專利名稱：無源滅磁自動控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型無源滅磁自動控制器，涉及一種勵磁系統(tǒng)電源開關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新，它不僅能解決自并激勵磁系統(tǒng)斷電源難的課題，而且為采用自并激勵磁系統(tǒng)的同步發(fā)電機，實施無源滅磁技術(shù)提供了相當(dāng)方便的條件。
同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)，由于發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組是大電感負載，盡管設(shè)有回路開關(guān)，但在發(fā)電機進行事故滅磁時，勵磁電源仍要繼續(xù)供電，因此，迄今為止，所有同步發(fā)電機組的事故滅磁，均采用有源滅磁技術(shù)。自并激可控硅整流勵磁系統(tǒng)，由于其電源變壓器的一次側(cè)沒有開關(guān)，而是直接接于發(fā)電機的出線端，在強行勵磁的條件下，其電源能量特別大，電源電壓也特別高，因而導(dǎo)致滅磁設(shè)備的負擔(dān)加重，和發(fā)電機滅磁技術(shù)的復(fù)雜化，同時，由于使用大容量、高弧壓的強力開關(guān)，其斷電流過程往往會在勵磁變壓器的二次側(cè)，即整流器陽極電壓側(cè)引起嚴重的操作過電壓，也給這些設(shè)備帶來一定的危害。目前自并激勵磁系統(tǒng)的有源滅磁方式主要存在以下問題(1)滅磁器件的選擇方面，它要求大容量、高弧壓的強力開關(guān)與碳化硅、氧化鋅非線性電阻組件作為唯一的滅磁設(shè)備，既增大了技術(shù)難度，也增加了設(shè)備造價。
(2)強力開關(guān)滅磁時，其斷電流的過程，不可避免會在勵磁變壓器二次側(cè)產(chǎn)生操作過電壓，它威脅著勵磁變壓器和可控硅整流器設(shè)備的安全，因而需要耗能大的操作過電壓保護器，這種過電壓保護器是按勵磁變壓器的磁化能量而設(shè)計的，相當(dāng)于使每臺發(fā)電機增加了一個幾十千瓦電爐的耗能量。
(3)受強力開關(guān)弧壓能力的制約，勵磁變壓器的二次側(cè)電壓，即整流器陽極電壓的額定值，目前國內(nèi)均限于1000伏及以下，例如白山電廠30萬千瓦機組陽極電壓原設(shè)計值為1300伏，后來因受滅磁設(shè)備的制約，已改為1000伏，這對提高發(fā)電機組的強勵倍數(shù)和運行穩(wěn)定性是不利的。
(4)由于有源滅磁方式，增加了自并激勵磁設(shè)備和過電壓保護的復(fù)雜性，使那些老式的滅磁設(shè)備，如線性電阻與一般開關(guān)組合的滅磁設(shè)備，和帶有短弧柵DM型滅磁開關(guān)等均被淘汰，因而影響了自并激勵磁系統(tǒng)在火電機組上推廣應(yīng)用。
本實用新型的目的在于針對上述存在的問題，提供一種可方便使用的無源滅磁新技術(shù)，達到解決以下幾個主要問題(1)使滅磁開關(guān)設(shè)備沒有關(guān)斷電源的任務(wù)，也不必受電源能量和電壓的制約，它只需滿足發(fā)電機轉(zhuǎn)子剩磁能量的要求即可。因此，其滅磁設(shè)備將大大簡化，其滅磁回路開關(guān)將變?yōu)榭稍O(shè)、可不設(shè)的器件，甚至可用最簡單的續(xù)流熔斷器取代回路開關(guān)，滅磁所用的器件可以用非線性電阻，也可用鑄鐵的線性電阻，其造價將明顯降低。
(2)勵磁系統(tǒng)的陽極電壓額定值的選擇，可根據(jù)發(fā)電機組的運行穩(wěn)定要求來確定，不受滅磁開關(guān)弧壓能力的制約。
