CN103607152B - 水电站电机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水电站电机控制系统，它由电机电源控制主回路和二次控制回路两部分组成；所述电机电源控制主回路有大网电源LA和发电机电源LA1双路输入，大网电源LA输入空气开关1QF后与主接触器KM3的主触点串联，发电机电源LA1输入空气开关2QF后与主接触器KM4的主触点串联，两条支路短接后分别与由接触器KM1和接触器KM2主触点组成的并联支路串联后接到电机D的电源输入端，接触器KM1和接触器KM2主触点的三相接线有一相反相接线，可实现电机D的正反转。本发明控制系统可提高对水位控制的准确性和可靠性，省力；并能根据水位的情况实现自动或手动控制水流量的功能，还可增加电机变频控制、指示、报警等功能，应用于水电站电机控制，具有实际经济效益。

Description

水电站电机控制系统

技术领域

本发明涉及一种电机控制系统，尤其是一种应用于水电站的电机控制系统。

背景技术

传统水轮机发电站里，大部分都是靠人工观测水流的情况来手动控制电机的开关。由于是人工观测方式，会产生由于人眼误差导致的水位过高或水位过低，无法及时控制电机的转动，对发电机产生不良影响，而且由于采用人工操作电机的正反转来控制电机，操作人员的劳动强度大，费工费时。此外，当采用人工开机方式，只有具有大网电源的情况下才可以实现电机的启动；当采用发电机电源给电机供电时，又会因为缺乏报警信息而导致对电机的损害。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水电站电机控制系统，可实现发电机自动根据水位高低实现自动运转，实现电机的正反运转自动控制功能。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

本发明水电站的电机控制系统，主要由电机电源控制主回路和二次控制回路两部分组成；所述电机电源控制主回路有大网电源LA和发电机电源LA1双路输入，大网电源LA输入空气开关1QF后与主接触器KM3的主触点串联，发电机电源LA1输入空气开关2QF后与主接触器KM4的主触点串联，两条支路短接后分别与由接触器KM1和接触器KM2主触点组成的并联支路串联后接到电机D的电源输入端，接触器KM1和接触器KM2主触点的三相接线有一相反相接线，可实现电机D的正反转；二次控制回路利用来自液位控制器YW或者浮球开关SF的信号或利用中间继电器的控制信号，通过采用中间继电器、转换开关、延时继电器等不同的连接方式，控制各接触器线圈吸合，从而实现不同状态下对电机的控制。

采用本发明的控制系统取代传统的水电站电机控制系统，可实现自动控制水轮机发电站的水流量，提高了对水位控制的准确性和可靠性，大大节省人力，减少劳动强度。本发明控制系统可根据水位的情况实现自动或手动控制水流量的功能，可根据实际需要增加电机变频控制、指示、报警等功能，应用于水电站电机控制，具有实际经济效益。

