专利名称：备用发电机组投入供电的控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在自备电站中的备用发电机组投入供电的控制装置，属于电机控制类。
在需要由两个独立电源供电，但允许有10至15秒断电时间的电力用户，第一电源为市电，备用电源一般是由两台以上的发电机组，特别是柴油发电机组构成的自备电站。作为备用发电机组，有两种投入供电的方式，一是在予有准备的情况下，按正常方式投入供电；二是在紧急的情况下，以应急方式投入供电。市电突然中断，属于后一种情况，这时，备用发电机组要尽快投入供电，这中间有一段由市电供电换为备用发电机组供电的断电时间，用户总是希望这段时间越短越好。为解决这个问题，控制电路的通常做法是，将自备电站内作为备用的所有发电机组，按人为规定的顺序预先排队，排在第一位的为首机；依次是第二位的机组、第三位的机组；每台机组可自动起动三次，每次起动时间为5秒，两次起动时间的间隔时间为10秒。当市电突然中断时，首机立即自动起动，若起动成功，继而自动升速至额定转速，自动充磁，自动合闸，投入供电；若第一次起动不成功，还可以进行第二次或第三次起动。当三次起动均不成功时，首机起动宣告失败，自动退出，发出报警。同时，让排在第二位的机组自动起动，若经三次起动仍不成功，还可让排在第三位的机组自动起动。这样的控制电路，在首机第一次起动不成功时，将使断电时间延长15秒；若在第二次起动仍不成功时，将使断电时间延长30秒；若首机起动失败，让位于排在第二位的机组，甚至让位于排在第三位的机组，断电时间将延长更多。
本实用新型是要提供一种改进的控制装置，把自备电站内的备用发电机组应急投入供电的方式，由排队式改为竞选式，使在竞选中获得优胜的机组先行投入供电，使断电时间最短。
本实用新型的技术方案、具体结构及工作情况用下面的附图及实施例进行详细说明。
设用户第一电源为市电，备用电源为三台电起动的柴油发电机组，分别称为1号机组、2号机组和3号机组。
图1是本实用新型的外型图；图2是1号机组的印刷电路板(1)及其设备布置示意图，它的标号、名称和符号对照见下表标号名 称符 号标号名 称符 号40 频率变换器 1PY 51 额定转速的继电器 1PJ241 方波发生器 1BY 52 减速的继电器 1J142 停机的接触器 1C153 卸载的继电器 1J243 起动的接触器 1C254 起动的继电器 1J344 时间控制器 1T155 起动失败的继电器 1J445 时间控制器 1T256 加速的继电器 1J546 时间控制器 1T357 充磁的继电器 1J647 时间控制器 1T458 合闸的继电器 1J748 熔断器 1RD159 互锁的继电器 1J849 熔断器 1RD260 检测的继电器 1J950 起动成功转速 1PJ161 停机的继电器 1J10的继电器印刷电路板(1)下部黑色短条，示意为插头，2号机组和3号机组的印刷电路板(2)、(3)与(1)相仿，仅各设备符号前的数字分别为2和3；图3是本实用新型的工作流程图；图4是1号机组的控制电路图，图中有些设备和元器件不在本实用新型的装置内，其中，起动马达(1QD)、起动电磁铁(1QT)、升速马达(1SD)、限位开关(1WK)、测速发电机(1SY)、停机电磁铁(1DT)和励磁线圈(1L)均在1号机组的柴油机体上或发电机内；主开关辅助触点(1ZK－1)、电压继电器的触点(1UJ－1)和励磁装置(1F)在1号机组的发电控制设备上；并车开关触点(HK－1)在并车设备上；市电检测装置的触点(TP－1)在市电供电的设备上；图5是2号机组的控制电路图，图中有些设备和元器件不在本实用新型的装置内，其中，起动马达(2QD)、起动电磁铁(2QT)、升速马达(2SD)、限位开关(2WK)、测速发电机(2SY)、停机电磁铁(2DT)和励磁线圈(2L)均在2号机组的柴油机体上或发电机内；主开关辅助触点(2ZK－1)、电压继电器的触点(2UJ－1)和励磁装置(2F)在2号机组的发电控制设备上；并车开关触点(HK－2)在并车设备上；市电检测装置的触点(TP－2)在市电供电的设备上；图6是3号机组的控制电路图，其中有些设备和元器件不在本实用新型的装置内，其中，起动马达(3QD)、起动电磁铁(3QT)、升速马达(3SD)限位开关(3WK)、测速发