一种核电站用调压变压器控制电路的制作方法

本发明涉及一种调压变压器控制电路，尤其是涉及一种核电站用调压变压器控制电路。

背景技术：

随着能源需求的日益紧张以及对环境保护的重视，作为一种高效、环保的新能源，核电在我国日益受到重视和发展。核电站对其设备尤其是核岛内的设备安全可靠性要求十分严格，为了提高对安全级设备的可靠性要求，新增了安全级调压变压器设备。调压变压器作为安全级系统中重要设备之一，其功能是当输入电压在一定范围内波动时，使输出电压保持一定的精度，稳定输出额定电压，以保持对后续安全用电设备的电压稳定性。

原有的核电站用调压变压器控制方式为电路板控制方式，只有一重保护，设备可靠性不够高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种核电站用调压变压器控制电路，本发明采取双重保护，PLC对设备实施远程控制，取代传统采用电路板控制方式，可提升设备可靠性。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种核电站用调压变压器控制电路，包括经启停继电器(K1)及正反转继电器(K2)连接的开关电源和变频器，变频器控制伺服电动机，其特征是：还包括一可编程逻辑控制器PLC、一电压变送器、用于上限位的第三和第四行程开关SQ3和SQ4以及用于下限位的第一和第二行程开关SQ1和SQ2；

所述第三和第四行程开关SQ3和SQ4的常开点并联与可编程逻辑控制器PLC：I0.5连接，第一和第二行程开关SQ1和SQ2的常开点并联与可编程逻辑控制器PLC：I0.6连接；当碳刷运行到上限位或下限位时，常开点变为常闭点，停机电压信号输入可编程逻辑控制器PLC：I0.5或可编程逻辑控制器PLC：I0.6，此时可编程逻辑控制器PLC：Q0.3输出电压信号控制启停继电器(K1)吸合，电动机停机；

所述的第一和第二行程开关SQ1和SQ2的常闭端口串联，一端接控制正反转继电器K2的12端口、另一端接控制变频器VF的反转ML1端口；第三和第四行程开关SQ3和SQ4的常闭端口串联，一端接控制正反转继电器K2的9端口、另一端接控制变频器VF的正转ML2端口；当碳刷运行到下限位时第一和第二行程开关串联的常闭端口断开，截断PLC传送给变频器VF：ML1的信号，此时与第一和第二行程开关常开点闭合同步，电动机停止反转；当碳刷运行到上限位时第三和第四行程开关串联的常闭端口断开，截断PLC传送给变频器VF：ML2的信号，此时与第三和第四行程开关常开点闭合同步，电动机停止正转；

所述电压变送器将输出电压转换成0～5V线性直流电压信号与设定电压值进行比较，当输出电压与设定电压偏差值大于±1％时，PLC通过控制启停和正反转继电器(K1和K2)来实现调压；

所述正反转继电器(K2)的常开点与常闭点连在一起，然后与启停继电器(K1)连接。

所述PLC的PPI端口外接触摸屏、接地端口同时接入启停和正反转继电器的13端口、M端口和A+端口外接电压变送器的输出端OUT-5和OUT+6。

上述端口可以改变，只要在程序中设定即可。

所述开关电源的正极输出(+A)至PLC的I1M端口、负极-A同时接第一至第四行程开关的常开端口。

本发明的原理：在控制伺服电动机正反转的正反转继电器K2与变频器之间串接行程开关常闭点，控制伺服电动机正转的触点K2：9与上限位行程开关SQ3、SQ4的常闭点连接，控制伺服电动机反转的触点K2：12与下限位行程开关SQ1、SQ2的常闭点连接，其中SQ3、SQ4的常闭点串联，SQ1、SQ2的常闭点串联。

SQ3、SQ4串联常闭点的另一端与变频器ML2(控制伺服电动机正转)连接，SQ1、SQ2串联常闭点的另一端与变频器ML1(控制伺服电动机反转)连接。

当碳刷运行到上限位时，上限位行程开关SQ3、SQ4的常闭点变为常开点，切断PLC输入给变频器ML2(控制伺服电动机正转)信号，伺服电动机停止正转。同时SQ3、SQ4的常开点变为常闭点，停机电压信号输入到PLC:I0.5，使得PLC:Q0.3输出停机信号控制继电器K1吸合，切断PLC控制变频器的信号，伺服电动机停止运转。即SQ3、SQ4的常开点控制伺服电动机正转的PLC输入停机信号，SQ3、SQ4的常闭点控制伺服电动机正转的PLC输出给变频器的信号，且SQ3和SQ4的常开点和常闭点同时动作，即使常开点故障，常闭点也能切断伺服电动机运转，对调压变压器起到双重保护作用。

