专利名称：灭磁开关操作控制器的制作方法
技术领域：
本发明属于发电系统自动控制领域，具体涉及一种灭磁开关操作控制器。
背景技术：
我们知道，在发电机励磁系统中，灭磁开关是发电机励磁回路的主开关，俗称磁场 断路器，其主要作用是可随时切断发电机励磁回路电流，达到快速降低发电机电压的目的。目前现有的灭磁开关操作控制装置，其灭磁开关控制回路一般由合闸监视继电 器、合闸线包、合闸时间继电器、分闸监视继电器、分闸时间继电器与分闸线包等组成，并选 用IlOV 220V的直流电源进行供电操作，如图1所示。其合闸操作控制回路由合闸监视、 合闸操作、自保持及延时三个单元组成，分闸操作控制回路由分闸监视、分闸操作、后备分 闸操作三个单元组成。虽然其操作控制回路简单，但存在着安全隐患，合闸操作控制回路在 分闸情况下线包是长期带电的，分闸操作控制回路在合闸情况下也一样，一旦任一操作控 制回路短路很容易造成线包烧毁；同时由于供电电压一般为220V的直流，其时间继电器大 多选用DZS系列，该系列继电器体积大，安装布置困难，在微机励磁系统下耗能明显；在合 闸操作控制回路中，时间继电器使用常闭触点，一旦继电器故障，很容易烧损灭磁开关的合 闸线圈，且操作电压适应性差。
发明内容
本发明提供了一种灭磁开关操作控制器，体积小、耗能低、可靠性好、安全系数高， 能灵活控制灭磁开关的合分闸操作。一种灭磁开关操作控制器，包括灭磁开关合闸控制单元，与合闸操作回路连接，用于控制合闸操作接触器线圈瞬 时得电、延时失电；灭磁开关合分闸监视单元，分别与合闸操作回路和分闸操作回路连接，用于监控 合闸操作回路和分闸操作回路工作状况并在故障时输出报警信号；灭磁开关后备分闸控制单元，分别与分闸操作回路和后备分闸操作回路连接，用 于在分闸操作回路出现故障时启动后备分闸操作回路。所述的灭磁开关合闸控制单元包括第一电阻、第二电阻、第一光电隔离电路和包 括有合闸继电器的低压合闸控制电路；所述的合闸继电器的常开触点、第一电阻和第二电阻的一端通过第①引脚与合闸 操作回路的正输入端连接，所述的合闸继电器的常开触点和第一电阻的另一端通过第②引 脚与合闸操作回路的负输入端连接，第二电阻的另一端与所述的第一光电隔离电路的第一 输入端连接，所述的第一光电隔离电路的第二输出端接地，所述的第一光电隔离电路的第 四输入端与低压电源正极连接，所述的第一光电隔离电路的第三输出端与所述的低压合闸 控制电路连接；所述的低压合间控制电路包括五个电阻、两个稳压二极管、一个二极管、两个三极管、一个发光二极管、一个电容和一个合间继电器；其中，第十六电阻和第十三电阻的一端 与第一光电隔离电路的第三输出端连接，第十六电阻的另一端分别与第十电容的正极、第 十九电阻的一端和第十一稳压二极管的负极连接，第十一稳压二极管的正极与第一三极管 的基极连接，第十电容的负极、第十九电阻的另一端与第一三极管的射极均与低压电源负 极连接，第一三极管的集电极分别与第十三电阻的另一端、第十稳压二极管的负极、第十八 电阻的一端连接，第十稳压二极管的正极与第三三极管的基极连接，第三三极管的射极与 第十八电阻的另一端均与低压电源负极连接，第三三极管的集电极与合闸继电器的线圈的 一端、第五二极管的正极、第一发光二极管的负极连接，第一发光二极管的正极与第十电阻 的一端相连，第十电阻的另一端与合闸继电器的线圈的另一端、第五二极管的负极均与低 压电源正极连接。所述的灭磁开关合分闸监视单元包括第三电阻、第四电阻、第二光电隔离电路、 第三光电隔离电路、第八二极管、第九二极管和包括有监视继电器的低压合分间监视电路； 第三电阻和第四电阻的一端通过第③引脚与控制母线正极连接而接入到合闸操作回路和 分闸操作回路，第三电阻的另一端与所述的第二光电隔离电路的第一输入端连接，所述的 第二光电隔离电路的第二输出端通过第④引脚与合闸操作回路连接，所述的第二光电隔离 电路的第四输入端与低压电源正极连接，所述的第二光电隔离电路的第三输出端与第八二 极管的一端连接，第八二极管的另一端与所述的低压合分闸监视电路连接；第四电阻的另 一端与所述的第三光电隔离电路的第一输入端连接，所述的第三光电隔离电路的第二输出 端通过第⑤引脚与分闸操作回路连接，所述的第三光电隔离电路的第四输入端与低压电源 正极连接，所述的第三光电隔离电路的第三输出端与第九二极管的一端连接，第九二极管 