节能型相序保护器及保护方法与流程

本发明涉及一种电力三相交流电源相序检测装置，具体涉及一种节能型相序保护器及保护方法。

背景技术：

相序保护器也称相序继电器，是控制继电器的一种，能自动对三相交流电源进行相序判别，防止一些特殊机电设备因为电源相序接反后倒转而导致出现事故或设备损坏。

相序保护器，可在相序不对时不让电动机启动，相序正确时，电动机正常启动，从而避免了可能由反转引发的事故。它特别适用于流动作业而又要求相序正确的电动机。如电梯、中央空调，行吊、电机、空压机、风机、水泵、油泵、中央空调机组、起重机等，是工业设备运行中不可缺少的保护产品。如果电源在维修后相序出错会导致事故的发生，则必须在控制回路接入相序保护器，保证相序无误。空调压缩机，也有采用相序保护器，保证压缩机不至于在维修后发生反转的情况。

现有的相序保护器品牌有施耐德、ANLYCHNT/正泰、成志、欣灵、台菱、德力西等，大部分的接线方式为相序保护器的端子1、2、3分别接入三相交流电源A、B、C输入端，熔断丝的后面，相序保护器的端子5、6为常开输出端，与主回路交流接触器线圈串联，相序保护器的端子7、8为常闭输出端，接入声光报警设备。

现有相序保护器的继电器输出端子工作状态有两种，一种通电检测相序正常后输出继电器不动作(触点状态保持)，一种通电检测相序正常后输出继电器动作(触点状态翻转)。

按照连接方式的不同，目前相序保护器的工作状态还可以分为以下两种：

(1)第一种连接方式参见图1所示，三相电源2连接熔断丝3，相序保护器1的电源输入端S1、S2、S3分别接在熔断丝3后面，然后和交流接触器触点4的输入端连接。交流接触器触点4的输出端和负载5(一般为电动机)连 接。启动按钮开关7和停止按钮开关8串联，一端和三相电源1的A相熔断丝连接，另一端连通相序保护器1的S5、S6输出端(即相序保护器常开触头9)以后再与交流接触器线圈6连接，然后接入三相电源1的B相熔断丝后面。采用这种连接方式时，无论负载5是否工作，相序保护器1都一直与三相电源2接通产生不必要的能耗，特别是应用于一些短暂工作的负载设备时，存在功耗大(电流8-15毫安)、可靠性差、电子零件寿命缩短等问题。

(2)第二种连接方式参见图2所示，相序保护器1的电源输入端S1、S2、S3分别接在交流接触器触点4的输出端，再和负载5连接。相序保护器1的S5、S6输出端(即相序保护器常开触头9)和启动按钮开关7并联，一端连接停止按钮开关8后再与三相电源2的A相熔断丝连接，另一端连接交流接触器线圈6，然后接入三相电源1的B相熔断丝后面。采用这种连接方式时，用户按动启动按钮开关7，无论相序是否正常，交流接触器线圈6均加电工作，负载5瞬间启动。用户放开启动按钮开关7时，会出现两种情况：若相序正常，相序保护器1的S5、S6输出端闭合，交流接触器线圈6继续加电工作，负载5正常工作；若相序不正常，相序保护器1的S5、S6输出端断开，交流接触器线圈6失电不工作，负载5停止工作。由此可见，虽然相序保护器1随负载5一起工作，但是会出现保护延迟，负载5瞬间启动的问题，大型设备的瞬间启动，仍然存在安全风险。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种节能型相序保护器及保护方法，在现有相序保护器增设中间继电器、转换开关(拨动开关、旋转开关、船型开关)等，并将中间继电器、转换开关内置，利用原相序保护器接线端子，形成一个新的相序保护器及保护方法。

被保护设备启动时，相序保护器首先加电工作，在判断相序正常后，在加电启动被保护设备，本发明可以缩短在线时间、分级启动、降低功耗，同时可以避免被保护设备瞬间启动的问题，提高了安全性。

本发明的技术解决方案是：所提供的节能型相序保护器，配套组成由启动按钮开关、停止按钮开关和交流接触器；所述交流接触器包括交流接触器线圈和交流接触器触点；所述交流接触器触点位于三相电源和负载之间；所述电源 输入端接入三相电源和交流接触器触点之间；所述节能型相序保护器常开触头一端依次连接交流接触器线圈、启动按钮开关和停止按钮开关后与三相电源中的A相接通，常开触头的另一端与三相电源中的B相接通；其特殊之处在于：所述相序保护器还包括中间继电器；所述中间继电器包括中间继电器线圈和中间继电器触头；所述中间继电器线圈一端与三相电源的B相相连，中间继电器线圈的另一端连接于交流接触器线圈和启动按钮开关之间；所述中间继电器触头一端连接三相电源，中间继电器触头的另一端连接相序保护器的电源输入端。