电机(3SY)，停机电磁铁(3DT)和励磁线圈(3L)均在3号机组的柴油机体上或发电机内；主开关辅助触点(3ZK－1)、电压继电器的触点(3UJ－1)和励磁装置(3F)在3号机组的发电控制设备上；并车开关触点(HK－3)在并车设备上；市电检测装置的触点(TP－3)在市电供电的设备上；图7是1号机组的频率变换器(1PY)的电路图，2号机组和3号机组的频率变换器(2PY)和(3PY)与(1PY)相同；图8是1号机组的方波发生器(1BY)的电路图，2号机组和3号机组的方波发生器(2BY)和(3BY)与(1BY)相同；图9是1号机组的时间控制器(1T1)的电路图，1号机组的另外三个时间控制器(1T2)、(1T3)和(1T4)的电路与(1T1)相同，仅其中的电位器(W9)的调节位置不同；2号机组的时间控制器(2T1)、(2T2)、(2T3)、(2T4)、3号机组的时间控制器(3T1)、(3T2)、(3T3)、(3T4)分别与(1T1)、(1T2)、(1T3)、(1T4)相同。
本实用新型由铁皮制成长方形箱体，在箱内有竖向插入箱底(38)上的条形插座(17)、(18)和(19)上的三块印刷电路板(1)、(2)、和(3)；可以掀起或放下的箱盖(37)用两绞页(28)与箱体连接；可以打开或合上的面板(39)用锁(27)和两个铰页(29)与箱体连接；面板(39)上分别有1号机组、2号机组和3号机组的控制电源开关(7)、(8)、(9)，电源指示灯(4)、(5)、(6)，应急起动开关(14)、(24)、(34)，正常起动开关(15)、(25)、(35)，停机开关(16)、(26)、(36)。在印刷电路板(1)、(2)和(3)上分别安装的设备有熔断器(1RD1、1RD2)，(2RD1、2RD2)，(3RD1、3RD2)，用于减速的继电器(1J1)、(2J1)、(3J1)，用于卸载的继电器(1J2)、(2J2)、(3J2)，(3J4)，用于加速的继电器(1J5)、(2J5)、(3J5)，用于充磁的继电器(1J6)、(2J6)、(3J6)，用于合闸输出的继电器(1J7)、(2J7)、(3J7)，用于互锁的继电器(1J8)、(2J8)、(3J9)，用于检测的继电器(1J9)、(2J9)、(3J9)，用于停机的继电器(1J10)、(2J10)、(3J10)，用于起动成功转速的继电器(1PJ1)、(2PJ1)、(3PJ1)，用于额定转速的继电器(1PJ2)、(2PJ2)、(3PJ2)，用于停机的接触器(1C1)、(2C1)、(3C1)，用于起动的接触器(1C2)、(2C2)、(3CJ2)，时间控制器(1T1、1T2、1T3、1T4)，(2T1、2T2、2T3、2T4)、(3T1、3T2、3T3、3T4)，方波发生器(1BY)、(2BY)、(3BY)，频率变换器(1PY)、(2PY)、(3PY)。
在本实施例中，电路(10)中的1号机组闭锁装置(11)，是由2号机组控制器(20)中的用于加速的继电器(2J5)的常闭触点(2J5－2)和3号机组控制器(30)中的用于加速的继电器(3J5)的常闭触点(3J5－2)串联连接的，1号机组闭锁装置(11)的两端分别与用于起动成功转速的继电器(1PJ1)的转换触点(1PJ1－1)的静触头和用于检测的继电器(1J9)的常闭触点(1J9－2)连接；1号机组控制器(10)中的1号机组联锁装置(12)，是由2号机组控制器(20)中的用于互锁的继电器(2J8)的常开触点(2J8－1)和3号机组控制器(30)中的用于互锁的继电器(3J8)的常开触(3J8－1)并联连接的，1号机组联锁装置(12)与市电检测装置的触点(TP－1)并联连接，1号机组联锁装置(12)的两端分别与1号机组的直流控制电源的正极和用于检测的继电器(1J9)的线圈连接；1号机组控制器(10)中的1号机组互锁装置(13)，由用于额定转速的继电器(1PJ2)的常开触点(1PJ2－2)与正常起动开关(15)的触点(15)串联连接，1号机组互锁装置(13)的两端分别与1号机组的直流控制电源的正极和用于互锁的继电器(1J8)的线圈连接；电路(20)中的2号机组闭锁装置(21)，是由1号机组控制器(10)中的用于加速的继电器(1J5)的常闭触点(1J5－2)和3号机组控制器(30)中的用于加速的继电器(3J5)的常闭触点(3J5－