的另一端与所述的低压合分闸监视电路连接；所述的监视继电器的常开触点通过第@和 引脚与外部连接，输出报警信号；所述的低压合分间监视电路包括五个电阻、一个电容、两个稳压二极管、一个二 极管、一个发光二极管、两个三极管和监视继电器；其中，第十七电阻的一端分别与第八二 极管的负极、第九二极管的负极连接，第十七电阻的另一端与第十三稳压二极管的负极、第 二十一电阻的一端连接，第十三稳压二极管的正极与第二三极管的基极连接，第二三极管 的射极与第二十一电阻的另一端均与低压电源负极连接，第二三极管的集电极分别与第 二十电阻的一端、第十二稳压二极管的负极、第十一电容的正极、第十四电阻的一端连接， 第十一电容的负极与低压电源负极连接，第二十电阻的另一端与第四三极管的射极均与低 压电源负极连接，第十二稳压二极管的正极与第四三极管的基极连接，第四三极管的集电 极与监视继电器的线圈的一端、第六二极管的正极、第二发光二极管的负极连接，第二发光 二极管的正极与第十一电阻的一端连接，第十一电阻的另一端、第十四电阻的另一端、第 六二极管的负极与监视继电器的线圈的另一端均与低压电源正极连接。所述的灭磁开关后备分闸控制单元包括第五电阻、第十五电阻、第四光电隔离电 路和包括有后备分间继电器的低压后备分间控制电路，后备分间继电器的第一常开触点和 第五电阻的一端通过第⑥引脚与分闸操作回路相连，后备分闸继电器的第一常开触点的另 一端通过第⑦引脚与后备分闸操作回路相连，第五电阻的另一端与所述的第四光电隔离电 路的第一输入端连接，所述的第四光电隔离电路的第二输出端与低压电源负极连接，所述 的第四光电隔离电路的第四输入端与低压电源正极连接，所述的第四光电隔离电路的第三输出端与第十五电阻的一端连接，第十五电阻的另一端与所述的低压后备分闸控制电路连 接，后备分闸继电器的第二常开触点通过第 和 引脚与外部连接，输出后备分闸动作信 号；所述的低压后备分间控制电路包括第十二电阻、第二十二电阻，第七二极管、第 十四稳压二极管、第十二电容、第三发光二极管、第五三极管和后备分间继电器；其中，第 十二电容的正极、第二十二电阻的一端、第十四稳压二极管的负极分别与第十五电阻的另 一端连接，第十二电容的负极、第二十二电阻的另一端与第五三极管的射极均与低压电源 负极连接，第十四稳压二极管的正极与第五三极管的基极连接，第五三极管的集电极分别 与后备分闸继电器的线圈的一端、第七二极管的正极、第三发光二极管的负极连接，第三发 光二极管的正极与第十二电阻的一端连接，第十二电阻的另一端、第七二极管的负极、后备 分闸继电器的线圈的另一端均与低压电源正极连接。低压电源通过第 和 弓丨脚接入。高压电源通过第⑧弓I脚接地。优选的技术方案中，所述的低压电源为24V的直流电，所述的合闸操作回路和分 闸操作回路采用IlOV 220V直流供电。优选的技术方案中，所述的合闸继电器、监视继电器和后备分闸继电器均采用小 型印刷板焊接型功率继电器，如G2RL-2A或G2RL-2继电器。优选的技术方案中，所述的合闸继电器线圈、监视继电器线圈和后备分闸继电器 线圈三种继电器线圈的额定电压为直流12V、24V或48V。相应地，三种继电器线圈的常开触 点，即合闸继电器线圈的第一常开触点、监视继电器线圈的第一常开触点、后备分闸继电 器线圈的第一和第二常开触点，其电压为直流24V、48V、110V、220V或300V。优选的技术方案中，第十电容、第十一电容和第十二电容为电解电容。本发明的工作原理是灭磁开关合闸控制单元接收来自合闸操作回路发出的合闸操作命令信号，该直流 高电频经过光电隔离后触发该单元内的低压合闸控制电路，由于该电路中第十电容需要充 电，第一三极管并不能马上导通，低电频直接触发第三三极管导通，同时促使合间继电器通 电动作，合闸继电器常开触点也随之动作而闭合，合闸操作回路导通触发合闸操作接触器 动作，并使灭磁开关合闸。经过0. 6 0. 8s的延时，低压合闸控制电路中的第十电容充电 完成，第一三极管触发导通，并致使第三三极管截止，合间继电器也随之释放，合间继电器 常开触点断开，合闸操作回路断电，合闸操作接触器释放，合闸操作完成。