本实用新型涉及水力发电技术领域，特别是涉及一种水利供电系统。
背景技术：
传统的水力发电的系统，一般是在引水管道出水的位置处设置水轮发电机组进行发电，这样只是利用出水位置排出的水的水能进行发电，发电效率不会很高，而且当整个引水管道比较长时，且引水管道较为曲折时，部分水的动能以及重力势能在引水管道内部的中上段处自身被消耗掉，没有被利用起来，导致发电效率较低。
技术实现要素：
基于此，有必要针对现有的水力发电的系统发电的效率不高的问题，提供一种水利供电系统。
一种水利供电系统，包括：
引水管道，所述引水管道具有取水端和出水端，所述取水端的高度大于所述出水端的高度，所述取水端开设有入水口，所述出水端开设有出水口；
第一发电机组，所述第一发电机组包括相连接的第一水轮机和第一发电机，所述第一水轮机设置于所述出水端；
第二发电机组，所述第二发电机组包括相连接的第二水轮机和第二发电机，所述第二水轮机容置于所述引水管道内且邻近所述取水端；
第三发电机组，所述第三发电机组包括第三水轮机、第三发电机以及电动机，所述第三水轮机容置于所述引水管道内，所述第三水轮机与所述第三发电机连接，所述第三发电机与所述电动机的输入端电连接，所述电动机的输出端与所述第二水轮机连接。
在其中一个实施例中，所述引水管道包括相连通的第一管道和第二管道，所述第一管道的远离所述第二管道的一端形成所述取水端，所述第二管道的远离所述第一管道的一端形成所述出水端；所述第三水轮机容置于所述引水管道内且位于所述第一管道和所述第二管道相互连通的位置。
在其中一个实施例中，所述第一管道的长度小于所述第二管道的长度。
在其中一个实施例中，所述引水管道还包括连接管道，所述第三水轮机设置于所述连接管道内，所述连接管道的一端与所述第一管道的远离所述取水端的一端连接，所述连接管道的另一端与所述第二管道的远离所述出水端的一端连接。
在其中一个实施例中，所述出水口的横截面积大于所述引水管道的内腔的横截面积。
在其中一个实施例中，所述入水口的横截面积大于所述引水管道的内腔的横截面积。
在其中一个实施例中，所述第二水轮机容置于所述入水口内。
在其中一个实施例中，所述电动机的输出轴与所述第二水轮机的转动轴之间机械传动连接。
在其中一个实施例中，所述第二水轮机为轴流式水轮机。
在其中一个实施例中，所述第二水轮机的数目为至少两个，各所述第二水轮机分别与所述第二发电机连接。
上述的水利供电系统，相对于传统的水利发电系统而言，其在引水管道的靠近取水端的位置设置了一个发电机组，即第二发电机组，并将第二发电机组的第二水轮机设置于引水管道内邻近取水端，由于引水管道的出水口会排出大流量的水，排出的水产生动压，使得引水管道内的静压减小，因此引水管道内部靠近取水端的位置会形成比较大的负压，负压使得水源处的大量的水进入引水管道内，进而冲击带动第二水轮机转动，因此可以使得第二发电机组成功发电并输送电能给电力系统，且不会影响出水口排出的水的水能；而同时第三发电机组的水轮机设置于引水管道内部，引水管道里的水流至第三水轮机处时具有一定的水能，因此会带动第三水轮机转动进而带动第三发电机发电，第三发电机发的电传输给电动机，电动机工作进一步带动第二水轮机转动，即辅助第二水轮机转动，因此使得第二水轮机的转速更快，从而使得第二发电机组可以更有效地发电；电动机工作辅助第二水轮机转动只需极少的电量，因此只需控制第三发电机组发出少部分电量即可，因此第三水轮机不会消耗过多的水能，而且第三水轮机可以利用会被消耗的水能进行工作，减小了水能的消耗，而又不会影响从出水口排出的水的水能，即不会影响第一发电机组的发电效率；因此上述水利供电系统的发电效率得到了提升。
附图说明
图1为一实施例的水利供电系统的结构示意图；
图2为图1所示水利供电系统的另一结构示意图；
