专利名称：无源灭磁自动控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型无源灭磁自动控制器，涉及一种励磁系统电源开关技术的创新，它不仅能解决自并激励磁系统断电源难的课题，而且为采用自并激励磁系统的同步发电机，实施无源灭磁技术提供了相当方便的条件。
同步发电机的励磁系统，由于发电机转子绕组是大电感负载，尽管设有回路开关，但在发电机进行事故灭磁时，励磁电源仍要继续供电，因此，迄今为止，所有同步发电机组的事故灭磁，均采用有源灭磁技术。自并激可控硅整流励磁系统，由于其电源变压器的一次侧没有开关，而是直接接于发电机的出线端，在强行励磁的条件下，其电源能量特别大，电源电压也特别高，因而导致灭磁设备的负担加重，和发电机灭磁技术的复杂化，同时，由于使用大容量、高弧压的强力开关，其断电流过程往往会在励磁变压器的二次侧，即整流器阳极电压侧引起严重的操作过电压，也给这些设备带来一定的危害。目前自并激励磁系统的有源灭磁方式主要存在以下问题(1)灭磁器件的选择方面，它要求大容量、高弧压的强力开关与碳化硅、氧化锌非线性电阻组件作为唯一的灭磁设备，既增大了技术难度，也增加了设备造价。
(2)强力开关灭磁时，其断电流的过程，不可避免会在励磁变压器二次侧产生操作过电压，它威胁着励磁变压器和可控硅整流器设备的安全，因而需要耗能大的操作过电压保护器，这种过电压保护器是按励磁变压器的磁化能量而设计的，相当于使每台发电机增加了一个几十千瓦电炉的耗能量。
(3)受强力开关弧压能力的制约，励磁变压器的二次侧电压，即整流器阳极电压的额定值，目前国内均限于1000伏及以下，例如白山电厂30万千瓦机组阳极电压原设计值为1300伏，后来因受灭磁设备的制约，已改为1000伏，这对提高发电机组的强励倍数和运行稳定性是不利的。
(4)由于有源灭磁方式，增加了自并激励磁设备和过电压保护的复杂性，使那些老式的灭磁设备，如线性电阻与一般开关组合的灭磁设备，和带有短弧栅DM型灭磁开关等均被淘汰，因而影响了自并激励磁系统在火电机组上推广应用。
本实用新型的目的在于针对上述存在的问题，提供一种可方便使用的无源灭磁新技术，达到解决以下几个主要问题(1)使灭磁开关设备没有关断电源的任务，也不必受电源能量和电压的制约，它只需满足发电机转子剩磁能量的要求即可。因此，其灭磁设备将大大简化，其灭磁回路开关将变为可设、可不设的器件，甚至可用最简单的续流熔断器取代回路开关，灭磁所用的器件可以用非线性电阻，也可用铸铁的线性电阻，其造价将明显降低。
(2)励磁系统的阳极电压额定值的选择，可根据发电机组的运行稳定要求来确定，不受灭磁开关弧压能力的制约。
(3)本实用新型是利用可控硅整流的通断特性，而完成关断电源任务。这种断电源过程，非常平稳，没有任何断电流的冲击现象，因而，从根本上消除了励磁变压器产生操作过电压的原因，所以，励磁变压器二次侧就不必装设操作过电压保护器，原先已设的可以不用，既可节能，又省运行费用。
(4)对于大容量发电机，如存在滑环碳刷导流超限的问题。可以通过适当改变励磁参数(电流、电压额定值)的途径来解决。例如火电60万千瓦发电机，如果采用自并激励磁系统和这种无源灭磁技术，就不一定要采用无刷励磁系统，对发电机的快速灭磁将更为有利。
本实用新型之目的是通过下述技术方案实现的。
它是由三个电路构成的，包括有附加可控硅续流电路；其作用是为发电机转子电流提供续流通道；操作控制电路，它是本实用新型的心环节；信号显示与自动复归电路。
所述的附加可控硅续流电路，是由二极管DI与可控硅KPI及其控制电路组成，此外还设有其检测电路。
所述的操作控制电路包含有接收来自发电机保护盘继电器BCJ发出的灭磁指令、附加可控硅续流电路光控三极管TG1I或电流继电器GLJ的检测指令和信号显示与自动复归电路继电器ZFJ的复归指令。
它有下列控制环节其一、是通过SWJ继电器分闸动作，使接于引线端子(7)(8)的SWJ接点去断开可控硅整流器的脉冲电源。
其二、是通过GZJ继电器动作，使接于附加可控硅续流电路的可控硅控制极的接点GZJ的闭合，而导通其控制极回路。