在正常合闸状态时，直流高电频经过光电隔离后触发灭磁开关合分闸监视单元内 的低压合分间监视电路，此时第二三极管触发导通，这样由外部输入至监视继电器的低电 频直接经第二三极管返回与低压电源负极连接，监视继电器始终不通电；同理在正常分闸 状态时，监视继电器也始终不通电，这样就表明合分闸操作回路无异常。当合分闸操作回路 有故障，合分闸操作回路均没有高电频触发该单元内的光电隔离器，低压监视电路中的第 二三极管就没有办法导通，此时由外部输入至监视继电器的低电频将直接触发第四三极管 导通，这样监视继电器得电动作，监视继电器常开触点闭合，并发出报警信号。当分闸接触器出现故障未能及时分断灭磁开关时，灭磁开关后备分闸控制单元接 收来自分闸操作回路发出的分闸操作命令信号，该直流高电频经过光电隔离后触发单元内 的低压后备分闸控制电路，由于该电路中第十二电容需要充电，第五三极管并不能马上导通，经过0. 6 0. 8s的延时，第十二电容充电完成，第五三极管触发导通，并促使后备分闸 继电器通电动作，后备分闸继电器常开触点也随之动作而闭合，并发出后备分闸动作信号， 同时，后备分闸操作回路导通并触发后备分闸接触器动作。相对于现有技术，本发明具有以下有益的技术效果(1)灭磁开关操作控制器采用操作回路与控制电路高低电压完全隔离的方式，从 而使得安全系数得到显著提高。(2)灭磁开关操作控制器内各继电器均选用小型印刷板焊接型功率继电器，并利 用电容充电延时以及三极管导通原理，使控制器体积更趋小型化，安装布置方便，控制灵 活，耗能量低，尤其适用于微机励磁系统。(3)在灭磁开关合闸控制单元中，合闸继电器瞬时动作，延时断开，因此一旦继电 器发生故障，也不会损坏灭磁开关的合闸线圈，且继电器操作电压适应性好。
图1为现有技术的灭磁开关操作控制器的电路图。图2为本发明的灭磁开关操作控制器的电路图。图3为本发明中灭磁开关合闸控制单元的电路图。图4为本发明中灭磁开关合分闸监控制单元的电路图。图5为本发明中灭磁开关后备分闸控制单元的电路图。
具体实施例方式下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。如图2 5所示，一种灭磁开关操作控制器，包括灭磁开关合闸控制单元，与合闸操作回路连接，用于控制合闸操作接触器61HC线 圈瞬时得电、延时失电；灭磁开关合分闸监视单元，分别与合闸操作回路和分闸操作回路连接，用于监控 合闸操作回路和分闸操作回路工作状况并在故障时输出报警信号；灭磁开关后备分闸控制单元，分别与分闸操作回路和后备分闸操作回路连接，用 于在分闸操作回路出现故障时启动后备分闸操作回路。如图2和3所示，灭磁开关合闸控制单元包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一光 电隔离电路、和包括有合闸继电器的低压合闸控制电路，合闸继电器的常开触点61ZJ_1、第 一电阻Rl和第二电阻R2的一端通过第①引脚与合闸操作回路的正输入端连接，合闸继电 器的常开触点61ZJ_1和第一电阻Rl的另一端通过第②引脚与合闸操作回路的负输入端连 接，第二电阻R2的另一端与第一光电隔离电路的第一输入端1连接，第一光电隔离电路的 第二输出端2接地，第一光电隔离电路的第四输入端4与低压电源正极(DC+24V)连接，第 一光电隔离电路的第三输出端3与低压合闸控制电路连接；其中，第一光电隔离电路由第一光电隔离器U1、第一二极管Dl和第一电容Cl构 成，第一二极管Dl的一端和第一电容Cl的一端连接第一光电隔离器Ul的第一输入端1，并 与第二电阻R2的另一端相连；第一二极管Dl的另一端和第一电容Cl的另一端与第一光电 隔离器Ul的第二输出端2相连并接地；
其中，低压合闸控制电路包括五个电阻、两个稳压二极管、一个二极管、两个三极 管、一个发光二极管、一个电容和一个合闸继电器；其中，第十六电阻R16和第十三电阻R13 的一端与第一光电隔离电路中第一光电隔离器Ul的第三输出端3连接，第十六电阻R16 的另一端分别与第十电容ClO的正极、第十九电阻R19的一端和第十一稳压二极管Dll的 负极连接，第十一稳压二极管Dll的正极与第一三极管Tl的基极连接，第十电容ClO的负 极、第十九电阻R19的另一端与第一三极管Tl的射极均与低压电源负极(DC-24V)连接， 第一三极管Tl的集电极分别与第十三电阻R13的另一端、第十稳压二极管DlO的负极、第 十八电阻R18的一端连接，第十稳压二极管DlO的正极与第三三极管T3的基极连接，第 三三极管T3的射极与第十八电阻R18的另一端均与低压电源负极(DC-24V)连接，第三三 极管T3的集电极与合闸继电器61ZJ的线圈的一端、第五二极管D5的正极、第一发光二极 管Hl的负极连接，第一发光二极管Hl的正极与第十电阻RlO的一端相连，第十电阻RlO 的另一端与合闸继电器61ZJ的线圈的另一端、第五二极管D5的负极均与低压电源正极 (DC+24V)连接。