附图说明

图1是本发明水电站电机控制系统的电机电源控制主回路的电路示意图。

图2至图7以及图9是本发明采用不同方案的二次控制回路的控制系统图。

图8是本发明水电站电机控制系统另一种方案的电机电源控制主回路的电路示意图。

图10是连接在电机电源控制主回路中的大网电源指示电路示意图。

图11是连接在电机电源控制主回路中的发电机电源指示电路示意图。

图中：

1QF——空气开关

2QF——空气开关

D——电机

KM1——接触器

KM2——接触器

KM3——主接触器

KM4——主接触器

HZ——频率表

V——电压表

VFD——变频器

FU1——保险管

FU2——保险管

FU3——保险管

FU4——保险管

FU5——保险管

BJ——报警器

SA1——转换开关

SA2——主令开关

XT——延时控制器

YW——液位控制器

SF——浮球开关

HL1——指示灯1

HL2——指示灯2

SQ1——关水行程开关

SQ2——开水行程开关

ZJ1——中间继电器

ZJ2——中间继电器

ZJ3——中间继电器

ZJ4——中间继电器

ZJ5——中间继电器

ZJ6——中间继电器

ZJ7——中间继电器

ZJX——中间继电器

SJ1——时间继电器

SJ2——时间继电器

SJ3——时间继电器

SJ4——时间继电器

DJ——电机电磁线圈

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述：

本发明水电站电机控制系统由电机电源控制主回路和二次控制回路两部分组成。所述电机电源控制主回路可采用大网电源和发电机电源双路供电，通过对应的空气开关（1QF和2QF），接触器（KM3和KM4）用来选择电机供电所需要的电源，接触器（KM1和KM2）的互锁实现电机正反转，如图1所示，大网电源输入空气开关1QF后与接触器KM3的常开触点串联，发电机电源输入空气开关2QF后与接触器KM4的常开触点串联，两条支路短接后分别与接触器KM1和接触器KM2常开触点串联后接到电机D的电源输入端，接触器KM1和接触器KM2常开触点的三相接线有一相相反接线，可实现电机D的正反转；二次控制回路利用来自液位控制器YW或者浮球开关SF的信号或利用中间继电器的控制信号，通过采用中间继电器、转换开关、延时继电器等不同的连接方式，控制各接触器线圈吸合，从而实现不同状态下对电机的控制。

所述二次控制回路可采用七种不同的连接方式，通过由液位控制器或浮球开关或通过中间继电器产生的控制信号，实现对电机的启停、延时控制功能，并根据需要设置报警、指示等辅助功能。

二次控制回路的第一种连接方式见图6所示，该二次控制回路主要由中间继电器（ZJX）的线圈和触点、万能断路器DW15的常闭触点、按钮（SB1和SB2）、行程开关（SQ1和SQ2）、保险管（FU3、FU4和FU5）、接触器（KM1和KM2）的线圈和触点、主接触器（KM3和KM4）的线圈、转换开关SA1组成；大网电源LA经过保险管FU4输入二次控制回路，公共端N经过保险管FU5连接到二次控制回路，在保险管FU4和FU5之间并联有三条支路，第一条支路是由按钮SB2常闭触点、按钮SB1常开接点、行程开关SQ1、接触器KM2常闭触点、接触器KM1线圈和中间继电器ZJX的常闭接点依次串联组成，其中在按钮SB1常开接点和按钮SB2常闭触点串联支路两端并联中间继电器ZJX的常开触点，第二条支路是由按钮SB1常闭触点、按钮SB2常开触点、行程开关SQ2、接触器KM1常闭触点和接触器KM2线圈依次串联组成，第三条支路是由主接触器KM4的常闭触点、主接触器KM3的线圈和转换开关SA1的7-8端子依次串联组成；发电机电源LA1经过保险管FU3再经中间继电器ZJX的常开触点连接到接触器KM1线圈和中间继电器ZJX常闭接点之间；保险管FU5和保险管FU3之间串联两条支路，一条由中间继电器ZJX的线圈、转换开关SA1的5-6端子和万能断路器DW15的常闭触点依次串联组成，另一条支路由主接触器KM3的常闭触点、主接触器KM4的线圈和转换开关SA1的9-10端子依次串联组成。

二次控制回路的第二种连接方式见图7所示，它主要是在图6的二次控制回路增加两个中间继电器（ZJ1和ZJ2），通过控制两个中间继电器的线圈和触点的通断实现电机正反转两种状态。该二次控制回路主要由万能断路器DW15的常闭触点、按钮（SB1和SB2）、行程开关（SQ1和SQ2）、中间继电器（ZJX、ZJ1和ZJ2）的线圈和触点、接触器（KM1和KM2）的线圈和触点、主接触器（KM3和KM4）的线圈和触点、转换开关SA1组成，大网电源LA经过保险管FU4输入二次控制回路，公共端N经过保险管FU5连接到二次控制回路，保险管FU4串联中间继电器ZJX的常闭触点后与保险管FU5之间并联有五条支路，第一条支路是由按钮SB2的常闭接点、按钮SB1的常开触点、中间继电器ZJ1的线圈依次串联组成，第二条支路是由按钮SB1的常闭接点、按钮SB2的常开触点、中间继电器ZJ2的线圈依次串联组成，第三条支路是由行程开关SQ1、接触器KM1线圈、中间继电器ZJ1的常开触点和接触器KM2的常闭触点依次串联组成，第四条支路是由行程开关SQ2、中间继电器ZJ2的常开触点、接触器KM2线圈、接触器KM1常闭触点依次串联组成，第五条支路是由主接触器KM4的常闭触点、主接触器KM3的线圈和转换开关SA1的7-8端子依次串联组成；发电机电源LA1经过保险管FU3后与保险管FU5之间串联有两条支路，一条由中间继电器ZJX的线圈、转换开关SA1的5-6端子和万能断路器DW15的常闭触点串联组成，另一条支路由主接触器KM3的常闭触点、主接触器KM4的线圈和转换开关SA1的9-10依次串联组成；发电机电源LA1经过保险管FU3后串联中间继电器ZJX的常开接点后再接入接触器KM1线圈和中间继电器ZJ1常开接点之间。