同样，当碳刷运行到下限位时，SQ1、SQ2的常开点变为常闭点，常闭点变为常开点。如果此时SQ1、SQ2常开点故障，无停机电压信号输入到PLC:I0.6，继电器K1不会动作，SQ1、SQ2的常闭点变为常开点同样切断K2:12传送给变频器ML1(控制伺服电动机反转)信号，伺服电动机停止反转。

在控制电气图中，控制伺服电动机正反转的PLC输入信号采用的是行程开关常开点并联，控制伺服电动机正反转的PLC输出信号采用的是行程开关常闭点串联，将行程开关的作用充分利用。这样设计的好处在于不增加任何成本的前提条件下，只要有任意一个行程开出现问题，整个传动控制系统会立刻停止运转，不会出现碳刷冲顶，伺服电动机转抽拉弯现象，确保调压变压器可靠运行。

本发明的4个行程开关分为两组，分别控制碳刷在升压过程中的上限位和在降压过程中的下限位。接入PLC输入端的两组行程开关采用的是常开点并联，与继电器K2连接采用的是常闭点串联实现对调压变压器双重保护。

继电器K1控制伺服电动机启停信号，继电器K2控制伺服电动机正反转信号，继电器K2常开点和常闭点并联与继电器K1连接实现互锁，避免正反转信号同时输入。

电压变送器，将调压变压器输出电压转换成线性的模拟信号反馈到PLC，与触摸屏设定的电压值进行比较，实现闭环控制。

PLC设定相应程序，当反馈的电压与设定电压值偏差在±1％范围内或者限位开关动作，PLC无输出信号，伺服电动机停止运转；当输出电压小于设定值且超出偏差，PLC输出信号控制继电器K1、K2同时动作，伺服电动机正转；当输出电压大于设定值且超出偏差PLC输出信号控制继电器K1动作，伺服电动机反转。

本发明的有益效果是：本发明针对安全级调压变压器60年使用寿命要求，通过对电路采取双重保护，避免了由于限位器故障导致碳刷冲顶，危害设备安全运行；通过触摸屏和PLC对设备实施远程控制，取代了传统采用电路板控制方式，PLC自动计算输出所需电压，控制精度高，提升了设备可靠性。

附图说明

图1传统的核电站用调压变压器控制电路图；

图2本发明的的核电站用调压变压器控制电路图。

具体实施方式

参见图2，为本发明的核电站用调压变压器控制电路实施例，包括经启停继电器K1和正反转继电器K2连接的开关电源VI和变频器VF，变频器控制伺服电动机M。

此外，还包括一触摸屏、一可编程逻辑控制器PLC、一电压变送器、用于上限位的第三和第四行程开关SQ3和SQ4、以及用于下限位的第一和第二行程开关SQ1和SQ2。

其中：可编程逻辑控制器PLC的PPI端口外接触摸屏、I侧的0.5端口同时接入第三行程开关SQ3和第四行程开关SQ4常开端口的一端、I侧的0.6端口同时接入第一行程开关SQ1和第二行程开关SQ2的常开端口的一端、Q侧的0.3端口和0.4端口分别接入启停继电器K1和正反转继电器K2的14端口、接地端口同时接入启停和正反转继电器的13端口、M端口和A+端口接电压变送器的输出端OUT-5和OUT+6。

电压变送器的输入端IN3和IN4接输出电压；所述开关电源VI的正极输出(+A)至可编程逻辑控制器PLCI侧的1M端口、负极-A同时接第一至第四行程开关的常开端口的另一端。

第一行程开关和第二行程开关的常闭端口相连、第三行程开关和第四行程开关的常闭端口相连。相连的第一行程开关和第二行程开关的常闭端口的一端SQ1接正反转继电器K2的12端口、另一端SQ2接变频器VF的ML1端口。相连的第三行程开关和第四行程开关的常闭端口的一端SQ3接正反转继电器K2的9端口、另一端SQ4接变频器VF的ML1端口。

变频器VF的DCM端口接启停继电器K1的5端口，启停继电器的9端口同时接正反转继电器K2的4端口和5端口。

当然，上述端口可以改变，只要在程序中设定即可。

工作时，根据实际需要在触摸屏上设定所需电压，电压变送器将输出的电压反馈到PLC与设定电压进行比较。

当输出电压小于设定值且超出偏差，PLC输出信号控制继电器K1、K2同时动作，伺服电动机正转；当输出的电压上升到与设定电压值偏差在±1％范围时，PLC控制继电器K1停止伺服电动机运转；当输出电压大于设定值且超出偏差PLC输出信号只控制继电器K1动作，通过K2继电器常闭点向伺服电动机输送反转信号，直到输出电压降到与设定电压偏差在±1％范围时，伺服电动机停止运转。当设置电压超出调压变许可范围时，伺服电动机带动碳刷一直运转，直到碰到限位开关，电机停止运转。