如图2和4所示，灭磁开关合分闸监视单元包括第三电阻R3、第四电阻R4、第二 光电隔离电路、第三光电隔离电路、第八二极管D8、第九二极管D9和包括有监视继电器的 低压合分闸监视电路；第三电阻R3和第四电阻R4的一端通过第③引脚与正极控制母线 +KM连接而接入到合闸操作回路和分闸操作回路，第三电阻R3的另一端与第二光电隔离电 路的第一输入端1连接，第二光电隔离电路的第二输出端2通过第④引脚与合闸操作回路 连接，第二光电隔离电路的第四输入端4与低压电源正极(DC+24V)连接，第二光电隔离电 路的第三输出端3与第八二极管D8的一端连接，第八二极管D8的另一端与低压合分闸监 视电路连接；第四电阻R4的另一端与第三光电隔离电路的第一输入端1连接，第三光电隔 离电路的第二输出端2通过第⑤引脚与分闸操作回路连接，第三光电隔离电路的第四输入 端4与低压电源正极(DC+24V)连接，第三光电隔离电路的第三输出端3与第九二极管D9 的一端连接，第九二极管D9的另一端与低压合分间监视电路连接；监视继电器的常开触点 K61_l通过第 和 引脚与外部连接，输出报警信号。其中，第二光电隔离电路由第二光电隔离器U2、第二二极管D2和第二电容C2构 成，第二二极管D2的一端和第二电容C2的一端连接第二光电隔离器U2的第一输入端1，并 与第三电阻R3的另一端相连；第二二极管D2的另一端和第二电容C2的另一端与第二光电 隔离器U2的第二输出端2相连并与第④引脚连接；其中，第三光电隔离电路由第三光电隔离器U3、第三二极管D3和第三电容C3构 成，第三二极管D3的一端和第三电容C3的一端连接第三光电隔离器U3的第一输入端1，并 与第四电阻R4的另一端相连；第三二极管D3的另一端和第三电容C3的另一端与第三光电 隔离器U3的第二输出端2相连并与第⑤引脚连接；其中，低压合分间监视电路包括五个电阻、一个电容、两个稳压二极管、一个二 极管、一个发光二极管、两个三极管和监视继电器；其中，第十七电阻R17的一端分别与第 八二极管D8的负极、第九二极管D9的负极连接，第十七电阻R17的另一端与第十三稳压二 极管D13的负极、第二十一电阻R21的一端连接，第十三稳压二极管D13的正极与第二三极 管Τ2的基极连接，第二三极管Τ2的射极与第二十一电阻R21的另一端均与低压电源负极 (DC-24V)连接，第二三极管Τ2的集电极分别与第二十电阻R20的一端、第十二稳压二极管D12的负极、第十一电容Cll的正极、第十四电阻R14的一端连接，第十一电容Cll的负极 与低压电源负极(DC-24V)连接，第二十电阻R20的另一端与第四三极管T4的射极均与低 压电源负极(DC-24V)连接，第十二稳压二极管D12的正极与第四三极管T4的基极连接，第 四三极管T4的集电极与监视继电器K61的线圈的一端、第六二极管D6的正极、第二发光二 极管H2的负极连接，第二发光二极管H2的正极与第十一电阻Rll的一端连接，第十一电阻 Rll的另一端、第十四电阻R14的另一端、第六二极管D6的负极与监视继电器K61的线圈的 另一端均与低压电源正极(DC+24V)连接。如图2和5所示，灭磁开关后备分闸控制单元包括第五电阻R5、第十五电阻R15、 第四光电隔离电路、和包括有后备分闸继电器的低压后备分闸控制电路，后备分闸继电器 的第一常开触点62ZJ_1和第五电阻R5的一端通过第⑥引脚与分闸操作回路相连，后备分 闸继电器的第一常开触点62ZJ_1的另一端通过第⑦引脚与后备分闸操作回路相连，第五 电阻R5的另一端与第四光电隔离电路的第一输入端1连接，第四光电隔离电路的第二输出 端2接地，第四光电隔离电路的第四输入端4与低压电源正极(DC+24V)连接，第四光电隔 离电路的第三输出端3与第十五电阻R15的一端连接，第十五电阻R15的另一端与低压后 备分闸控制电路连接，后备分闸继电器的第二常开触点62ZJ_2通过第 和 引脚与外部 连接，输出后备分闸动作信号。