上述中间继电器触头为三开三闭开关；开关一端与三相电源的A、B、C三相相连，开关的另一端与所述相序保护器电源输入端的三个端子S1、S2和S3相连。

上述中间继电器触头也可为二开二闭开关；开关一端与三相电源的B、C两相相连，开关的另一端与所述电源输入端的两个端子S1和S2相连；所述相序保护器电源输入端的第三个端子S3连接于交流接触器线圈和启动按钮开关之间。

上述中间继电器触头还可为单开单闭开关；开关一端与三相电源的C相相连，开关的另一端与所述相序保护器电源输入端的端子S1相连；所述中间继电器线圈一端连接相序保护器电源输入端的端子S2后再与三相电源的B相连通，中间继电器线圈的另一端连接相序保护器电源输入端的端子S3后再连接于交流接触器线圈和启动按钮开关之间。

上述相序保护器还包括转换开关；所述转换开关为四开四闭、三开三闭、二开二闭等，二开二闭应用于中间继电器触头为单开单闭开关，转换开关的单常开端子并联于中间继电器的单开触头，转换开关的单常闭端子串接于中间继电器的线圈供电电路。

拨动转换开关可以实现现有模式和节能模式的转换。

本发明还提供一种基于上述节能型相序保护器及保护方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1】首先输出被保护设备启动信号；

2】输出被保护设备启动信号首先使中间继电器启动闭合；

3】中间继电器启动闭合输出电源给相序保护器，相序保护器加电工作；

4】相序保护器判断相序正常时，端子S5和S6闭合导通，交流接触器加电工作，输出电源给被保护设备，被保护设备加电工作；

5】相序保护器判断相序不正常时，端子S5和S6继续保持断开，交流接触器失电不工作，不给被保护设备加电，被保护设备不启动。

本发明的有益效果在于：

(1)被保护设备启动时，相序保护器首先加电工作，在判断相序正常后，在加电启动被保护设备。

(2)本发明在现有相序保护器的基础上增加中间继电器，可以使相序保护器随被保护设备一同工作，缩短在线时间，降低功耗并提高安全性。

(3)本发明提供的节能型相序保护器和被保护设备的工作时间非常接近，仅相差相序保护器启动时间。

(4)本发明通过设置转换开关可以实现新旧两种运行模式，使用方式灵活。

(5)本发明将中间继电器和转换开关内置，利用原相序保护器的接线端子即可，安装方式不变。

附图说明

图1为传统相序保护器的第一种连接方式示意图；

图2为传统相序保护器的第二种连接方式示意图；

图3为本发明节能型相序保护器实施例一的连接方式示意图；

图4为本发明节能型相序保护器实施例二的连接方式示意图；

图5为本发明节能型相序保护器实施例三并增设转换开关的连接方式示意图。

附图标记如下：1-相序保护器，2-三相电源，3-熔断丝，4-交流接触器触点，5-负载，6-交流接触器线圈，7-启动按钮开关，8-停止按钮开关，9-常开触头，10-常闭触头，11-中间继电器线圈，12-中间继电器触头，13-转换开关。

具体实施方式

本发明提供的节能型相序保护器的结构主要包括电源输入端、端子S5和S6之间的常开触头9，端子S7和S8之间的常闭触头10、还配套启动按钮开关7、停止按钮开关8和交流接触器。节能型相序保护器电源输入端包括S1、S2、S3三个端子。交流接触器包括交流接触器线圈6和交流接触器触点4；交流接 触器触点4位于三相电源2和负载5之间；电源输入端的三个端子S1、S2、S3分别接入三相电源2的A、B、C三相和交流接触器触点4之间；常开触头9一端依次连接交流接触器线圈6、启动按钮开关7和停止按钮开关8后与三相电源中的A相接通，常开触头9的另一端与三相电源中的B相接通。本发明所提供的节能型相序保护器还包括中间继电器；中间继电器包括中间继电器线圈11和中间继电器触头12；中间继电器线圈11一端与三相电源的B相相连，中间继电器线圈11的另一端连接于交流接触器线圈6和启动按钮开关7之间；中间继电器触头12一端连接三相电源，中间继电器触头的另一端连接相序保护器的电源输入端。

本发明中增设的中间继电器型号例如欧姆龙MY系列中间继电器、ABB中间继电器CR-MX系列，额定电压为DC：5V、6V、12V、24V、48V、110V、220V；AC：110V、220V、380V等，中间继电器触头可以从单开单闭到多开多闭。