3)串联连接的，2号机组闭锁装置(21)的两端分别与用于起动成功转速的继电器(2PJ1)的转换触点(2PJ1－1)的静触头和用于检测的继电器(2J9)的常闭触点(2J9－2)连接；2号机组控制器(20)中的2号机组联锁装置(22)，是由1号机组控制器(10)中的用于互锁的继电器(1J8)的常开触点(1J8－1)和电路(30)中的用于互锁的继电器(3J8)的常开触点(3J8－2)并联连接的，2号机组联锁装置(22)与市电检测装置的触点(TP－2)并联连接，2号机组联锁装置(22)的两端分别与2号机组的直流控制电源的正极和用于检测的继电器(2J9)的线圈连接；2号机组控制器(20)中的2号机组互锁装置(23)，由用于额定转速的继电器(2PJ2)的常开触点(2PJ2－2)与正常起动开关(25)的触点(25)串联连接，2号机组互锁装置(23)的两端分别与2号机组的直流控制电源的正极和用于互锁的继电器(2J8)的线圈连接；3号机组控制器(30)中的3号机组闭锁装置(31)，是由1号机组控制器(10)中的用于加速的继电器(1J5)的常闭触点(1J5－3)和电路(20)中的用于加速的继电器(2J5)的常闭触点(2J5－3)串联连接的，电路(31)的两端分别与用于起动成功转速的继电器(3PJ1)的转换触点(3PJ1－1)的静触头和用于检测的继电器(3J9)的常闭触点(3J9－2)连接；3号机组控制器(30)中的3号机组联锁装置(32)，是由1号机组控制器(10)中的用于互锁的继电器(1J8)的常开触点(1J8－2)和2号机组控制器(20)中用于互锁的继电器(2J8)的常开触点(2J8－2)并联连接的，3号机组联锁装置(32)与市电检测装置的触点(TP－3)并联连接，电路(32)的两端分别与3号机组的直流控制电源的正极和用于检测的继电器(3J9)的线圈连接；3号机组控制器(30)中的3号机组互锁装置(33)，由用于额定转速的继电器(3PJ2)的常开触点(3PJ2－2)与正常起动开关(35)的触点(35)串联连接，电路(33)的两端分别与3号机组的直流控制电源的正极和用于互锁的继电器(3J8)的线圈连接。
1号机组控制器(10)、(20)和(30)用于应急起动备用机组的工作过程是这样的合上控制电源开关(7)、(8)、(9)，电源指示灯(4)、(5)、(6)亮；按下应急起动开关(14)、(24)、(34)、1号机组、2号机组和3号机组均处于应急起动状态；当市电突然中断时，市电检测装置的触点(TP－1)、(TP－2)、和(TP－3)同时断开，导致用于检测的继电器(1J9)、(2J9)和(3J9)全部断电，它们的转换触点(1J9－1)、(2J9－1)和(3J9－1)分别转换到用于起动的继电器(1J3)、(2J3)、和(3J3)所在的回路上，于是方波发生器(1BY)、(2BY)和(3BY)通电，当发出第一个方波脉冲时，用于起动的继电器(1J3)、(2J3)和(3J3)在方波脉冲期间通电，它们的触点(1J3－1)、(2J3－1)和(3J3－1)闭合；使用于起动的接触器(1C2)、(2C2)和(3C2)通电，它们的触点(1C2－1)、(2C2－1)和(3C2－1)闭合，使起动电磁铁(1QT)、(2QT)、(3QT)吸合，于是起动马达(1QD)、(2QD)和(3QD)通电，旋转；1号机组、2号机组和3号机组同时起动；三台机组在起动过程中竞选，其中首先达到起动成功转速的一台机组，成为优胜机组，其余的两台机组则成为落选机组，优胜机组在起动成功的同时，立即断开所有落选机组的加速回路。举例，如2号机组为优胜机组，1号机组和3号机组成为落选机组，这时2号机组的测速发电机(2SY)，将测取的2号机组的转速变为电压信号送入频率变换器(2PY)中，经过倍频、整形、微分、整流、滤波和电压比较等环节后，晶体管(BG7)导通，用于起动成功转速的继电器(2PJ1)通电，它的触点(2PJ1－1)转换到2号机组闭锁装置(21)上，于是用于加速的继电器(2J5)通电，它的常闭触点(2J5－2)和(2J5－3)分别使1号机组闭锁装置(11)和3号机组闭锁装置(31)均为断路，1号机组和3号机组均丧失加速的可能性，同时常开触点(2J5－1)闭合，接通升速马达(2SD)的电源，(2SD)旋转，拉大2号机组柴油机的油门，2号机组升速，当升至额定转