其中，第四光电隔离电路由第四光电隔离器U4、第四二极管D4和第四电容C4构 成，第四二极管D4的一端和第四电容C4的一端连接第四光电隔离器U4的第一输入端1，并 与第五电阻R5的另一端连接；第四二极管D4的另一端和第四电容C4的另一端与第四光电 隔离器U4的第二输出端2相连并接地。其中，低压后备分闸控制电路包括第十二电阻R12、第二十二电阻R22，第七二极 管D7、第十四稳压二极管D14、第十二电容C12、第三发光二极管H3、第五三极管T5和后备 分闸继电器62ZJ的线圈；其中，第十二电容C12的正极、第二十二电阻R22的一端、第十四 稳压二极管D14的负极分别与第十五电阻R15的另一端连接，第十二电容C12的负极、第 二十二电阻R22的另一端与第五三极管T5的射极均与低压电源负极(DC-24V)连接，第 十四稳压二极管D14的正极与第五三极管T5的基极连接，第五三极管T5的集电极分别与 后备分闸继电器62ZJ的线圈的一端、第七二极管D7的正极、第三发光二极管H3的负极连 接，第三发光二极管H3的正极与第十二电阻R12的一端连接，第十二电阻R12的另一端、第 七二极管D7的负极、后备分闸继电器62ZJ的线圈的另一端均与低压电源正极(DC+24V)连 接。低压电源为DC24V，通过第 和 引脚接入。高压电源通过第⑧引脚接地。第十电 容、第十一电容和第十二电容为电解电容。上述的灭磁开关操作控制器的运行原理如下如图2和3所示，当合闸操作按钮61HA闭合，灭磁开关处于分断状态，其合闸接触 器FMK常闭触点FMK_1闭合，直流高电频经过第一光电隔离器Ul触发灭磁开关合闸控制单 元内的低压合闸控制电路并接地，其路径为+KM — 61HA — FMK_1 —第①引脚一R2 — Ul (1) — Ul (2)—第⑧引脚一-KM经光电隔离触发后，第一光电隔离器Ul输出低电频，由于低压合闸控制电路中的 第十电容ClO需要充电，第一三极管Tl截止，第三三极管T3率先导通，合闸继电器61ZJ的线圈通电动作，其常开触点61ZJ_1闭合，合闸操作回路导通触发合闸操作接触器61HC线圈 通电动作，其辅助常开触点61HC_1、61HC_2、61HC_3均闭合，合闸操作接触器61HC自保持， 合闸动作回路导通触发灭磁开关合闸接触器FMK线圈通电动作，灭磁开关合闸。第三三极管T3导通路径为DC+24V —第 引脚 —U1 ⑷一U1 (3) — R13 — D10 — T3 基极⑶一T3 发射极(E)—第 引脚一DC-24V 合 闸继电器61ZJ线圈导通路径为DC+24V —第 引脚一61ZJ — T3集电极(C) — T3发射极 (E)—第 引脚一DC-24V合闸操作回路导通路径为+KM — 61HA — FMK_1 —第①引脚一61ZJ_1 —第②引 脚一61HC — -KM合闸动作回路导通路径为+HM — 61HC_2 — FMK — 61HC_3 — -HM合闸操作接触器61HC自保持，第一光电隔离器U1输出低电频也同时保持，经过第 十六电阻R16对第十电容C10充电，经过0. 6 0. 8s的延时，当第十电容C10两端电压高于 第十一稳压二极管Dl 1两端电压值加上第一三极管T1导通电压值Vbe时，第一三极管T1饱 和导通，并致使第三三极管T3截止，合闸继电器61ZJ线圈也随之释放，其常开触点61ZJ_1 断开，合闸操作回路断电，合闸操作接触器61HC线圈释放，合闸操作完成。第一三极管T1导通路径为DC+24V —第 引脚 —U1 ⑷一U1 (3) — R16 — D11 — T1 基极(B) — T1 发射极(E)—第 引脚一DC124V如图2和4所示，在正常合闸状态时，灭磁开关处于分断状态，其合闸接触器FMK 常闭触点FMK_1闭合，直流高电频经过第二光电隔离器U2触发灭磁开关合分闸监视单元内 的低压合分闸监视电路并返回，其路径为+KM—第③引脚一R3 — U2(l) — U2 (2)—第④引脚一FMK_1 —第①引脚一R1 — 第②引脚一61HC — -KM经光电隔离触发后，第二光电隔离器U2输出低电频，此时第二三极管T2触发导 通，这样由外部输入至监视继电器K61线圈的低电频直接途经第十四电阻R14以及第二三 极管T2并接地，监视继电器K61始终不通电。