(3)本實用新型是利用可控硅整流的通斷特性，而完成關(guān)斷電源任務(wù)。這種斷電源過程，非常平穩(wěn)，沒有任何斷電流的沖擊現(xiàn)象，因而，從根本上消除了勵磁變壓器產(chǎn)生操作過電壓的原因，所以，勵磁變壓器二次側(cè)就不必裝設(shè)操作過電壓保護器，原先已設(shè)的可以不用，既可節(jié)能，又省運行費用。
(4)對于大容量發(fā)電機，如存在滑環(huán)碳刷導(dǎo)流超限的問題?？梢酝ㄟ^適當(dāng)改變勵磁參數(shù)(電流、電壓額定值)的途徑來解決。例如火電60萬千瓦發(fā)電機，如果采用自并激勵磁系統(tǒng)和這種無源滅磁技術(shù)，就不一定要采用無刷勵磁系統(tǒng)，對發(fā)電機的快速滅磁將更為有利。
本實用新型之目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。
它是由三個電路構(gòu)成的，包括有附加可控硅續(xù)流電路；其作用是為發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流提供續(xù)流通道；操作控制電路，它是本實用新型的心環(huán)節(jié)；信號顯示與自動復(fù)歸電路。
所述的附加可控硅續(xù)流電路，是由二極管DI與可控硅KPI及其控制電路組成，此外還設(shè)有其檢測電路。
所述的操作控制電路包含有接收來自發(fā)電機保護盤繼電器BCJ發(fā)出的滅磁指令、附加可控硅續(xù)流電路光控三極管TG1I或電流繼電器GLJ的檢測指令和信號顯示與自動復(fù)歸電路繼電器ZFJ的復(fù)歸指令。
它有下列控制環(huán)節(jié)其一、是通過SWJ繼電器分閘動作，使接于引線端子(7)(8)的SWJ接點去斷開可控硅整流器的脈沖電源。
其二、是通過GZJ繼電器動作，使接于附加可控硅續(xù)流電路的可控硅控制極的接點GZJ的閉合，而導(dǎo)通其控制極回路。
其三、是通過MZJ繼電器動作，使接于滅磁開關(guān)跳閘回路的MZJ1接點的閉合，使滅磁開關(guān)跳閘進行滅磁。
此外還有2個發(fā)訊環(huán)節(jié)和1個復(fù)歸信號保持環(huán)節(jié)。
所述的信號顯示與自動復(fù)歸電路，為可編程控制器PLC電路，它有下列環(huán)節(jié)其一、是通過接于PLC輸入端GZJ2接點的閉合，而顯示本實用新型進入工作狀態(tài)。
其二、是通過接于PLC輸入端MZJ2接點的閉合，而顯示本實用新型進入滅磁狀態(tài)。
其三、是通過接于PLC輸入端DYJ接點的閉合，而顯示本實用新型滅磁狀態(tài)已結(jié)束。(低電壓繼電器DYJ接于發(fā)電機PT二次電壓)。
其四、是通過接于PLC輸出端的ZFJ繼電器動作，發(fā)出復(fù)歸指令后，本實用新型將立即復(fù)歸到原先的待命狀態(tài)，但其復(fù)歸信號則由操作控制電路的紅燈HD3保持在點亮狀態(tài)。
此外還通過接于PLC輸出端的SD1、SD2、SD3顯示模擬信號；通過接于PLC輸出端00104的周波計數(shù)器，指示出發(fā)電機的滅磁時間。
本實用新型優(yōu)點如下①組件性能可靠，體積小，安裝、接線方便。
②功能齊全，動作快速準確，操作試驗方便。
③信號顯示，自動復(fù)歸，運動維護方便。
④通用性強，適合新、老各種容量機組。
因此，本實用新型將使采用自并激勵磁系統(tǒng)發(fā)電機的廣大用戶，易于實施新的無源滅磁技術(shù)，并從中取得效益。


圖1為本實用新型方框圖(一)圖2為本實用新型(單制)附加可控硅續(xù)流電路圖(一)圖3為本實用新型(雙制)附加可控硅續(xù)流電路圖(一)圖4為本實用新型操作控制電路圖(一)
圖5方框3信號與自動復(fù)歸電路圖6為本實用新型方框圖(二)圖7為本實用新型(單制)附加可控硅續(xù)流電路圖(二)圖8為本實用新型(雙制)附加可控硅續(xù)流電路圖(二)圖9為本實用新型操作控制電路圖(二)圖10為本實用新型安裝、接線示意圖圖11為本實用新型(單制)附加可控硅續(xù)流電路圖(三)圖12為本實用新型(雙制)附加可控硅續(xù)流電路圖(三)圖13為本實用新型操作控制電路圖(三)
