强电供电的电磁阀保护装置及系统的制作方法

本实用新型涉及水轮发电机组和抽水蓄能可逆式机组中的电磁阀保护技术领域，特别涉及一种强电供电的电磁阀保护装置及系统。

背景技术：

水轮发电机组和抽水蓄能可逆式机组是实现能量转换的旋转设备，有发生各种故障的可能，出现故障将直接影响水机的安全可靠运行和能量的正常转换，因此机组需要配置完备的水机保护，在机组出现机械故障时，能快速可靠的实现停机，以保证机组的安全。

对于水力机械事故停机和紧急事故停机规定如下：

(1)当运行中的机组发生水力机械事故时，应实现水力机械事故停机，即作用于事故停机电磁阀卸负荷；发事故信号，并启动正常停机流程。负荷卸至空载后，再作用于跳闸、灭磁、停机。

(2)当运行中的机组发生水力紧急事故时：机组甩负荷时，机组转速上升到110％～115％额定转速(一级过速)，又遇到调速器主配压阀拒动，应延时动作与过速限制器，并启动水力机械事故停机流程。对于不设过速限制器的机组，直接关闭快速事故闸门或蝶阀、球阀(蝶阀、球阀一般称为进水阀)、圆筒阀，并启动水力机械事故停机流程。

机组正常发电或者抽水时进水阀和导叶处于开启状态，在发生水力机械事故、紧急事故时均需关闭导叶和进水阀，以截断水流。关闭导叶通过调速器液压装置实现，关闭进水阀通过进水阀液压装置实现，其中关闭信号通过监控系统发出，动作相应液压装置的电磁阀切换油路关闭导叶和进水阀。在机组至停机稳态并且检查无异常后，可在监控系统按复归按钮复归电磁阀，以满足机组下次开机条件。其中，所有水机保护模拟量信息、开关量信息应接入电站计算机监控系统，实现远方监视。因此电磁阀动作或者复归信号均需送入监控系统。

由监控系统供电监控关闭导叶和进水阀的电磁阀类型可分为得电关闭电磁阀或失电关闭电磁阀。得电关闭电磁阀一般为两位四通阀，典型两位四通电磁阀如图1所示，其中，四通指有四个油口，如一侧为P口(压力油口)和T口(排油口)，另一侧为A口和B口，通过切换，A口和B口既可以通压力油，也可以通排油；两位指平行位和交叉位，a和b表示线圈，a线圈得电，则将电磁阀阀芯推在交叉位，电磁阀工作在交叉位置；b线圈得电，则将电磁阀阀芯推至平行位，电磁阀工作在平行位置，具体选择平行位还是交叉位作为动作位或复归位，根据设计需要进行。

目前电磁阀的动作和复归回路供电电压有DC24V、DC110V和DC220V等多种不同电压等级，早期使用的电磁阀大部分不测量电磁阀内部阀杆位置，只是根据给电磁阀线圈(又称为阀头)供电电压通断的方式来间接判断电磁阀是否工作，以供电电压24V，a线圈得电电磁阀交叉位为得电紧停动作侧，b线圈得电电磁阀平行位为得电复归侧为例，如图2所示。

使用24VDC供电的电磁阀：优点是能长期带电，不存在烧毁现象；缺点是可能存在干扰现象，信号不准确。造成干扰主要原因为信号通常经较长电缆接入，在直流系统发生接地、交流混入直流以及存在较强空间电磁场的情况下容易引入干扰信号。

因此，目前由监控系统控制的调速器和进水阀的得电关闭电磁阀的电压典型值为DC110V或者DC220V。根据要求，在机组停机检修状态下，应对水机保护装置报警及出口回路等进行检查及联动试验，合格后在机组开机前按照相关规定投入。因此，机组检修后需对水机保护出口回路进行联动试验及信号检查。

近期随着传感器技术的发展，出现了接近式开关(指一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关，当物体的感应面到动作距离时，不需要机械接触即可使开关动作从而驱动直流电器或给计算机提供控制指令)测量电磁阀内部阀杆位置信号来直接判断电磁阀工作位置的技术，可以更准确地反映电磁阀阀芯的实际动作情况，成功避免了电磁阀拒动、误动情况的发生，比早期通过判断电磁阀线圈供电的方式来判断电磁阀是否工作更进了一步，更直接和符合实际。

采用接近式开关测量电磁阀内部阀杆(又称为阀芯)的技术，接近式开关是不动作的，动作的是电磁阀内部阀杆。例如接近式开关的测量量程范围为1mm，电磁阀内部阀杆距离接近式开关在1mm以内，信号反馈为1(例如测量电压为0V)；电磁阀内部阀杆距离接近式位移开关大于1mm，信号反馈为0(例如测量电压为24V)。如图3所示，以DC220V给线圈供电，DC24V给阀芯接近式开关反馈信号供电为例，当机组需要紧急停机时，由监控系统发出得电紧停命令，得电紧停电磁阀紧停侧线圈带电，其内部线圈带电动作推动阀芯至关机工位进而引导设备停机，同时线圈供电回路或者将接近式开关信号送至进水阀/调速器现地端子柜，再远送至监控系统，完成信号的反馈。