二次控制回路的第三种连接方式见图4所示。该二次控制回路主要由报警器BJ、转换开关SA1、延时控制器XT、液位控制器YW、万能断路器DW15的常闭触点、按钮（SB1和SB2）、保险管（FU3、FU4和FU5）、中间继电器（ZJ2、ZJX、ZJ3）、行程开关（SQ1和SQ2）、主令开关SA2、接触器（KM1和KM2）的线圈及触点、主接触器（KM3和KM4）的线圈和触点组成，大网电源LA和发电机电源LA1分别经过保险管FU3和FU4输入电路，保险管FU3连接到中间继电器ZJX的常闭接点，公共端N与保险管FU5连接后与转换开关SA1的端子1和端子3连接，转换开关SA1的端子2连接到延时控制器XT的XT1接点，转换开关SA1的端子4连接到延时控制器XT的XT2接点，按钮SB1的常开接点和按钮SB2常闭接点串联后一端与延时控制器XT的XT2接点短接，另一端与延时控制器XT的XT3端子短接,并与由行程开关SQ1、接触器KM2的常闭接点、接触器KM1的线圈和中间继电器ZJK的常闭接点依次串联组成的支路连接，该支路的另一端连接到保险管FU3与中间继电器ZJK常闭接点的中点，接触器KM1的线圈和中间继电器常闭接点的中点通过中间继电器ZJX常开接点连接到保险管FU4的一端，行程开关SQ1的两端并联中间继电器ZJ2线圈；由按钮SB2常开接点和按钮SB1常闭接点组成的串联支路一端与延时控制器XT的XT4端子连接，另一端与延时控制器XT的XT2端子连接，延时控制器XT的XT2端子同时依次串联行程开关SQ2、接触器KM1的常闭接点和接触器KM2的线圈后连接到中间继电器ZJX常闭接点的一端，中间继电器ZJX常闭接点的另一端与保险管FU3串联，在行程开关SQ2两端并联中间继电器ZJ3的线圈；在保险管FU5和中间继电器ZJX常闭接点之间并联四条支路，第一条支路由主令开关SA2、主接触器KM4的常开触点、延时控制器XT的线圈依次串联组成，第二条支路由主接触器KM4的常闭触点、主接触器KM3的线圈和转换开关SA1的7-8端子串联组成，第三条支路由液位控制器YW的线圈组成，第四条支路由主令开关SA2、报警器BJ和中间继电器ZJ2的常开触点依次串联组成，同时在中间接触器ZJ2的常开触点两端并联中间接触器ZJ3的常开触点；保险管FU5和保险管FU4之间并联有两条支路，一条由中间继电器ZJX的线圈、转换开关SA1的5-6端子和万能断路器DW15的常闭触点依次串联组成，另一条支路由主接触器KM3常闭触点、主接触器KM4线圈和转换开关SA1的9-10端子串联组成；液位控制器YW的两个常开触点对应上下限分别于延时控制器XT中的两个常开触点短接，液位控制器YW的公共端与延时控制器XT的公共端短接。