图3为一实施例的水利供电系统的部分工作流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对水利供电系统进行更全面的描述。附图中给出了水利供电系统的首选实施例。但是，水利供电系统可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对水利供电系统的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在水利供电系统的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在一个实施例中，一种水利供电系统，包括引水管道、第一发电机组、第二发电机组以及第三发电机组。所述引水管道具有取水端和出水端，所述取水端的高度大于所述出水端的高度，所述取水端开设有入水口，所述出水端开设有出水口；所述第一发电机组包括相连接的第一水轮机和第一发电机，所述第一水轮机设置于所述出水端；所述第二发电机组包括相连接的第二水轮机和第二发电机，所述第二水轮机容置于所述引水管道内且邻近所述取水端；所述第三发电机组包括第三水轮机、第三发电机以及电动机，所述第三水轮机容置于所述引水管道内，所述第三水轮机与所述第三发电机连接，所述第三发电机与所述电动机的输入端电连接，所述电动机的输出端与所述第二水轮机连接。
如图1至图3所示，一实施例的水利供电系统10，包括引水管道100、第一发电机组200、第二发电机组300以及第三发电机组400。所述引水管道100具有取水端110和出水端120，所述取水端110的高度大于所述出水端120的高度，所述取水端110开设有入水口111，所述出水端120开设有出水口121。所述第一发电机组200包括相连接的第一水轮机210和第一发电机220，所述第一水轮机210设置于所述出水端120。所述第二发电机组300包括相连接的第二水轮机310和第二发电机320，所述第二水轮机310容置于所述引水管道100内且邻近所述取水端110。所述第三发电机组400包括第三水轮机410、第三发电机420以及电动机430，所述第三水轮机410容置于所述引水管道100内，所述第三水轮机410与所述第三发电机420连接，所述第三发电机420与所述电动机430的输入端电连接，所述电动机430的输出端与所述第二水轮机310连接。本实施例中，所述第一发电机220的输出端和所述第二发电机320的输出端分别与电力系统连接。
如图1所示，本实施例中，所述水利供电系统10设置于大坝20上，具体地，所述大坝具有引水端600和排水端700，所述引水端600的高度大于所述排水端700的高度，即所述引水端600靠近水流的上游，所述排水端700靠近水流的下游，所述引水端600具有拦水面610，所述拦水面610开设有引水口611，所述排水端700具有排水口710；所述引水管道100设置于所述大坝20上，所述入水口111与所述引水口611连通，所述出水口121与所述排水口710连通。
本实施例中，第一水轮机210和第一发电机220的连接可采用现有技术进行连接，比如，第一水轮机210设置有转动轴，第一水轮机210的转动轴与第一发电机220输入轴连接，第一水轮机210的转动轴与第一发电机220输入轴的连接可以是直接连接，也可以是通过齿轮组连接，这样，第一水轮机210在水的动能的作用下转动，转动轴带动输入轴转动，进而使得第一发电机220实现发电。第二水轮机310和第二发电机320的连接以及第三水轮机410和第三发电机420的连接，均可采用上述的连接方式或者现有技术中的连接方式进行连接，本实施例中不累赘描述，至于电动机及各发电机的安装位置随引水管道及各水轮机而适应设置，采用现有的安装技术即可实现，本实施例中不累赘描述。
此外，所述第三发电机420与所述电动机430的输入端电连接，本实施例中，电动机430的输入端为电能输入端，这样，所述第三发电机420能够将发电产生的电能输送至所述电动机430的输入端，为电动机430的工作提供电能。所述电动机430的输出端为动能输出端，即该电动机430的输出端为输出轴与所述第二水轮机310连接，这样，电动机430工作时，输出轴的转动将驱动第二水轮机310转动。这样，第二水轮机310不仅在水的动能的作用下转动，还在电动机的驱动下转动，能够有效提高第二水轮机的转动的动能，提高发电效率。