使用DC110V或DC220V供电的电磁阀：优点是能有效避免干扰信号；缺点是机组检修期间，为保证安全，由于监控系统跳机信号始终存在，因此调速器得电紧急停机电磁阀和进水阀得电紧急停机电磁阀始终处于得电动作状态，有可能会出现电磁阀烧毁现象，电磁阀可能存在烧毁现象，因此如果使用时不注意将导致设备安全稳定运行存在安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种强电供电的电磁阀保护装置及系统，可以避免较长时间带电导致的电磁阀烧毁。

本实用新型实施例提供了一种强电供电的电磁阀保护装置，包括：得电紧停电磁阀、得电紧停动作位置开关、动作复归位置开关、得电动作位置监视继电器及常闭触点；

其中，所述得电紧停动作位置开关与所述得电紧停电磁阀的紧停侧连接，所述动作复归位置开关与所述得电紧停电磁阀的复归侧连接，所述得电紧停电磁阀的紧停侧还与得电动作位置监视继电器的常闭触点连接，所述得电紧停动作位置开关还与所述得电动作位置监视继电器连接；

所述得电紧停电磁阀用于：根据触发器发出的触发信号进行相应的动作；

所述得电紧停动作位置开关和所述动作复归位置开关用于：监视所述得电紧停电磁阀的内部阀芯的动作情况；

所述得电动作位置监视继电器用于：在所述得电紧停电磁阀的内部阀芯运动至正确位置时得电动作，打开所述常闭触点，切断给所述得电紧停电磁阀紧停侧阀头线圈的供电电源。

本实用新型实施例提供了一种强电供电的电磁阀保护系统，包括：上面所述的强电供电的电磁阀保护装置、触发器；

所述触发器用于：向所述强电供电的电磁阀保护装置发送触发信号。

在本实用新型实施例中，通过在得电紧停动作位置开关安装得电动作位置监视继电器，在得电紧停电磁阀的紧停侧安装得电动作位置监视继电器的常闭触点，在得电紧停电磁阀的内部阀芯运动至正确位置时，得电动作位置监视继电器得电动作，打开其常闭触点，切断给得电紧停电磁阀紧停侧阀头线圈的供电电源。这样可以在保证电磁阀正常工作的同时避开持续供电对阀头线圈本身造成的负面影响，进而对得电紧停电磁阀进行有效的保护。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中的一种典型两位四通阀示意图；

图2是现有技术中的一种通过电压驱动线圈并判断电磁阀状态示意图；

图3是现有技术中的一种通过DC220V电压驱动线圈并通过接近式开关判断电磁阀阀芯状态示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种强电供电的电磁阀保护系统配置图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了解决得电紧停电磁阀较长时间处于强电供电(DC110V或DC220V)的情况下出现的阀头线圈烧毁的问题，本实用新型设计了一种强电供电的得电紧停电磁阀的保护装置及系统，主要是在确保电磁阀阀芯移动至工作位置的情况下有效切断阀头线圈的供电电源，在保证电磁阀正常工作的同时避开持续供电对阀头线圈本身造成的负面影响，进而对得电紧停电磁阀进行有效的保护。

在本实用新型实施例中，强电供电的电磁阀保护装置包括：得电紧停电磁阀、得电紧停动作位置开关(接近式)、动作复归位置开关(接近式)、得电动作位置监视继电器及其常闭触点组成，其中得电动作位置监视继电器为新增加的元件(相比较图3所示的系统图)，具体配置如图4所示。

其中，所述得电紧停动作位置开关与所述得电紧停电磁阀的紧停侧连接，所述动作复归位置开关与所述得电紧停电磁阀的复归侧连接，所述得电紧停电磁阀的紧停侧还与得电动作位置监视继电器的常闭触点连接，所述得电紧停动作位置开关还与所述得电动作位置监视继电器连接；

所述得电紧停电磁阀用于：负责机组事故停机时切换调速器或者进水阀的油路，以保证导叶和进水阀的可靠关闭，具体的是，根据触发器发出的触发信号进行相应的动作；

所述得电紧停动作位置开关和所述动作复归位置开关用于：监视所述得电紧停电磁阀的内部阀芯的动作情况；

所述得电动作位置监视继电器(K)用于：在所述得电紧停电磁阀的内部阀芯运动至正确位置时得电动作，打开所述常闭触点，切断给所述得电紧停电磁阀紧停侧阀头线圈的供电电源，以避免较长时间带电导致的电磁阀烧毁。

