn)換器30、放大器40、電流采樣器50、電壓采樣器60、輸入鍵盤(pán)70以及顯示器80。下面分別對(duì)每部分進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0026]時(shí)鐘發(fā)生器10與控制器20的輸入端連接，時(shí)鐘發(fā)生器10為控制器提供時(shí)間，控制器根據(jù)該時(shí)間對(duì)季節(jié)進(jìn)行計(jì)算，按季節(jié)變化發(fā)出調(diào)節(jié)水力發(fā)電機(jī)組功率因素調(diào)整的數(shù)字，該季節(jié)可以不是特定的，即與現(xiàn)有的季節(jié)不一致，可以按照使用地的水源情況進(jìn)行編制。時(shí)鐘發(fā)生器是將累計(jì)的計(jì)時(shí)時(shí)間發(fā)送到控制器，當(dāng)一年結(jié)束后，時(shí)鐘發(fā)生器受控制器控制而清零，重新進(jìn)行計(jì)時(shí)。
[0027]數(shù)模轉(zhuǎn)換器30的輸入端連接控制器20的輸出端，數(shù)模轉(zhuǎn)換器30將控制器輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。
[0028]放大器40的輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端連接，放大器40的輸出端連接水力發(fā)電機(jī)組，放大器將數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)放大成為-2.4V-+2.4V的控制電壓信號(hào)，放大器40將數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)進(jìn)行放大后用于調(diào)節(jié)水力發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁電流，從而改變水力發(fā)電機(jī)組的功率因素。
[0029]電流采樣器50采集水力發(fā)電機(jī)組的電流，電壓采樣器60采集水力發(fā)電機(jī)組電壓，電流采樣器與電壓采樣器分別與控制器連接，控制器20獲取水力發(fā)電機(jī)組的電壓和電流值后，計(jì)算出當(dāng)前水力發(fā)電機(jī)組的功率因素，將當(dāng)前功率因素與預(yù)置的季節(jié)因素進(jìn)行比較，做出是否調(diào)整當(dāng)前功率因素的決定。本發(fā)明首先是將水力發(fā)電機(jī)組的功率因素調(diào)整在當(dāng)前季節(jié)的功率因素范圍內(nèi)，調(diào)整后水力發(fā)電機(jī)組在工作過(guò)程中可能隨環(huán)境因素發(fā)生變化，因此，通過(guò)時(shí)時(shí)采集電流和電壓的值，計(jì)算得出當(dāng)前水力發(fā)電機(jī)組的功率值，從而判斷得出當(dāng)前水力發(fā)電機(jī)組工作時(shí)的功率因素值是否在當(dāng)前季節(jié)的功率因素范圍內(nèi)，如果不在，則發(fā)出信號(hào)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。
[0030]輸入鍵盤(pán)70用于設(shè)置或修改控制器內(nèi)比較參數(shù)，這些比較參數(shù)包括各季節(jié)功率因素的范圍值，時(shí)間值等，該輸入鍵盤(pán)70連接于控制器的輸入端。顯示器80連接于控制器70輸出端，該顯示器用于顯示當(dāng)前水力發(fā)電機(jī)組的功率因素以及具體預(yù)置于控制器內(nèi)的各種參數(shù)，這些參數(shù)包括各季節(jié)功率因素的范圍值、當(dāng)前時(shí)間(季節(jié))值、當(dāng)前水力發(fā)電機(jī)組的功率因素，通過(guò)顯示器，讓操作者能一目了然地獲知水力發(fā)電機(jī)組的當(dāng)前狀態(tài)。
[0031]參照?qǐng)D2，本發(fā)明的水力發(fā)電機(jī)功率因素季調(diào)控制方法，包括以下步驟:
[0032]步驟SI，控制器時(shí)時(shí)獲取來(lái)自于時(shí)鐘發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)；時(shí)鐘發(fā)生器是將累計(jì)的計(jì)時(shí)時(shí)間發(fā)送到控制器，當(dāng)一年結(jié)束后，時(shí)鐘發(fā)生器受控制器控制而清零，重新進(jìn)行計(jì)時(shí)。
[0033]步驟S2，控制器根據(jù)獲取的時(shí)間對(duì)季節(jié)進(jìn)行計(jì)算，判斷是否具有季節(jié)變化。
[0034]步驟S3，若步驟S2的判斷結(jié)果為是，則控制器根據(jù)變化到當(dāng)前的季節(jié)發(fā)出調(diào)節(jié)水力發(fā)電機(jī)組功率因素調(diào)整的數(shù)字信號(hào)。
[0035]還包括步驟S4，控制器根據(jù)電流采樣器以及電流采樣器的提供的采樣結(jié)果對(duì)當(dāng)前水力發(fā)電機(jī)組的功率因素進(jìn)行算。
[0036]步驟S5，控制器判斷當(dāng)前功率因素是否在當(dāng)前季節(jié)的功率因素范圍內(nèi)。