二次控制回路的第四种连接方式见图5所示，该连接方式是在二次控制回路的第三种连接方式基础上，用浮球开关SF替代液位控制器YW，将浮球开关SF的公共端接地，浮球开关SF两个常开接点分别与延时控制器XT的两个常开接点连接，延时控制器XT的常开接点的公共端接地，同时取消在保险管FU5与中间继电器ZJX常闭接点之间由液位控制器YW线圈组成的支路。该二次控制回路根据来自浮球开关SF的液位信号，控制电机的运转。

二次控制回路的第五种连接方式见图3所示，该二次控制回路主要由报警器BJ、转换开关SA1、延时控制器XT、液位控制器YW、万能断路器DW15的常闭触点、按钮（SB1和SB2）、保险管（FU3、FU4和FU5）、中间继电器（ZJ1、ZJ2、ZJX、ZJ3、ZJ4）、行程开关（SQ1和SQ2）、主令开关SA2和接触器（KM1和KM2）的线圈及触点、主接触器（KM3和KM4）的线圈及触点组成；大网电源LA和发电机电源LA1分别经过保险管FU3和FU4输入电路，保险管FU4与中间继电器ZJX的常闭接点串联，公共端N与保险管FU5连接后与转换开关SA1的端子1和端子3连接，转换开关SA1的端子2连接到延时控制器XT的XT1接点，转换开关SA1的端子4连接到延时控制器XT的XT2接点，按钮SB1的常开接点和按钮SB2常闭接点串联后一端与延时控制器XT的XT2接点短接，另一端连接到延时控制器XT的XT3端，延时控制器XT的XT3端与由中间继电器ZJ2的常闭接点、中间继电器ZJ1的线圈依次串联组成的支路连接，支路的另一端连接到中间继电器ZJX的常闭接点，经过中间继电器ZJX的常闭接点连接到保险管FU3；延时控制器XT的XT4端子与由中间继电器ZJ1的常闭接点和串联中间继电器ZJ2的线圈串联组成的支路连接，支路的另一端连接到中间继电器ZJX常闭接点的一端，并经过中间继电器ZJX常闭接点与保险管FU3连接；在保险管FU5和中间继电器ZJX常闭接点之间并联有七条支路，第一条支路由行程开关SQ1、接触器KM1线圈、中间继电器ZJ1常开触点、接触器KM2常闭触点依次串联组成，其中行程开关SQ1两端并联中间继电器ZJ3线圈，第二条支路由行程开关SQ2、中间继电器ZJ2常开触点、接触器KM2线圈、接触器KM1常闭触点依次串联组成，其中在行程开关SQ2两端并联中间继电器ZJ4的线圈，第三条支路由主接触器KM4的常开触点和延时控制器XT线圈串联组成，第四条支路由液位控制器YW的线圈组成，第五条支路由主接触器KM4的常闭触点、主接触器KM3线圈和转换开关SA1的7-8端子串联组成，第六条支路由主令开关SA2、报警器BJ和中间继电器ZJ3的常开触点依次串联组成，其中在中间继电器ZJ3的常开触点两端并联中间继电器ZJ4的常开触点，第七条支路由电机电磁线圈DJ和中间继电器ZJX的常开触点串联组成；在保险管FU5和保险管FU4之间并联有两条支路，一条支路由中间继电器ZJX的线圈、转换开关SA1的5-6端子和万能断路器DW15的常闭触点依次串联组成，另一条支路由主接触器KM3的常闭触点、主接触器KM4的线圈和转换开关SA1的9-10端子依次串联组成；保险管FU4与中间继电器ZJX常开触点串联后接入接触器KM1线圈、中间继电器ZJ1常开触点之间；液位控制器YW的两个常开触点对应上下限分别于延时控制器XT中的两个常开触点短接，液位控制器YW的公共端与延时控制器XT的公共端短接。