第二 三极管T2导通路径为DC+24V —第 引脚 —U2 (4) — U2 (3) — D8 — R17 — D13 — T2 基极(B) — T2 发射极(E)—第 引脚一DC-24VVDC+24V—第 引脚一R14 —T2集电极(C) — T2发射极(E)—第 引脚一DC-24W当合闸操作回路有故障时，合闸操作回路没有高电频触发第二光电隔离器U2，低 压合分间监视电路中的第二三极管T2就没有办法导通，此时由外部输入至监视继电器K61 线圈的低电频将直接触发第四三极管T4导通，这样监视继电器K61线圈得电动作，其常开 触点K61_l闭合，并发出报警信号。监视继电器K61线圈导通路径为DC+24V—第 引脚一K61 —T4集电极(C) — T4 发射极(E)—第 引脚一DC-24W报警信号导通路径为线路671 —第 引脚一K61_l —第 引脚一线路673在正常分闸状态时，灭磁开关处于闭合状态，其合闸接触器FMK常开触点FMK_2闭 合，直流高电频经过第三光电隔离器U3触发灭磁开关合分间监视单元内的低压合分闸监 视电路并返回，其路径为+KM —第③引脚一R4 — U3 (1) — U3 (2)—第⑤引脚一FMK_2 — FMK_TQ1 — -KM
经光电隔离触发后，第三光电隔离器U3输出低电频，此时第二三极管T2触发导 通，这样由外部输入至监视继电器K61线圈的低电频直接途经第十四电阻R14以及第二三 极管T2并接地，监视继电器K61始终不通电。第二 三极管T2导通路径为DC+24V —第 引脚 —U3 (4) — U3 (3) — D9 —R17 —D13 —T2 基极(B) — T2 发射极(E)—第 引脚一DC-24VVDC+24V—第 引脚一R14 —T2集电极(C) — T2发射极(E)—第 引脚一DC-24V当分闸操作回路有故障时，分闸操作回路没有高电频触发第三光电隔离器U3，低 压合分间监视电路中的第二三极管T2就没有办法导通，此时由外部输入至监视继电器K61 线圈的低电频将直接触发第四三极管T4导通，这样监视继电器K61线圈得电动作，其常开 触点K61_l闭合，并发出报警信号。监视继电器Κ61线圈导通路径为DC+24V—第 引脚一Κ61 —Τ4集电极(C) — T4 发射极(E)—第 引脚一DC-24W报警信号导通路径为线路671 —第Θ引脚一K61_l —第 引脚一线路673故障分析第二光电隔离器U2和第三光电隔离器U3都无低电频输出时，后备分闸继电器 62ZJ延时动作，对应的工作状况是(1)有直流24V电源，(+ΚΜ-ΚΜ)操作电源消失。(2)灭磁开关闭合状态，灭磁开关合闸接触器FMK常开触点FMK_2没有闭合。(3)灭磁开关闭合状态，灭磁开关分闸接触器FMK_TQ1线圈断电。第二光电隔离器U2和第三光电隔离器U3都有低电频输出时，后备分闸继电器 62ZJ不动作，对应的工作状况是(1)直流24V电源消失。(2)灭磁开关分断状态，灭磁开关合闸接触器FMK常开触点FMK_2没有断开。(3)正常工作状况。如图2和5所示，当分闸接触器FMK_TQ1出现故障未能及时分断灭磁开关时，灭磁 开关后备分闸控制单元接收来自分闸操作回路发出的分闸操作命令信号，该直流高电频经 过第四光电隔离U4触发灭磁开关后备分闸控制单元内的低压后备分闸控制电路并接地， 其路径为+KM — 6ITA — FMK_2 —第⑥引脚一R5 — U4(l) — U4(2)—第⑧引脚一-KM经光电隔离触发后，第四光电隔离器U4输出低电频，由于低压后备分闸控制电路 中的第十二电容C12需要充电，第五三极管T5并不能马上导通，经过0. 6 0. 8s的延时， 第十二电解C12充电完成，第五三极管T5触发导通，并促使后备分闸继电器62ZJ线圈通电 动作，并通过其第二常开触点62ZJ_2向外部提供后备分闸信号，其第一常开触点62ZJ_1也 随之动作而闭合，后备分闸操作回路6导通并触发后备分闸接触器FMK_TQ2线圈通电动作， 灭磁开关分闸。第五三极管T5导通路径为DC+24V —第 引脚 —U4 (4) — U4(3) — R15 — D14 — T5 基极(B) — T5 发射极(E)—第 引脚一DC-24V后备分闸继电器62ZJ线圈导通路径为DC+24V—第 引脚一61ZJ — T5集电极 (C) — T5发射极(E)—第 引脚一DC-24V