其三、是通过MZJ继电器动作，使接于灭磁开关跳闸回路的MZJ1接点的闭合，使灭磁开关跳闸进行灭磁。
此外还有2个发讯环节和1个复归信号保持环节。
所述的信号显示与自动复归电路，为可编程控制器PLC电路，它有下列环节其一、是通过接于PLC输入端GZJ2接点的闭合，而显示本实用新型进入工作状态。
其二、是通过接于PLC输入端MZJ2接点的闭合，而显示本实用新型进入灭磁状态。
其三、是通过接于PLC输入端DYJ接点的闭合，而显示本实用新型灭磁状态已结束。(低电压继电器DYJ接于发电机PT二次电压)。
其四、是通过接于PLC输出端的ZFJ继电器动作，发出复归指令后，本实用新型将立即复归到原先的待命状态，但其复归信号则由操作控制电路的红灯HD3保持在点亮状态。
此外还通过接于PLC输出端的SD1、SD2、SD3显示模拟信号；通过接于PLC输出端00104的周波计数器，指示出发电机的灭磁时间。
本实用新型优点如下①组件性能可靠，体积小，安装、接线方便。
②功能齐全，动作快速准确，操作试验方便。
③信号显示，自动复归，运动维护方便。
④通用性强，适合新、老各种容量机组。
因此，本实用新型将使采用自并激励磁系统发电机的广大用户，易于实施新的无源灭磁技术，并从中取得效益。
图1为本实用新型方框图(一)图2为本实用新型(单制)附加可控硅续流电路图(一)图3为本实用新型(双制)附加可控硅续流电路图(一)图4为本实用新型操作控制电路图(一)
图5方框3信号与自动复归电路图6为本实用新型方框图(二)图7为本实用新型(单制)附加可控硅续流电路图(二)图8为本实用新型(双制)附加可控硅续流电路图(二)图9为本实用新型操作控制电路图(二)图10为本实用新型安装、接线示意图图11为本实用新型(单制)附加可控硅续流电路图(三)图12为本实用新型(双制)附加可控硅续流电路图(三)图13为本实用新型操作控制电路图(三)
以下结合附图详细描述本实用新型如图1所示，方框1为附加可控硅续流电路方框2为操作控制电路方框3为信号显示、自动复归电路其虚线框外的端子(1)、(2)为接220V直流电源的接线端子。
(3)、(4)为接220V交流电源的接线端子。
(5)、(6)为与可控硅整流器直流侧的连接端子。
(7)、(8)为与可控硅整流器脉冲电源的连接端子。
(9)为保护盘来的指令接线端子。
(10)为跳灭磁开关的接线端子。
(11)、(12)为PT二次电压的接线端子。
方框1电路与方框2电路之间；方框2电路与方框3电路之间的连线数量，由具体设计方案而定。
如图2所示，引线端子(6)与二级管D1的阳极连接，其阴极与可控硅KP1的阳极和电阻R1、R2的各一端相连，KP1的阴极接到引线端子(5)，稳压管DW与电容器C1相并联，接于KP1的阴极与控制极之间。电阻RI的另一端与GZJ开接点一端及光电管TG1的负极相接，电阻R2的另一端与TG1的正极相接。 GZJ1开接点的另一端与KP1的控制极相连。
GZJ1和TG1属于方框2电路的器件。
图3与图2的主要区别，在于KP1的阳极和阴极两端并接入KP1′的相应端子，其控制极的控制电路和监控电路的结线，KP1’与KP1完全相同。
如图4所示，电源监视灯HD1经电阻R12接于直流220V电源正、负两端。
来自保护盘的BCJ接点及其电流保持继电器接于引线端子(9)，经高压中间继电器的GZJ3，常闭接点与电阻R3的一端相连，R3的另一端接至电源负极。
试验按钮AN1常开接点一端接于电源正极，其另一端与SWJ1的开接点一端、GZJ3闭接点和电阻R3的公共连线相接，SWJ1接点的另一端经SWJ分闸线圈与电阻R4相连，R4的另一端接至电源负极。SWJ分闸线圈两端并接入二极管D2。
SWJ2接点一端接于电源正极，其另一端接与GZJ继电器线卷一端连接，其另一端又经电阻R5接至电源负极。
操作按钮AN2的开接点一端接于电源正极，其另一端经SWJ3按点连至SWJ合闸线圈，其线卷的另一端经电阻R6接至电源负极。SWJ合闸线卷两端并接入二极管D3。
自动复归继电器ZFJ1常开接点一端于电源正极，其另一端接入AN2与SWJ3的公共连接。