以下結(jié)合附圖詳細描述本實用新型如圖1所示，方框1為附加可控硅續(xù)流電路方框2為操作控制電路方框3為信號顯示、自動復(fù)歸電路其虛線框外的端子(1)、(2)為接220V直流電源的接線端子。
(3)、(4)為接220V交流電源的接線端子。
(5)、(6)為與可控硅整流器直流側(cè)的連接端子。
(7)、(8)為與可控硅整流器脈沖電源的連接端子。
(9)為保護盤來的指令接線端子。
(10)為跳滅磁開關(guān)的接線端子。
(11)、(12)為PT二次電壓的接線端子。
方框1電路與方框2電路之間；方框2電路與方框3電路之間的連線數(shù)量，由具體設(shè)計方案而定。
如圖2所示，引線端子(6)與二級管D1的陽極連接，其陰極與可控硅KP1的陽極和電阻R1、R2的各一端相連，KP1的陰極接到引線端子(5)，穩(wěn)壓管DW與電容器C1相并聯(lián)，接于KP1的陰極與控制極之間。電阻RI的另一端與GZJ開接點一端及光電管TG1的負極相接，電阻R2的另一端與TG1的正極相接。 GZJ1開接點的另一端與KP1的控制極相連。
GZJ1和TG1屬于方框2電路的器件。
圖3與圖2的主要區(qū)別，在于KP1的陽極和陰極兩端并接入KP1′的相應(yīng)端子，其控制極的控制電路和監(jiān)控電路的結(jié)線，KP1’與KP1完全相同。
如圖4所示，電源監(jiān)視燈HD1經(jīng)電阻R12接于直流220V電源正、負兩端。
來自保護盤的BCJ接點及其電流保持繼電器接于引線端子(9)，經(jīng)高壓中間繼電器的GZJ3，常閉接點與電阻R3的一端相連，R3的另一端接至電源負極。
試驗按鈕AN1常開接點一端接于電源正極，其另一端與SWJ1的開接點一端、GZJ3閉接點和電阻R3的公共連線相接，SWJ1接點的另一端經(jīng)SWJ分閘線圈與電阻R4相連，R4的另一端接至電源負極。SWJ分閘線圈兩端并接入二極管D2。
SWJ2接點一端接于電源正極，其另一端接與GZJ繼電器線卷一端連接，其另一端又經(jīng)電阻R5接至電源負極。
操作按鈕AN2的開接點一端接于電源正極，其另一端經(jīng)SWJ3按點連至SWJ合閘線圈，其線卷的另一端經(jīng)電阻R6接至電源負極。SWJ合閘線卷兩端并接入二極管D3。
自動復(fù)歸繼電器ZFJ1常開接點一端于電源正極，其另一端接入AN2與SWJ3的公共連接。
復(fù)歸按鈕AN3閉接點的一端接于電源正極，其另一端與ZFJ3與ZFJ2接點的公共端和KP3的陽極端子相接，KP3的陰極經(jīng)燈HD3及電阻R9接到電源負極。ZFJ2接點的另一端KP2的陽極和電阻R8的一端相連，電阻R8的另一端與試驗按鈕AN4的開接點一端和光電管TG1的集電極相連，AN4的另一端與TG1的發(fā)射極相連后又與KP2的控制極相連接。ZFL3接點的另一端經(jīng)電阻R10接到KP3的控制極。
KP2的陰極與滅磁繼電器MZJ線圈一端連接，其線圈的另一端經(jīng)電阻R7接到電源負極。
MZJ1常開接點的一端接于電源的正極，其另一端接到引線端子(10)。端子(10)的出線接到滅磁開關(guān)的跳閘電路。
SWJ4開接點兩端為引出線端子(7)(8)，SWJ4接點兩端并接有電容器C2和電阻R11串聯(lián)的電路，端子(7)(8)的引出線是接到可控硅整流器脈沖電源的電路。
GZJ2及MZJ2的接點是接到方框3電路的輸入端。
如圖5所示，其主體電路為可編程序控制器PLC。它輸入端接有交流220伏電源及內(nèi)部引出的直流24V電源，紅燈HD2經(jīng)電阻R13接于220伏交流電源(3)(4)端子，作為電源監(jiān)視燈。GZJ2及MZJ2接點的公共端接于直流24V電源的正極，GZJ2接點的另一端接于00000端子，MZJ2接點的另一端接于00001端子。
低電壓繼電器DYJ接點的一端接24V電源正端、另一端接00002端子。