[0037]步驟S6，若步驟S5的判斷結(jié)果為否，則將當(dāng)前水力發(fā)電機(jī)組的功率因素調(diào)整到當(dāng)前季節(jié)的功率因素范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種水力發(fā)電機(jī)功率因素季調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括時(shí)鐘發(fā)生器，控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及放大器； 時(shí)鐘發(fā)生器與控制器連接，時(shí)鐘發(fā)生器為控制器提供時(shí)間，控制器根據(jù)該時(shí)間對(duì)季節(jié)進(jìn)行計(jì)算，按季節(jié)變化發(fā)出調(diào)節(jié)水力發(fā)電機(jī)組功率因素調(diào)整的數(shù)字； 數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端連接控制器的輸出端，數(shù)模轉(zhuǎn)換器將控制器輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)； 放大器的輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端連接，放大器與的輸出端連接水力發(fā)電機(jī)組，放大器將數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)進(jìn)行放大后用于調(diào)節(jié)水力發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述水力發(fā)電機(jī)功率因素季調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述季調(diào)控制系統(tǒng)還包括采集水力發(fā)電機(jī)組電流的電流采樣器，以及采集水力發(fā)電機(jī)組電壓的電壓采樣器，電流采樣器與電壓采樣器分別與控制器連接，控制器獲取水力發(fā)電機(jī)組的電壓和電流值后，計(jì)算出當(dāng)前水力發(fā)電機(jī)組的功率因素，將當(dāng)前功率因素與預(yù)置的季節(jié)因素進(jìn)行比較，做出是否調(diào)整當(dāng)前功率因素的決定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述水力發(fā)電機(jī)功率因素季調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述季調(diào)控制系統(tǒng)還包括用于設(shè)置控制器內(nèi)比較參數(shù)的輸入鍵盤(pán)，該輸入鍵盤(pán)連接于控制器的輸入端；以及 連接于控制器輸出端的顯示器，該顯示器用于顯示當(dāng)前水力發(fā)電機(jī)組的功率因素以及具體預(yù)置于控制器內(nèi)的各種參數(shù)。
4.一種水力發(fā)電機(jī)功率因素季調(diào)控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟SI，控制器時(shí)時(shí)獲取來(lái)自于時(shí)鐘發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)； 步驟S2，控制器根據(jù)獲取的時(shí)間對(duì)季節(jié)進(jìn)行計(jì)算，判斷是否具有季節(jié)變化； 步驟S3，若步驟S2的判斷結(jié)果為是，則控制器根據(jù)變化到當(dāng)前的季節(jié)發(fā)出調(diào)節(jié)水力發(fā)電機(jī)組功率因素調(diào)整的數(shù)字信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述水力發(fā)電機(jī)功率因素季調(diào)控制方法，其特征在于，還包括步驟S4，控制器根據(jù)電流采樣器以及電流采樣器的提供的采樣結(jié)果對(duì)當(dāng)前水力發(fā)電機(jī)組的功率因素進(jìn)行算； 步驟S5，控制器判斷當(dāng)前功率因素是否在當(dāng)前季節(jié)的功率因素范圍內(nèi)； 步驟S6，若步驟S5的判斷結(jié)果為否，則將當(dāng)前水力發(fā)電機(jī)組的功率因素調(diào)整到當(dāng)前季節(jié)的功率因素范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述水力發(fā)電機(jī)功率因素季調(diào)控制方法，其特征在于，所述時(shí)鐘發(fā)生器是將累計(jì)的計(jì)時(shí)時(shí)間發(fā)送到控制器，當(dāng)一年結(jié)束后，時(shí)鐘發(fā)生器受控制器控制而清零，重新進(jìn)行計(jì)時(shí)。
【文檔編號(hào)】H02P9/14GK103427741SQ201310255992
【公開(kāi)日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2013年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月25日
【發(fā)明者】謝公平 申請(qǐng)人:常州市俊宏電器廠