复归按钮AN3闭接点的一端接于电源正极，其另一端与ZFJ3与ZFJ2接点的公共端和KP3的阳极端子相接，KP3的阴极经灯HD3及电阻R9接到电源负极。ZFJ2接点的另一端KP2的阳极和电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端与试验按钮AN4的开接点一端和光电管TG1的集电极相连，AN4的另一端与TG1的发射极相连后又与KP2的控制极相连接。ZFL3接点的另一端经电阻R10接到KP3的控制极。
KP2的阴极与灭磁继电器MZJ线圈一端连接，其线圈的另一端经电阻R7接到电源负极。
MZJ1常开接点的一端接于电源的正极，其另一端接到引线端子(10)。端子(10)的出线接到灭磁开关的跳闸电路。
SWJ4开接点两端为引出线端子(7)(8)，SWJ4接点两端并接有电容器C2和电阻R11串联的电路，端子(7)(8)的引出线是接到可控硅整流器脉冲电源的电路。
GZJ2及MZJ2的接点是接到方框3电路的输入端。
如图5所示，其主体电路为可编程序控制器PLC。它输入端接有交流220伏电源及内部引出的直流24V电源，红灯HD2经电阻R13接于220伏交流电源(3)(4)端子，作为电源监视灯。GZJ2及MZJ2接点的公共端接于直流24V电源的正极，GZJ2接点的另一端接于00000端子，MZJ2接点的另一端接于00001端子。
低电压继电器DYJ接点的一端接24V电源正端、另一端接00002端子。
其输出端有内部引出的直流24V电源，指示灯SD1，SD2，SD3的正极和自动复归继电器ZFJ线圈的一端接于电源的正极。SD1的阴极接于00100端子，SD2的阴极接于00101端子，SD3的阴极接于00102端子，ZFJ线圈接于00103端子。
周波计数器接于PLC输出端00104端子。
低电压继电器DYJ线圈接线端子(11)、(12)，接PT二次电压。
接点ZFJ1和ZFJ2为自动复归指令，ZFJ3为复归信与保持指令。
图6与图1的区别，主要是方框1电路与方框2电路之间的监控连接线数量不同。
图7与图2的区别是检测元件为电流继电器GLJ取代光电三极管TG1。
图8与图3的区别是检测元件为电流继电器GLJ取代光电三极管TG1。
图9与图4的主要区别在于其监控电路采用继电器GLJ取代光电三极管TG1。
如图10所示，端子(1)(2)为220V直流电源的接线端子。
端子(3)(4)为220V交流电源的接线端子。
端子(5)(6)为与可控硅整流器输出端的连接端子。
端子(7)(8)为与可控硅整流器脉冲电源的连接端子。
端子(9)为保护盘来的指令连接端子。
端子(10)为跳灭磁开关的连接端子。
端子(11)(12)为PT二次电压的接线端子。
图11与图7的区别，以脉冲变压器取代GZJ继电器，其控制电路亦作相应改变。
图12与图8的区别，以脉冲变压器取代GZJ继电器，其控制电路亦作相应改变。
图13与图9的区别，因GZJ继电器的作用已被脉冲触发器和脉冲变压器取代，其操作电路亦作相应改变。
图6、图10方框2电路增加引线端子(13)接整流器脉冲电源负极。
权利要求1.一种无源灭磁自动控制器，其特征在于它是由附加可控硅续流电路、操作控制电路、信号显示与自动复归电路构成的，所述的附加可控硅续流电路；可控硅整流器直流侧的引线端子(6)与二级管D1的阳极连接，其阴极与可控硅KP1的阳极和电阻R1，R2的各一端相连，KP1的阴极接到引线端子(5)，稳压管W1与电容器C1相并联，接于KP1的阴极与控制极之间；电阻RI的另一端与GZJ1开接点一端及光电管TG1的负极相接，电阻R2的另一端与TG1的正极相接；GZJ1开接点的另一端与KP1的控制极相连；所述的操作控制电路来自保护盘的BCJ接点及其电流保持继电器接于引线端子(9)，经高压中间继电器的GZJ3常闭接点与电阻R3的一端相连，R3的另一端接至电源负极；试验按钮AN1常开接点一端接于电源正极，其另一端与SWJ1的开接点一端、GZJ3闭接点和电阻R3的公共连线相接，SWJ1接点的另一端经SWJ分闸线卷与电阻R4相连，R4的