[实用新型]水电低压机组自动控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于低压机组自动化综合控制系统的技术领域，具体涉及小水电站发电机机端输出在0.4kV电压等级的自动化控制的系统。

背景技术

我国是个多山的国家，小水电站数量众多，地域比较偏远。改革开放以来，小水电发展迅速，经过二、三十年的运行，发电机绝缘老化；水轮机转轮等过流部件磨损，机组效率严重下降；自动化程度不高；经济效益差。小水电的装机容量都比较小，普遍选用0.4kV低压机组。

小水电的建设大部分由合资的、民营或合股投资，对各股东来说，经济效益是第一位。近几年在建设新小电站或改造小水电的同时，小水电的自动化控制程度也大大提高。目前，基于对中国水电市场低压机组繁多，建设年代较早，改造任务迫在眉睫。

在我国，已建的农村水电站已有约五万余座，其中发电机机端电压为0.4kV的低压机组水电站占了约80％。2003年，水利部颁布了《农村水电技术现代化指导意见》，要求农村水电行业在2015年前全面实现现代化。《指导意见》提出：要通过科技创新，管理创新，使农村水电市场竞争力明显提高。要实现水利部提出的总体发展目标，必须解决占农村水电站总量80％以上的低压机组水电站的现代化问题。

目前小水电站低压机组的自动化设备大约可划为三类。第一类配置较高，基本采用高压机组的配置模式。采用可编程控制器(PLC)为核心的现地单元，采用微机保护、微机同期装置等。第二类配置最简单，此装置具有简单的调频功能、甩负荷自动关机功能、按水位调节有功的功能、半自动同期功能等。但是由于不能调节励磁，不能控制无功，并且不能进行编程和顺序控制。第三类配置，采用8位或16普通单片机，以功能仪表的方式组合，只能做到微机保护的部分功能，如自同期数字仪表，励磁调节数字仪表、调功数字仪表等组成。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于设计提供技术含量高，集成度高，性能良好，质量可靠，效率高，价位低，且含微机自动准同期功能、励磁调节功能、微机保护功能、调速电气控制功能、调有功/无功、测温制动功能的水电低压机组自动控制系统的技术方案。

所述的水电低压机组自动控制系统，包括系统控制处理板，其特征在于所述的系统控制处理板包括系统控制DSP处理板和励磁调节DSP处理板，所述的系统控制DSP处理板和励磁调节DSP处理板相应的接口上设置连接电源板、交流功能板、显示功能板、PWM功能板、I/O输出功能板和I/O输入功能板。

所述的水电低压机组自动控制系统，其特征在于所述的系统控制处理板的相应接口连接直流功能板。

所述的水电低压机组自动控制系统，其特征在于所述的系统控制处理板上通过设置RS485接口和以太网接口与通讯功能单元连接。

所述的水电低压机组自动控制系统，其特征在于所述的系统控制处理板上相应的接口可设置连接1块或1块以上的I/O输出功能板。

所述的水电低压机组自动控制系统，其特征在于所述的系统控制处理板上相应的接口可设置连接1块或1块以上的I/O输入功能板。

所述的水电低压机组自动控制系统，其特征在于所述的电源板为交流/直流开关电源。

所述的水电低压机组自动控制系统，其特征在于所述的交流功能板外接电压互感器和电流互感器。

上述的水电低压机组自动控制系统，采用TI公司32的DSP处理器组成的系统。对数据的处理和控制更加完善，可实现快速的交流采样。并采用以太网的网络协议TCP/IP来进行组网通讯的。

本实用新型设计完成顺控、测量、操作、调整、保护等主要任务和有功、无功的自动调节，提供交、直流二种操作电源供用户自由选择。系统从根本上解决了低压机组水电站数据采集和操作控制的一体化，使设备可靠性的提高和成本的降低成为可能。

本实用新型也可根据具体需要另配置有数字保护、数字式温巡、数字式转速测量和数字自动准同期等功能，系统提供基于TCP/IP的网络通讯和485通讯接口，对已有的小水电控制系统进行改造。本实用新型能完全满足了农村水电站自动化的技术要求。

本实用新型可对小水电站的主辅设备进行控制，包括机组各种工况的转换、紧急停机和事故停机，断路器分、合操作；辅助设备的启、停操作等。本实用新型的有功和无功功率给定可以由运行值班人员在中控室输入。本实用新型将对该给定值的合法性进行检查，按PID计算结果向操作器或励磁调节器发出负荷或无功调节命令。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图；

图2-图6为控制处理板的电路原理图。