后备分闸操作回路导通路径为+KM — 61TA — FMK_2 —第⑥引脚一62ZJ_1 —第 ⑦引脚一FMK_TQ2 — -KM后备分闸信号导通路径为第 引脚一61ZJ_2 —第 引脚。上述灭磁开关操作控制器，采用操作回路与控制电路高低电压完全隔离的方式， 从而使得安全系数得到显著提高，各继电器选用小型印刷板焊接型功率继电器并利用电容 充电延时以及三极管导通原理来实现控制，使控制器体积更趋小型化，安装布置方便，控制 灵活，耗能量低，操作电压适应性好，尤其适用于微机励磁系统，可随时控制切断发电机励 磁回路电流，达到快速降低发电机电压的目的。
权利要求
一种灭磁开关操作控制器，其特征在于，包括灭磁开关合闸控制单元，与合闸操作回路连接，用于控制合闸操作接触器的线圈瞬时得电、延时失电；灭磁开关合分闸监视单元，分别与合闸操作回路和分闸操作回路连接，用于监控合闸操作回路和分闸操作回路工作状况并在故障时输出报警信号；灭磁开关后备分闸控制单元，分别与分闸操作回路和后备分闸操作回路连接，用于在分闸操作回路出现故障时启动后备分闸操作回路。
2.根据权利要求1所述的灭磁开关操作控制器，其特征在于，所述的灭磁开关合闸控 制单元包括第一电阻、第二电阻、第一光电隔离电路和包括有合闸继电器的低压合闸控制 电路；所述的合闸继电器的常开触点、第一电阻和第二电阻的一端通过第①引脚与合闸操作 回路的正输入端连接，所述的合闸继电器的常开触点和第一电阻的另一端通过第②引脚与 合闸操作回路的负输入端连接，第二电阻的另一端与所述的第一光电隔离电路的第一输入 端连接，所述的第一光电隔离电路的第二输出端接地，所述的第一光电隔离电路的第四输 入端与低压电源正极连接，所述的第一光电隔离电路的第三输出端与所述的低压合闸控制 电路连接；所述的低压合间控制电路包括五个电阻、两个稳压二极管、一个二极管、两个三极管、 一个发光二极管、一个电容和一个合间继电器；其中，第十六电阻和第十三电阻的一端与第 一光电隔离电路的第三输出端连接，第十六电阻的另一端分别与第十电容的正极、第十九 电阻的一端和第十一稳压二极管的负极连接，第十一稳压二极管的正极与第一三极管的基 极连接，第十电容的负极、第十九电阻的另一端与第一三极管的射极均与低压电源负极连 接，第一三极管的集电极分别与第十三电阻的另一端、第十稳压二极管的负极、第十八电 阻的一端连接，第十稳压二极管的正极与第三三极管的基极连接，第三三极管的射极与第 十八电阻的另一端均与低压电源负极连接，第三三极管的集电极与合闸继电器的线圈的一 端、第五二极管的正极、第一发光二极管的负极连接，第一发光二极管的正极与第十电阻的 一端相连，第十电阻的另一端与合闸继电器的线圈的另一端、第五二极管的负极均与低压 电源正极连接。
3.根据权利要求1所述的灭磁开关操作控制器，其特征在于所述的灭磁开关合分闸 监视单元包括第三电阻、第四电阻、第二光电隔离电路、第三光电隔离电路、第八二极管、 第九二极管和包括有监视继电器的低压合分间监视电路；第三电阻和第四电阻的一端通过 第③引脚与控制母线正极连接而接入到合闸操作回路和分闸操作回路，第三电阻的另一端 与所述的第二光电隔离电路的第一输入端连接，所述的第二光电隔离电路的第二输出端通 过第④引脚与合闸操作回路连接，所述的第二光电隔离电路的第四输入端与低压电源正极 连接，所述的第二光电隔离电路的第三输出端与第八二极管的一端连接，第八二极管的另 一端与所述的低压合分闸监视电路连接；第四电阻的另一端与所述的第三光电隔离电路的 第一输入端连接，所述的第三光电隔离电路的第二输出端通过第⑤引脚与分闸操作回路连 接，所述的第三光电隔离电路的第四输入端与低压电源正极连接，所述的第三光电隔离电 路的第三输出端与第九二极管的一端连接，第九二极管的另一端与所述的低压合分间监视 电路连接；所述的监视继电器的常开触点通过第@和 引脚与外部连接，输出报警信号；所述的低压合分间监视电路包括五个电阻、一个电容、两个稳压二极管、一个二极管、 一个发光二极管、两个三极管和监视继电器；其中，第十七电阻的一端分别与第八二极管的 