上述的水利供电系统10，相对于传统的水利发电系统而言，其在引水管道100的靠近取水端110的位置设置了一个发电机组，即第二发电机组300，并将第二发电机组300的第二水轮机310设置于引水管道100内邻近取水端110，由于引水管道100的出水口121会排出大流量的水，排出的水产生动压，使得引水管道100内的静压减小，因此引水管道100内部靠近取水端110的位置会形成比较大的负压，负压使得水源处的大量的水进入引水管道100内，进而冲击带动第二水轮机310转动，因此可以使得第二发电机组300成功发电并输送电能给电力系统，且不会影响出水口121排出的水的水能；而同时第三发电机组400的水轮机设置于引水管道100内部，引水管道100里的水流至第三水轮机410处时具有一定的水能，因此会带动第三水轮机410转动进而带动第三发电机420发电，第三发电机420发的电传输给电动机430，电动机430工作进一步带动第二水轮机310转动，即辅助第二水轮机310转动，因此使得第二水轮机310的转速更快，从而使得第二发电机组300可以更有效地发电；电动机430工作辅助第二水轮机310转动只需极少的电量，因此只需控制第三发电机组400发出少部分电量即可，因此第三水轮机410不会消耗过多的水能，而且第三水轮机410可以利用会被消耗的水能进行工作，减小了水能的消耗，而又不会影响从出水口121排出的水的水能，即不会影响第一发电机组200的发电效率；因此上述水利供电系统10的发电效率得到了提升。
在其中一个实施例中，所述第一发电机组200的数目为至少两个，这样可以有效利用出水口121的水能。在其中一个实施例中，所述第一水轮机210为冲击式水轮机，所述出水口121朝向所述第一水轮机210，这样便于出水口121排出的水对第一水轮机210冲击。在其中一个实施例中，所述出水口121包括多个子出水口121，所述第一水轮机210包括多个轮叶，所述叶轮的数目与所述子出水口121的数目相等，每一所述子出水口121朝向一所述轮叶的待冲击的一面。
如图1和图2所示，为了便于设置第三水轮机410，在其中一个实施例中，所述引水管道100包括相连通的第一管道130和第二管道140，所述第一管道130的远离所述第二管道140的一端形成所述取水端110，所述第二管道140的远离所述第一管道130的一端形成所述出水端120；所述第三水轮机410容置于所述引水管道100内且位于所述第一管道130和所述第二管道140相互连通的位置。本实施例中，第一管道130靠近上游，第二管道140靠近下游，当要安装、拆卸或者维护第三水轮机410时，可以在第一管道130和第二管道140相连通的位置，将两个管道暂时分离，便可进行对第三水轮机410的安装、拆卸或者维护操作。
如图1和图2所示，为了减小第三水轮机410对出水口121排出的水的水能的影响，在其中一个实施例中，所述第一管道130的长度小于所述第二管道140的长度，这样第三水轮机410只是会消耗部分引水管道100偏上半段的水的水能，而且减小了引水管道100上半段内的水能自身的消耗。
如图1和图2所示，为了进一步提高第三水轮机410设置的便利性，在其中一个实施例中，所述引水管道100还包括连接管道150，所述第三水轮机410设置于所述连接管道150内，所述连接管道150的一端与所述第一管道130的远离所述取水端110的一端连接，所述连接管道150的另一端与所述第二管道140的远离所述出水端120的一端连接，这样只需提前把水轮机安装到连接管道150内，再把连接管道150分别连接第一管道130和第二管道140，而不用在引水管道100内设置第三水轮机410，非常方便快捷，节省了人力和时间。
在一个实施例中，所述连接管道150的一端与所述第一管道130的远离所述取水端110的一端密封连接，所述连接管道150的另一端与所述第二管道140的远离所述出水端120的一端密封连接。在一个实施例中，所述连接管道150的一端与所述第一管道130的远离所述取水端110的一端焊接，所述连接管道150的另一端与所述第二管道140的远离所述出水端120的一端焊接，通过焊接，能够使得连接管道150的两端分别与第一管道130以及第二管道140连接，并且使得连接管道150的两端分别与第一管道130以及第二管道140之间密封。
为了便于维护，在一个实施例中，所述引水管道100靠近所述取水端的位置设置有阀门，这样当要安装、拆卸或者维护第三水轮机410时，关闭阀门切断水流，即可便于实施安装、拆卸或者维护第三水轮机410的操作。