二次控制回路的第六种连接方式见图2所示，该二次控制回路不但可以实现电机的延时控制、报警功能，还可以实现指示功能。该回路主要由报警器BJ、延时控制器XT、转换开关SA1、液位控制器YW、万能断路器DW15的常闭触点、按钮（SB1和SB2）、保险管（FU3、FU4和FU5）、时间继电器（SJ1、SJ2、SJ3和SJ4）、中间继电器（ZJX、ZJ1、ZJ2、ZJ3、ZJ4、ZJ5、ZJ6和ZJ7）、行程开关（SQ1和SQ2）、主令开关SA2、指示灯（HL1和HL2）和接触器（KM1、KM2）的线圈及触点、主接触器（KM3和KM4）的线圈及触点组成；大网电源LA和发电机电源LA1分别经过保险管FU3和FU4输入电路，保险管FU3与中间继电器ZJX的常闭接点串联，保险管FU4与中间继电器ZJX常开接点串接，公共端N与保险管FU5连接后与转换开关SA1的端子1、端子3和端子7连接，转换开关SA1的端子2连接到延时控制器XT的XT1接点，转换开关SA1的端子4连接到液位控制器YW的YW2接点，按钮SB2的常闭接点和按钮SB1常开接点串联后一端与液位控制器YW的YW2接点短接，另一端连接到液位控制器YW的YW3端，在液位控制器YW的YW3端和中间继电器ZJX常闭接点之间连接由中间继电器ZJ7的常闭接点和中间继电器ZJ6的线圈组成的串联支路，液位控制器YW的YW4端与中间继电器ZJX常闭接点之间连接由中间继电器ZJ6常闭接点和中间继电器ZJ7线圈组成的串联支路；转换开关SA1的端子8与中间继电器ZJX常闭接点之间通过中间继电器ZJ3的线圈连接；保险管FU5与中间继电器ZJX常闭接点之间并联有四条支路，第一条支路由行程开关SQ1和三条并联分路串联组成，其中在行程开关SQ1两端并联中间继电器ZJ4的线圈，并联分路一由中间继电器ZJ1的常闭接点、接触器KM2的常闭接点、接触器KM1的线圈、中间继电器ZJ6的常开接点依次串联而成，其中接触器KM1线圈两端并联指示灯HL1，并联分路二由接触器KM1的常开触点、中间继电器ZJ3的常闭触点和时间继电器SJ1的线圈串联组成，并联分路三由时间继电器SJ1的常开触点、中间继电器ZJ1的线圈和时间继电器SJ2的常闭触点依次串联组成，其中时间继电器SJ1的常开触点两端并联中间继电器ZJ1的常开触点，中间继电器ZJ1的线圈两端并联时间继电器SJ2的线圈；第二条支路由行程开关SQ2和三条并联分路串联组成，其中在行程开关SQ2两端并联中间继电器ZJ5的线圈，并联分路一由中间继电器ZJ2的常闭接点、接触器KM1的常闭接点、接触器KM2的线圈、中间继电器ZJ7的常开接点依次串联而成，其中接触器KM2线圈两端并联指示灯HL2，并联分路二由接触器KM2的常开触点、中间继电器ZJ3的常闭触点和时间继电器SJ3的线圈串联组成，并联分路三由时间继电器SJ3的常开触点、中间继电器ZJ2的线圈和时间继电器SJ4的常闭触点依次串联组成，其中时间继电器SJ3的常开触点两端并联中间继电器ZJ2的常开触点，中间继电器ZJ2的线圈两端并联时间继电器SJ4的线圈；第三条支路由液位控制器YW的线圈组成；第四条支路由主令开关SA2、报警器BJ和中间继电器ZJ4的常开触点依次串联组成，其中在中间继电器ZJ4的常开触点两端并联中间继电器ZJ5的常开触点；保险管FU4与中间继电器ZJX的常开接点串联后接入接触器KM1的线圈与中间继电器ZJ6常开接点之间，在保险管FU5和保险管FU4之间并联有两条支路，第一条支路由转换开关SA1的5-6端子、中间继电器ZJX的线圈和万能断路器DW15的常闭触点依次串联组成，第二条支路由转换开关SA1的9-10端、主接触器KM4的线圈和主接触器KM3的常闭接点依次串联组成；在保险管FU5和保险管FU3之间依次串联转换开关SA1的11-12端、主接触器KM3的线圈和主接触器KM4的常闭接点。