另一端接至电源负极，SWJ分闸线圈两端并接入二级管D2；SWJ2接点一端接于电源正极，其另一端与GZJ继电器线圈一端连接，其另一端又经电阻R5接至电源负极；操作按钮AN2的开接点一端接于电源正极，其另一端经SWJ3接点连至SWJ合闸线圈，其线圈的另一端经电阻R6接至电源负极；SWJ合闸线圈两端并接入二极管D3；自动复归继电器ZFJ1常开接一端接于电源正极，其另一端接入AN2与SWJ3的公共连接；复归按钮AN3闭接点的一端接于电源正极，其另一端与ZFJ3及ZFJ2接点的公共端和KP3的阳极端子相接，KP3的阴极经灯HD3及电阻R9接到电源负极，ZFJ2接点的另一端KP2的阳极和电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与试验按钮AN4的开接点一端和光电管TG1的集电极相连，AN4的另一端与TG1的发射极相连后又与KP2的控制极相连接；ZFJ3接点的另一端经电阻R10接到KP3的控制极；KP2的阴极与灭磁继电器MZJ线圈一端连接，其线圈的另一端经电阻R7接到电源负极；MZJ1常开接点的一端接于电源的正极，其另一端接到引线端子(10)；端子(10)的出线接到灭磁开关的跳闸电路；SWJ4开接点两端为引出线端子(7)(8)，SWJ4接点两端并按有电容器C2和电阻R1串联的电路，端子(7)(8)的引出线是接到可控硅整流器脉冲电源的电路；GZJ2及MZJ2的接点是接到信号显示与自动复归电路的输入端；所述的信号显示与自动复归电路其主体电路为可编程序控制器PLC，它输入端接有交流220伏电源及内部引出的直流24V电源；GZJ2及MZJ2接点的公共端接于直流24V电源的正极，GZJ2接点的另一端接于00000端子，MZJ2接点的另一端接于00001端子；低电压继电器DYJ接点的一端接24V电源正端、另一端接00002端子；其输出端有内部引出的直流24V电源，指示灯SD1，SD2SD3的正极和自动复归继电器ZFJ线圈的一端接于电源的正极，SD1的阴极接于00100端子，SD2的阴极接于00101端子，SD3的阴极接于00102端子，ZFJ线圈的另一端接于00103端子；周波计数器接于PLC输出端00104端子；低电压继电器DYJ线圈接线端子(11)、(12)，接PT二次电压。接点ZFJ1和ZFJ2为自动复归指令，ZFJ3为复归信号保持指令。
2.根据权利要求书1所述的一种无源灭磁自动控制器，其特征在于所述的附加可控硅续流电路KP1的阳极和阴极两端并接入KP1′的相应端子，其控制极的控制电路和监控电路的结线，KP1′与KP1完全相同。
3.根据权利要求1所述的一种无源灭磁自动控制器，其特征在于所述的附加可控硅续流电路检测元件为电流继电器GLJ取代光电三极管TG1。
4.根据权利要求2所述的一种无源灭磁自动控制器，其特征在于所述的附加可控硅续流电路检测元件为电流继电器GLJ取代光电三极管TG1。
5.根据权利要求1所述的无源灭磁自动控制器，其特征在于所述的操作控制电路中的监控电路采用继电路GLJ取代光电三极管TG1。
6.根据权利要求3所述的无源灭磁自动控制器，其特征在于所述的附加可控硅续流电路控制元件为脉冲变压器取代GZL继电器。
7.根据权利要求4所述的无源灭磁自动控制器，其特征在于所述的附加可控硅续流电路控制元件为脉冲变压器所取代GZL继电器。
专利摘要本实用新型涉及一种无源灭磁自动控制器,属于自并激励磁系统电源开关技术的创新。它具有负载开关的作用,即通过对可控硅整流器运行工况的实施控制,达到快速减载和断电源的目的,它是此类发电机实施无源灭磁技术方案的专用设备。它是由附加可控硅续流电路,操作控制电路,信号显示与自动复归电路构成的。其优点是组件可靠,体积小,安装、接线方便;功能齐全,动作准确,操作试验方便;信号显示,自动复归,运行维护方便;通用性强,新、老各种容量机组均适用。
文档编号H02K19/10GK2394372SQ9925014
公开日2000年8月30日 申请日期1999年11月1日 优先权日1999年11月1日
发明者汤鸣招 申请人:汤鸣招