本发明的工作原理为：将中间继电器触头12串接在相序保护器的端子S1、S2、S3和三相交流电源A、B、C三相的输入端中间，将中间继电器线圈11接在启动按钮开关7和交流接触器线圈6的电路中(停止或启动控制)，中间继电器线圈11的驱动电压等同于停止或启动控制电压，加电次序为按动启动按钮开关7，中间继电器线圈11通电工作，中间继电器触头12闭合接通，三相交流电源A、B、C和相序保护器的端子S1、S2、S3接通，相序保护器1通电工作。此时如果检测到相序正常，相序保护器1的端子S5和S6闭合接通，交流接触器线圈6通电工作，交流接触器端子4闭合接通，负载(一般为电动机)启动。而如果检测到相序错误，相序保护器1的端子S5、S6断开，交流接触器线圈6失电停止工作，交流接触器触点4断开，电动机停止运行。

实施例一：

在本实施例中，中间继电器触头12采用三开三闭开关；开关一端与三相电源的A、B、C三相相连，开关的另一端与电源输入端的三个端子S1、S2和S3相连，将中间继电器线圈11接在停止按钮开关7和交流接触器线圈6的电路中(停止或启动控制)，中间继电器线圈11的驱动电压等同于停止或启动控制电压，加电次序为按动启动按钮开关7，中间继电器线圈11通电工作，中间继电 器触头12闭合接通，三相交流电源A、B、C和相序保护器的端子1、2、3接通，相序保护器1通电工作。此时如果检测到相序正常，相序保护器1的端子5和6闭合接通，交流接触器线圈6通电工作，交流接触器端子4闭合接通，负载(一般为电动机)启动，同时交流接触器一组触点KM4并联接通启动控制按钮8，用户放开启动控制按钮8后，电路仍能继续工作，也可并联中间继电器触点KA12，启动时间短于前者。

而如果检测到相序错误，相序保护器1的端子5、6继续保持断开，交流接触器线圈6失电停止工作，交流接触器触点4断开，电动机停止运行。

实施例二：

在本实施例中，中间继电器触头12采用二开二闭开关；开关一端与三相电源2的B、C两相相连，开关的另一端与电源输入端的两个端子S1和S2相连；电源输入端的第三个端子S3连接于交流接触器线圈6和启动按钮开关7之间，中间继电器线圈11接在停止按钮开关7和交流接触器线圈6的电路中。

首先按动启动按钮开关7，中间继电器线圈11通电工作，中间继电器触头KA12闭合接通，三相交流电源B、C和相序保护器的端子1、2接通，另外按动启动按钮开关7还将三相交流电源A和相序保护器的端子3接通，相序保护器1通电工作。此时如果检测到相序正常，相序保护器1的端子5和6闭合接通，交流接触器线圈6通电工作，交流接触器端子4闭合接通，负载(一般为电动机)启动，同时交流接触器一组触点KM4并联接通启动控制按钮8，用户放开启动控制按钮8后，电路仍能继续工作，也可并联中间继电器触点KA12，启动时间短于前者。

实施例三：

在本实施例中，中间继电器触头12采用单开单闭开关；开关一端与三相电源的C相相连，开关的另一端与相序保护器电源输入端的端子S1相连，单开单闭开关并联拨动转换开关常开触点，三相电源的B和相序保护器电源输入端的端子2相连，相序保护器电源输入端子3连接于交流接触器线圈6和停止按钮开关7之间，中间继电器线圈11接在停止按钮开关7和交流接触器线圈6的电路中，中间继电器线圈11另外一端串联由单开单闭开关并联拨动转换开关常闭触点，

首先按动启动按钮开关7，中间继电器线圈11通电工作(拨动转换开关常闭触点)，中间继电器触头KA12闭合接通，三相交流电源C和相序保护器的端子1接通，另外按动启动按钮开关7还将三相交流电源A和相序保护器的端子3接通，三相电源的B和相序保护器电源输入端的端子2相连，相序保护器1通电工作。此时如果检测到相序正常，相序保护器1的端子5和6闭合接通，交流接触器线圈6通电工作，交流接触器端子4闭合接通，负载(一般为电动机)启动，同时交流接触器一组触点KM4并联接通启动控制按钮8，用户放开启动控制按钮8后，电路仍能继续工作，也可并联中间继电器触点KA12，启动时间短于前者。

进一步的，相序保护器还包括转换开关，转换开关包括常开端子和常闭端子；常开端子并联于中间继电器触头KA 12上，闭合端子串联于中间继电器线圈和三相电源输入端的端子B之间，此时相序保护器处于节能模式。当拨动转换开关使常开端子闭合，同时使常闭端子断开，此时中间继电器不工作，短路中间继电器触头KA 12，相序保护器进入旧模式连接状态。