速时，频率变换器(2PY)中的晶体管(BG8)导通，用于额定转速的继电器(2PJ2)通电，它的触点(2PJ2－2)闭合并通过正常起动开关(15)的触点(15)使用于互锁的继电器(2J8)通电，于是它的常开触点(2J8－1)和(2J8－2)闭合，分别使1号机组联锁装置(12)和3号机组联锁装置(32)接通，使用于检测的继电器(1J9)和(3J9)通电，它们的转换触点(1J9－1)和(3J9－1)分别转换到用于卸载的继电器(1J2)和(3J2)所在的回路上，时间控制器(1T2)和(3T2)通电，其内的电阻－电容充放电回路开始延时，当电容充电结束，开始放电时，延时结束，从运算放大器(BG11)输出端输出高电位，晶体管(BG12)导通，用于卸载的继电器(1J2)和(3J2)分别通电，它们的触点(1J2－1)和(3J2－1)分别闭合，使时间控制器(1T1)和(3T1)分别通电并开始延时，延时结束后，用于减速的继电器(1J1)和(3J1)分别通电，它们的触点(1J1－1)和(3J2－1)分别闭合并分别接通用于仃机的接触器(1C1)和(3C1)，使1号机组和3号机组仃机；同时，用于额定转速的继电器(2PJ2)的转换触点(2PJ2－1)的转换触点转换到用于充磁的继电器(2J6)所在的回路上，继电器(2J6)通电，它的触点(2J6－1)闭合，使发电机励磁圈(2L)通电，对2号机组发电机充磁，发电机在充磁后开始建立电压，当电压达到额定值时，在2号机组的发电控制设备上的电压继电器的触点(2UJ－1)转换到用于合闸的继电器(2J7)所在的回路上，继电器(2J7)通电，输出合闸触点到2号机组的发电控制设备上，用于主开关合闸。
在优胜机组投入供电以后，仍不能满足用电需要时，落选的机组可通过并车过程投入供电，与优胜机组并联运行。例如，需要1号机组投入并联运行时，先将并车设备上的并车开关置于1号机组待并位置上，开关触点(HK－1)接通；再在本装置上按下正常起动开关(15)，开关(15)的作用是——应急起动开关(14)自动跳开，使1号机组脱离应急起动状态；——它的触点(15)断开，使1号机组与其他两台机组之间的互锁失效；——使1号机组进入正常起动的控制通道；——方波发生器(1BY)和时间控制器(1T3)均通电。
方波发生器(1BY)是一个由电阻－－电容充放电回路和运算放大器构成的单门限比较器，它可连续输出宽度及间隔可调的一系列方波脉冲。在比较器输出高电平时，方波脉冲产生，在方波脉冲持续时间内，晶体管(BG10)导通；当比较器输出低电平时，方波脉冲结束，晶体管(BG10)截止。1号机组在方波脉冲持续时间内，用于起动的继电器(1J3)通电，1号机组起动，若起动成功，则自动升速、充磁、输出合闸触点，当并车设备上的并车装置在并车条件满足时，将1号机组并入电网，参与并联运行；假如1号机组在正常起动状态下的第一次起动不成功时，还可以等待下一个方波脉冲到来时再次起动，若1号机组经过几次起动仍不成功，而时间控制器(1T3)的延时结束时，用于起动失败的继电器(1J4)通电，它的常闭触点(1J4－1)断开，使方波发生器(1BY)和用于起动的继电器(1J3)全部断电，1号机组不再起动；这时，可用同样方式起动曾落选的3号机组。
本实用新型的优点在于，当市电突然中断供电时，控制电路令所有处于应急状态的备用发电机组全部自动起动，起动过程就是竞选过程，其中，起动成功最快的一台发电机组，成为竞选中的优胜机组，它在起动成功后立即闭锁其余的，也就是在竞选过程中落选的机组，断开它们的加速回路，使它们无法升速；与此同时，优胜机组自动升至额定转速，自动充磁，并在该发电机达到额定电压时，自动合闸，投入供电。在竞选过程中，优胜机组阻塞落选机组升速的目的是为了防止发生非同期合闸故障，以确保优胜机组迅速安全地投入供电。它充分发挥具有两台以上备用发电机组的自备电站的优势，选择第一次起动即已成功，且起动成功最快的一台发电机组投入供电，从本质上解决了市电突然中断后自备电站的发电机组以最快速度投入供电的问题，起到缩短断电时间，保证及时供电的作用。