其輸出端有內(nèi)部引出的直流24V電源，指示燈SD1，SD2，SD3的正極和自動復(fù)歸繼電器ZFJ線圈的一端接于電源的正極。SD1的陰極接于00100端子，SD2的陰極接于00101端子，SD3的陰極接于00102端子，ZFJ線圈接于00103端子。
周波計數(shù)器接于PLC輸出端00104端子。
低電壓繼電器DYJ線圈接線端子(11)、(12)，接PT二次電壓。
接點ZFJ1和ZFJ2為自動復(fù)歸指令，ZFJ3為復(fù)歸信與保持指令。
圖6與圖1的區(qū)別，主要是方框1電路與方框2電路之間的監(jiān)控連接線數(shù)量不同。
圖7與圖2的區(qū)別是檢測元件為電流繼電器GLJ取代光電三極管TG1。
圖8與圖3的區(qū)別是檢測元件為電流繼電器GLJ取代光電三極管TG1。
圖9與圖4的主要區(qū)別在于其監(jiān)控電路采用繼電器GLJ取代光電三極管TG1。
如圖10所示，端子(1)(2)為220V直流電源的接線端子。
端子(3)(4)為220V交流電源的接線端子。
端子(5)(6)為與可控硅整流器輸出端的連接端子。
端子(7)(8)為與可控硅整流器脈沖電源的連接端子。
端子(9)為保護盤來的指令連接端子。
端子(10)為跳滅磁開關(guān)的連接端子。
端子(11)(12)為PT二次電壓的接線端子。
圖11與圖7的區(qū)別，以脈沖變壓器取代GZJ繼電器，其控制電路亦作相應(yīng)改變。
圖12與圖8的區(qū)別，以脈沖變壓器取代GZJ繼電器，其控制電路亦作相應(yīng)改變。
圖13與圖9的區(qū)別，因GZJ繼電器的作用已被脈沖觸發(fā)器和脈沖變壓器取代，其操作電路亦作相應(yīng)改變。
圖6、圖10方框2電路增加引線端子(13)接整流器脈沖電源負極。
權(quán)利要求1.一種無源滅磁自動控制器，其特征在于它是由附加可控硅續(xù)流電路、操作控制電路、信號顯示與自動復(fù)歸電路構(gòu)成的，所述的附加可控硅續(xù)流電路；可控硅整流器直流側(cè)的引線端子(6)與二級管D1的陽極連接，其陰極與可控硅KP1的陽極和電阻R1，R2的各一端相連，KP1的陰極接到引線端子(5)，穩(wěn)壓管W1與電容器C1相并聯(lián)，接于KP1的陰極與控制極之間；電阻RI的另一端與GZJ1開接點一端及光電管TG1的負極相接，電阻R2的另一端與TG1的正極相接；GZJ1開接點的另一端與KP1的控制極相連；所述的操作控制電路來自保護盤的BCJ接點及其電流保持繼電器接于引線端子(9)，經(jīng)高壓中間繼電器的GZJ3常閉接點與電阻R3的一端相連，R3的另一端接至電源負極；試驗按鈕AN1常開接點一端接于電源正極，其另一端與SWJ1的開接點一端、GZJ3閉接點和電阻R3的公共連線相接，SWJ1接點的另一端經(jīng)SWJ分閘線卷與電阻R4相連，R4的另一端接至電源負極，SWJ分閘線圈兩端并接入二級管D2；SWJ2接點一端接于電源正極，其另一端與GZJ繼電器線圈一端連接，其另一端又經(jīng)電阻R5接至電源負極；操作按鈕AN2的開接點一端接于電源正極，其另一端經(jīng)SWJ3接點連至SWJ合閘線圈，其線圈的另一端經(jīng)電阻R6接至電源負極；SWJ合閘線圈兩端并接入二極管D3；自動復(fù)歸繼電器ZFJ1常開接一端接于電源正極，其另一端接入AN2與SWJ3的公共連接；復(fù)歸按鈕AN3閉接點的一端接于電源正極，其另一端與ZFJ3及ZFJ2接點的公共端和KP3的陽極端子相接，KP3的陰極經(jīng)燈HD3及電阻R9接到電源負極，ZFJ2接點的另一端KP2的陽極和電阻R3的一端相連，電阻R3的另一端與試驗按鈕AN4的開接點一端和光電管TG1的集電極相連，AN4的另一端與TG1的發(fā)射極相連后又與KP2的控制極相連接；ZFJ3接點的另一端經(jīng)電阻R10接到KP3的控制極；KP2的陰極與滅磁繼電器MZJ線圈一端連接，其線圈的另一端經(jīng)電阻R7接到電源負極；MZJ1常開接點的一端接于電源的正極，其另一端接