二次控制回路的第七种连接方式见图9所示，该二次控制回路回路主要由报警器BJ、延时控制器XT、转换开关SA1、液位控制器YW、万能断路器DW15的常闭触点、按钮（SB1和SB2）、保险管（FU3、FU4和FU5）、时间继电器（SJ1、SJ2、SJ3和SJ4）、中间继电器（ZJX、ZJ1、ZJ2、ZJ3、ZJ4、ZJ5、ZJ6和ZJ7）、行程开关（SQ1和SQ2）、主令开关SA2、指示灯（HL1和HL2）和接触器（KM1、KM2、KM3和KM4）的线圈及触点组成；大网电源LA和发电机电源LA1分别经过保险管FU3和FU4输入电路，保险管FU3与中间继电器ZJX的常闭接点串联，保险管FU4与中间继电器ZJX常开接点串接，公共端N与保险管FU5连接后与转换开关SA1的端子1、端子3和端子7连接，转换开关SA1的端子2连接到延时控制器XT的XT1接点，转换开关SA1的端子4连接到延时控制器XT的XT2接点，按钮SB2的常闭接点和按钮SB1常开接点串联后一端与延时控制器XT的XT2接点短接，另一端连接到延时控制器XT的XT3端，在延时控制器XT的XT3端和中间继电器ZJX常闭接点之间连接由中间继电器ZJ7的常闭接点和中间继电器ZJ6的线圈组成的串联支路，延时控制器XT的XT4端与中间继电器ZJX常闭接点之间连接由中间继电器ZJ6常闭接点和中间继电器ZJ7线圈组成的串联支路；转换开关SA1的端子8与中间继电器ZJX常闭接点之间通过中间继电器ZJ3的线圈连接；保险管FU5与中间继电器ZJX常闭接点之间并联有四条支路，第一条支路由行程开关SQ1和三条并联分路串联组成，其中在行程开关SQ1两端并联中间继电器ZJ4的线圈，并联分路一由中间继电器ZJ1的常闭接点、接触器KM2的常闭接点、接触器KM1的线圈、中间继电器ZJ6的常开接点依次串联而成，其中接触器KM1线圈两端并联指示灯HL1，并联分路二由接触器KM1的常开触点、中间继电器ZJ3的常闭触点和时间继电器SJ1的线圈串联组成，并联分路三由时间继电器SJ1的常开触点、中间继电器ZJ1的线圈和时间继电器SJ2的常闭触点依次串联组成，其中时间继电器SJ1的常开触点两端并联中间继电器ZJ1的常开触点，中间继电器ZJ1的线圈两端并联时间继电器SJ2的线圈；第二条支路由行程开关SQ2和三条并联分路串联组成，其中在行程开关SQ2两端并联中间继电器ZJ5的线圈，并联分路一由中间继电器ZJ2的常闭接点、接触器KM1的常闭接点、接触器KM2的线圈、中间继电器ZJ7的常开接点依次串联而成，其中接触器KM2线圈两端并联指示灯HL2，并联分路二由接触器KM2的常开触点、中间继电器ZJ3的常闭触点和时间继电器SJ3的线圈串联组成，并联分路三由时间继电器SJ3的常开触点、中间继电器ZJ2的线圈和时间继电器SJ4的常闭触点依次串联组成，其中时间继电器SJ3的常开触点两端并联中间继电器ZJ2的常开触点，中间继电器ZJ2的线圈两端并联时间继电器SJ4的线圈；第三条支路由液位控制器YW的线圈组成；第四条支路由主令开关SA2、报警器BJ和中间继电器ZJ4的常开触点依次串联组成，其中在中间继电器ZJ4的常开触点两端并联中间继电器ZJ5的常开触点；保险管FU4与中间继电器ZJX的常开接点串联后接入接触器KM1的线圈与中间继电器ZJ6常开接点之间，在保险管FU5和保险管FU4之间并联有两条支路，第一条支路由转换开关SA1的5-6端子、中间继电器ZJX的线圈和万能断路器DW15的常闭触点依次串联组成，第二条支路由转换开关SA1的9-10端、主接触器KM4的线圈和主接触器KM3的常闭接点依次串联组成；在保险管FU5和保险管FU3之间依次串联转换开关SA1的11-12端、主接触器KM3的线圈和主接触器KM4的常闭接点。