权利要求1.一种备用发电机组投入供电的控制装置，在具有两台以上的备用发电机组，特别是柴油发电机组的自备电站中作应急投入供电时，其特征在于①、1号机组控制器(10)中的1号机组闭锁装置(11)，是由2号机组控制器(20)中的用于加速的继电器(2J5)的常闭触点(2J5-2)和3号机组控制器(30)中的用于加速的继电器(3J5)的常闭触点(3J5-2)串联连接的，1号机组闭锁装置(11)的两端分别与用于起动成功转速的继电器(1PJ1)的转换触点(1PJ1-1)的静触头和用于检测的继电器(1J9)的常闭触点(1J9-2)连接；②、1号机组控制器(10)中的1号机组联锁装置(12)，是由2号机组控制器(20)中的用于互锁的继电器(2J8)的常开触点(2J8-1)和电路(30)中的用于互锁的继电器(3J8)的常开触点(3J8-1)并联连接的，1号机组联锁装置(12)与市电检测装置的触点(TP-1)并联连接，1号机组联锁装置(12)的两端分别与1号机组的直流控制电源的正极和用于检测的继电器(1J9)的线圈连接；③、1号机组控制器(10)中的(13)，由用于额定转速的继电器(1PJ2)的常开触点(1PJ2-2)与正常起动开关(15)的触点(15)串联连接，1号机组互锁装置(13)的两端分别与1号机组的直流控制电源的正极和用于互锁的继电器(1J8)的线圈连接；④、2号机组控制器(20)中的2号机组闭锁装置(21)，是由1号机组控制器(10)中的用于加速的继电器(1J5)的常闭触点(1J5-2)和3号机组控制器(30)中的用于加速的继电器(3J5)的常闭触点(3J5-3)串联连接的，2号机组闭锁装置(21)的两端分别与用于起动成功转速的继电器(2PJ1)的转换触点(2PJ1-1)的静触头和用于检测的继电器(2J9)的常闭触点(2J9-2)连接；⑤、2号机组控制器(20)中的2号机组联锁装置(22)，是由1号机组控制器(10)中的用于互锁的继电器(1J8)的常开触点(1J8-1)和3号机组控制器(30)中的用于互锁的继电器(3J8)的常开触点(3J8-1)并联连接的，2号机组联锁装置(22)与市电检测装置的触点(TP-2)并联连接，2号机组联锁装置(22)的两端分别与2号机组的直流控制电源的正极和用于检测的继电器(2J9)的线圈连接；⑥、2号机组控制器(20)中的2号机组互锁装置(23)，由用于额定转速的继电器(2PJ2)的常开触点(2PJ2-2)与正常起动开关(25)的触点(25)串联连接，2号机组互锁装置(23)的两端分别与2号机组的直流控制电源的正极和用于互锁的继电器(2J6)的线圈连接；⑦、3号机组控制器(30)中的3号机组闭锁装置(31)，是由1号机组控制器(10)中的用于加速的继电器(1J5)的常闭触点(1J5-3)和2号机组控制器(20)中的用于加速的继电器电(2J5)的常闭触点(2J5-3)串联连接的，3号机组闭锁装置(31)的两端分别与用于起动成功转速的继电器(3PJ1)的转换触点(3PJ1-1)的静触头和用于检测的继电器(3J9)的常闭触点(3J9-2)连接；⑧、3号机组控制器(30)中的3号机组联锁装置(32)，是由1号机组控制器(10)中的用于互锁的继电器(1J8)的常开触点(1J8-2)和2号机组控制器(20)中的用于互锁的继电器(2J8)的常开触点(2J8-2)并联连接的，3号机组联锁装置(32)与市电检测装置的触点(TP-3)并联连接，3号机组联锁装置(32)的两端分别与3号机组的直控制电源的正极和用于检测的继电器(3J9)的线圈连接；⑨、3号机组控制器(30)中的3号机组互锁装置(33)，由用于额定转速的继电器(3PJ2)的常开触点(3PJ2-2)与正常起动开关(35)的触点(35)串联连接，3号机组互锁装置(33)的两端分别与3号机组的直流控制电源的正极和用于互锁的继电器(3J8)的线圈连接。
专利摘要一种备用发电机组投入供电的控制装置，属于电机控制类。在具有两台以上备用发电机组的自备电站内，在第一电源突然中断供电时，所有处于应急状态的备用发电机组全部自动起动并在起动过程中竞选。其中，起动成功最快的一台机组，成为优胜机组。它在起动成功后立即闭锁在竞选过程中落选的机组，断开其加速回路，同时，优胜机组自动升降、充磁并合闸供电。本实用新型解决了备用发电机组以最快速度投入供电的问题。
文档编号H02J9/08GK2077168SQ90209299
公开日1991年5月15日 申请日期1990年6月30日 优先权日1990年6月30日
发明者曲冠丰 申请人:中国人同解放军第二炮兵工程设计研究所