为了提高负压进而提高进水的冲击力，在其中一个实施例中，所述出水口121的横截面积大于所述引水管道100的内腔的横截面积，出水口121的横截面积加大使得出水口121排出的水的动压更大，则引水管道100内形成的负压便会增大，从而使得第二水轮机310的旋转机械能增加，进而提高发电效率。
为了提高负压进而提高进水的冲击力，在其中一个实施例中，所述入水口111的横截面积大于所述引水管道100的内腔的横截面积，入水口111的横截面积加大也会使得入水口111的负压更大，从而增大了引水管道100内的负压，从而使得第二水轮机310的旋转机械能增加，进而提高发电效率。
为了便于进水对第二水轮机310的冲击，在其中一个实施例中，所述第二水轮机310容置于所述入水口111内，这样便于进水对第二水轮机310的冲击。
在其中一个实施例中，所述电动机430的输出轴与所述第二水轮机310的转动轴之间机械传动连接。这样使得电动机430可以辅助带动第二水轮机310转动。在其中一个实施例中，所述电动机430的输出轴与所述第二水轮机310的转动轴之间轴传动连接或者齿轮传动。在其中一个实施例中，所述电动机430的输出轴与所述第二水轮机310的转动轴之间轴传动连接，且所述电动机430的输出轴与所述第二水轮机310的转动轴之间连接有万向联轴器，这样便于设置电动机430。
在其中一个实施例中，所述第二水轮机310为轴流式水轮机，选择轴流式水轮机作为第二水轮机310适用于水头较低的环境，可以保证第二水轮机310的正常工作。
在其中一个实施例中，所述第三水轮机410为轴流式水轮机，选择轴流式水轮机作为第三水轮机410适用于水头较低的环境，可以保证第三水轮机410的正常工作。
在其中一个实施例中，所述第二水轮机310的数目为至少两个，各所述第二水轮机310分别与所述第二发电机320连接，当引水管道100内的负压较大时，可以采用多个第二水轮机310，提高发电效率。
可以理解的是，本申请提到的各发电机、各水轮机以及电动机在网络上或者市面上均有出售，它们的具体结构在此不作赘述。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
1.一种水利供电系统，其特征在于，包括：
引水管道，所述引水管道具有取水端和出水端，所述取水端的高度大于所述出水端的高度，所述取水端开设有入水口，所述出水端开设有出水口；
第一发电机组，所述第一发电机组包括相连接的第一水轮机和第一发电机，所述第一水轮机设置于所述出水端；
第二发电机组，所述第二发电机组包括相连接的第二水轮机和第二发电机，所述第二水轮机容置于所述引水管道内且邻近所述取水端；
第三发电机组，所述第三发电机组包括第三水轮机、第三发电机以及电动机，所述第三水轮机容置于所述引水管道内，所述第三水轮机与所述第三发电机连接，所述第三发电机与所述电动机的输入端电连接，所述电动机的输出端与所述第二水轮机连接。
2.根据权利要求1所述的水利供电系统，其特征在于，所述引水管道包括相连通的第一管道和第二管道，所述第一管道的远离所述第二管道的一端形成所述取水端，所述第二管道的远离所述第一管道的一端形成所述出水端；所述第三水轮机容置于所述引水管道内且位于所述第一管道和所述第二管道相互连通的位置。
3.根据权利要求2所述的水利供电系统，其特征在于，所述第一管道的长度小于所述第二管道的长度。
4.根据权利要求2所述的水利供电系统，其特征在于，所述引水管道还包括连接管道，所述第三水轮机设置于所述连接管道内，所述连接管道的一端与所述第一管道的远离所述取水端的一端连接，所述连接管道的另一端与所述第二管道的远离所述出水端的一端连接。
5.根据权利要求1所述的水利供电系统，其特征在于，所述出水口的横截面积大于所述引水管道的内腔的横截面积。
6.根据权利要求1所述的水利供电系统，其特征在于，所述入水口的横截面积大于所述引水管道的内腔的横截面积。
7.根据权利要求1所述的水利供电系统，其特征在于，所述第二水轮机容置于所述入水口内。
8.根据权利要求1所述的水利供电系统，其特征在于，所述电动机的输出轴与所述第二水轮机的转动轴之间机械传动连接。
9.根据权利要求1所述的水利供电系统，其特征在于，所述第二水轮机为轴流式水轮机。
10.根据权利要求1所述的水利供电系统，其特征在于，所述第二水轮机的数目为至少两个，各所述第二水轮机分别与所述第二发电机连接。
技术总结