在本实用新型实施例中，所述得电紧停动作位置开关为接近式开关，和/或，所述动作复归位置开关为接近式开关。

在本实用新型实施例中，所述得电紧停动作位置开关和所述动作复归位置开关还用于：将所述得电紧停电磁阀的内部阀芯的动作信号反馈至监控系统。

在本实用新型实施例中，所述触发信号包括得电紧停信号和紧停复归信号；

当为得电紧停信号时，所述得电紧停电磁阀具体用于：接收所述得电紧停信号后紧停侧的线圈得电，推动紧停侧的内部阀芯处于动作位；

所述得电紧停动作位置开关具体用于：监视所述得电紧停电磁阀紧停侧的内部阀芯动作情况；

所述得电动作位置监视继电器具体用于：当所述得电紧停电磁阀紧停侧的内部阀芯处于动作位时，得电动作，打开所述常闭触点，切断给所述得电紧停电磁阀紧停侧阀头线圈的供电电源；

当为紧停复归信号时，所述得电紧停电磁阀具体用于：接收所述紧停复归信号后复归侧的线圈得电，推动复归侧的内部阀芯处于复归位；

所述动作复归位置开关具体用于：监视所述得电紧停电磁阀复归侧的内部阀芯动作情况。

基于同一实用新型构思，本实用新型实施例中还提供了一种强电供电的电磁阀保护系统，如图4所示。该强电供电的电磁阀保护系统包括：上面所述的强电供电的电磁阀保护装置和触发器；

所述触发器用于：向所述强电供电的电磁阀保护装置发送触发信号。其中触发器通过调速器或进水阀液压装置端子柜与所述得电紧停电磁阀连接。触发器与调速器或进水阀液压装置端子柜之间通过多个继电器连接，所述的继电器的电压是24V或DC220V。

所述得电紧停动作位置开关为接近式开关，和/或，所述动作复归位置开关为接近式开关。

在本实用新型实施例中，还可以包括：监控系统；

所述得电紧停动作位置开关和所述动作复归位置开关还用于：将所述得电紧停电磁阀的内部阀芯的动作信号反馈至监控系统；

所述监控系统用于：接收所述得电紧停电磁阀的内部阀芯的动作信号。

具体的，上述触发器的触发信号也可以是由监控系统发出的，也就是说监控系统具有触发功能。触发器和监控系统可以合二为一。

在本实用新型实施例中，所述触发信号包括得电紧停信号和紧停复归信号；

所述触发器具体用于：向所述强电供电的电磁阀保护装置中的得电紧停电磁阀发送得电紧停信号和紧停复归信号；所述触发器可以是一个，即发送得电紧停信号，又发送紧停复归信号，也可以是包括两个触发器：触发器1和触发器2，其中，触发器1发送得电紧停信号，触发器2发送紧停复归信号。

所述得电紧停电磁阀用于：接收所述得电紧停信号后紧停侧的线圈得电，推动紧停侧的内部阀芯处于动作位；接收所述紧停复归信号后复归侧的线圈得电，推动复归侧的内部阀芯处于复归位；

所述得电紧停动作位置开关用于：监视所述得电紧停电磁阀紧停侧的内部阀芯动作情况，将所述内部阀芯动作信号发送至所述监控系统；

所述动作复归位置开关用于：监视所述得电紧停电磁阀复归侧的内部阀芯动作情况，将复归动作信号发送至所述监控系统；

所述得电动作位置监视继电器具体用于：当所述得电紧停电磁阀紧停侧的内部阀芯处于动作位时，得电动作，打开所述常闭触点，切断给所述得电紧停电磁阀紧停侧阀头线圈的供电电源；

所述监控系统还用于：接收所述内部阀芯动作信号和复归动作信号。

具体的，以得电紧停电磁阀交叉位为紧停动作位，以得电紧停电磁阀平行位为紧停复归位。

当触发器发出得电紧停指令时，得电紧停电磁阀线圈a得电，将得电紧停电磁阀阀芯处于交叉位，此时得电紧停动作位置开关根据阀芯的状态判断阀芯处于交叉位，信号+为24V+，继电器K得电动作，其常闭接点分开；断开给得电紧停电磁阀线圈a供电的DC220V电源；同时得电紧停动作位置开关将动作信号发出给监控系统。

当触发器发出紧停复归指令时，得电紧停电磁阀线圈b得电，得电紧停电磁阀线圈处于平行位，此时动作复位位置开关根据阀芯的状态判断阀芯处于平行位，发出复归动作信号给监控系统。

综上所述，通过实际运行情况总结得到本方案的有益效果为：

可以对强电供电的电磁阀线圈进行良好的保护，既避免强电磁环境干扰下得电紧停电磁阀拒动或误动情况的发生，也避免监控收到的反馈信号有误；同时有效避免阀头线圈在长期带电情况下损坏等事故的发生。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。