负极、第九二极管的负极连接，第十七电阻的另一端与第十三稳压二极管的负极、第二十一 电阻的一端连接，第十三稳压二极管的正极与第二三极管的基极连接，第二三极管的射极 与第二十一电阻的另一端均与低压电源负极连接，第二三极管的集电极分别与第二十电阻 的一端、第十二稳压二极管的负极、第十一电容的正极、第十四电阻的一端连接，第十一电 容的负极与低压电源负极连接，第二十电阻的另一端与第四三极管的射极均与低压电源负 极连接，第十二稳压二极管的正极与第四三极管的基极连接，第四三极管的集电极与监视 继电器的线圈的一端、第六二极管的正极、第二发光二极管的负极连接，第二发光二极管的 正极与第十一电阻的一端连接，第十一电阻的另一端、第十四电阻的另一端、第六二极管的 负极与监视继电器的线圈的另一端均与低压电源正极连接。
4.根据权利要求1所述的灭磁开关操作控制器，其特征在于所述的灭磁开关后备分 闸控制单元包括第五电阻、第十五电阻、第四光电隔离电路和包括有后备分闸继电器的 低压后备分间控制电路，后备分间继电器的第一常开触点和第五电阻的一端通过第⑥引脚 与分闸操作回路相连，后备分闸继电器的第一常开触点的另一端通过第⑦引脚与后备分闸 操作回路相连，第五电阻的另一端与所述的第四光电隔离电路的第一输入端连接，所述的 第四光电隔离电路的第二输出端与低压电源负极连接，所述的第四光电隔离电路的第四输 入端与低压电源正极连接，所述的第四光电隔离电路的第三输出端与第十五电阻的一端连 接，第十五电阻的另一端与所述的低压后备分闸控制电路连接，后备分闸继电器的第二常 开触点通过第Θ和Θ引脚与外部连接，输出后备分闸动作信号；所述的低压后备分间控制电路包括第十二电阻、第二十二电阻，第七二极管、第十四 稳压二极管、第十二电容、第三发光二极管、第五三极管和后备分间继电器；其中，第十二电 容的正极、第二十二电阻的一端、第十四稳压二极管的负极分别与第十五电阻的另一端连 接，第十二电容的负极、第二十二电阻的另一端与第五三极管的射极均与低压电源负极连 接，第十四稳压二极管的正极与第五三极管的基极连接，第五三极管的集电极分别与后备 分闸继电器的线圈的一端、第七二极管的正极、第三发光二极管的负极连接，第三发光二极 管的正极与第十二电阻的一端连接，第十二电阻的另一端、第七二极管的负极、后备分闸继 电器的线圈的另一端均与低压电源正极连接。
5.根据权利要求2 4任一所述的灭磁开关操作控制器，其特征在于所述的低压电 源为24V的直流电。
6.根据权利要求2 4任一所述的灭磁开关操作控制器，其特征在于所述的合闸继 电器、监视继电器和后备分间继电器均采用印刷板焊接型功率继电器。
7.根据权利要求2 4任一所述的灭磁开关操作控制器，其特征在于所述的合闸继 电器线圈、监视继电器线圈和后备分闸继电器线圈的额定电压均为直流12V、24V或48V。
8.根据权利要求2 4任一所述的灭磁开关操作控制器，其特征在于所述的合闸继 电器线圈的第一常开触点、监视继电器线圈的第一常开触点、后备分闸继电器线圈的第一 和第二常开触点的电压为直流24V、48V、110V、220V或300V。
9.根据权利要求2 4任一所述的灭磁开关操作控制器，其特征在于所述的第十电 容、第十一电容或第十二电容为电解电容。
10.根据权利要求1 4任一所述的灭磁开关操作控制器，其特征在于所述的合闸操 作回路和分闸操作回路采用IlOV 220V直流供电。
全文摘要
本发明公开了一种灭磁开关操作控制器，包括灭磁开关合闸控制单元、灭磁开关合分闸监视单元和灭磁开关后备分闸控制单元。所述的灭磁开关操作控制器采用操作回路与控制电路高低电压完全隔离的方式，从而使得安全系数得到显著提高，各继电器选用小型印刷板焊接型功率继电器并利用电容充电延时以及三极管导通原理来实现控制，使控制器体积更趋小型化，安装布置方便，控制灵活，耗能量低，操作电压适应性好，尤其适用于微机励磁系统，可随时控制切断发电机励磁回路电流，达到快速切断发电机电压的目的。
文档编号H02J13/00GK101984539SQ201010559868
公开日2011年3月9日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者俞文钢 申请人:杭州三和电控设备有限公司