到引線端子(10)；端子(10)的出線接到滅磁開關(guān)的跳閘電路；SWJ4開接點兩端為引出線端子(7)(8)，SWJ4接點兩端并按有電容器C2和電阻R1串聯(lián)的電路，端子(7)(8)的引出線是接到可控硅整流器脈沖電源的電路；GZJ2及MZJ2的接點是接到信號顯示與自動復(fù)歸電路的輸入端；所述的信號顯示與自動復(fù)歸電路其主體電路為可編程序控制器PLC，它輸入端接有交流220伏電源及內(nèi)部引出的直流24V電源；GZJ2及MZJ2接點的公共端接于直流24V電源的正極，GZJ2接點的另一端接于00000端子，MZJ2接點的另一端接于00001端子；低電壓繼電器DYJ接點的一端接24V電源正端、另一端接00002端子；其輸出端有內(nèi)部引出的直流24V電源，指示燈SD1，SD2SD3的正極和自動復(fù)歸繼電器ZFJ線圈的一端接于電源的正極，SD1的陰極接于00100端子，SD2的陰極接于00101端子，SD3的陰極接于00102端子，ZFJ線圈的另一端接于00103端子；周波計數(shù)器接于PLC輸出端00104端子；低電壓繼電器DYJ線圈接線端子(11)、(12)，接PT二次電壓。接點ZFJ1和ZFJ2為自動復(fù)歸指令，ZFJ3為復(fù)歸信號保持指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種無源滅磁自動控制器，其特征在于所述的附加可控硅續(xù)流電路KP1的陽極和陰極兩端并接入KP1′的相應(yīng)端子，其控制極的控制電路和監(jiān)控電路的結(jié)線，KP1′與KP1完全相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無源滅磁自動控制器，其特征在于所述的附加可控硅續(xù)流電路檢測元件為電流繼電器GLJ取代光電三極管TG1。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無源滅磁自動控制器，其特征在于所述的附加可控硅續(xù)流電路檢測元件為電流繼電器GLJ取代光電三極管TG1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無源滅磁自動控制器，其特征在于所述的操作控制電路中的監(jiān)控電路采用繼電路GLJ取代光電三極管TG1。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無源滅磁自動控制器，其特征在于所述的附加可控硅續(xù)流電路控制元件為脈沖變壓器取代GZL繼電器。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無源滅磁自動控制器，其特征在于所述的附加可控硅續(xù)流電路控制元件為脈沖變壓器所取代GZL繼電器。
專利摘要本實用新型涉及一種無源滅磁自動控制器,屬于自并激勵磁系統(tǒng)電源開關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新。它具有負載開關(guān)的作用,即通過對可控硅整流器運行工況的實施控制,達到快速減載和斷電源的目的,它是此類發(fā)電機實施無源滅磁技術(shù)方案的專用設(shè)備。它是由附加可控硅續(xù)流電路,操作控制電路,信號顯示與自動復(fù)歸電路構(gòu)成的。其優(yōu)點是組件可靠,體積小,安裝、接線方便;功能齊全,動作準確,操作試驗方便;信號顯示,自動復(fù)歸,運行維護方便;通用性強,新、老各種容量機組均適用。
文檔編號H02K19/10GK2394372SQ9925014
公開日2000年8月30日 申請日期1999年11月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月1日
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