上述几种连接方式的二次控制回路的主要工作原理如下：工作时，发电机电源和大网电源双路供给二次控制回路电源。通过转换开关SA1设置二次控制回路的自动模式或者手动模式。对于第一种连接方式主要采用按钮和限位开关结合的控制方式实现电机的正反转中间继电器控制方式，转换开关SA1处于自动模式下（5-6端闭合），中间继电器ZJX得电，电机开始运转，行程开关SQ1到位前，电机保存运转，行程开关SQ1到位，SQ1的常闭接点打开，电机停转。或者，可以通过按钮SB1和SB2手动控制电机的转停和正反转。

第二种连接方式与第一种连接方式相比，只是在第一种连接方式的基础上增加了两个中间继电器，通过各中间继电器的不同连接，实现与第一种连接方式相同的控制功能。

第三种、第五种、第七种连接方式是在第一种二次控制回路连接方式的基础上，通过接入来自液位控制器YW的液位信号实现电机控制功能。通过转换开关SA1设置自动模式（5-6端和9-10端闭合），根据来自液位控制器YW的液位信号，液位控制器YW的对应触点闭合的时候，通过中间继电器ZJX和延时控制器XT实现电机的延时运转。当行程开关（SQ1和SQ2）到位时，通过延时控制器XT延时控制作用，实现电机正反转时间的控制，起到电机保护功能。转换开关SA1设置为手动模式时，即7-8端闭合情况下，通过按钮（SB1和SB2）控制电机的正反转。通过检测行程开关（SQ1和SQ2）的状态，当电机转动到位时，实现自动切断电机电源以保护电机，可以实现电机转动的互锁、电机保护、延时控制、转动指示、报警等功能。

第四种连接方式是将第三种连接方式中的液位控制器YW的液位信号替换为浮球开关SF的液位信号，并对控制回路进行了对应的修改。同样的，在第五、第六和第七种连接方式中，也可以将液位控制器YW的液位信号替换为浮球开关SF的液位信号，只需要将控制回路参照第四种连接方式进行对应修改即可实现对电机同样的控制功能。

第六种连接方式见图2，该连接方式中较其他的连接方式减少了延时控制器XT，以4个时间继电器（SJ1～SJ4）代替延时控制器XT的控制功能，并增加了电机工作指示灯（HL1和HL2）。通过4个时间继电器（SJ1～SJ4）与液位控制器YW的配合，实现不同液位情况下电机正反转的时间控制功能。同样的，在第三、第四、第五和第七种连接方式中，也可以将延时控制器XT的延时控制功能利用时间继电器实现，只需要将控制回路参照第六种连接方式进行对应修改即可实现延时控制功能。同时，也可以根据实际工作的需要，在各连接方式中，在对应的接触器两端并联电机工作指示灯，以指示电机运转情况。

所述电机电源控制主回路可接入变频器VFD，实现电机D的变频调速功能，见图8所示。所述电机电源控制主回路可以接入变频器VFD实现变频调速功能，该电机电源控制主回路的大网电源LA经过空气开关1QF与接触器KM1主触点的一端串联，发电机电源LA1经过空气开关2QF与接触器KM2主触点的一端串联，接触器KM1主触点的另一端与接触器KM2主触点的另一端短接后连接到变频器VFD的电源端，变频器VFD电源端的另一端与主接触器KM3主触点的一端串联后连接到主电机D的电源输入端，空气开关2QF一端与发电机电源LA1连接，另一端连接到接触器KM2主触点一端，同时连接到主接触器KM4主触点一端，主接触器KM4主触点的另一端和主接触器KM3主触点的另一端输入到电机D的电源输入端，变频器VFD的二次侧分别并联中间继电器ZJ1和中间继电器ZJ2的常开接点，中间继电器ZJ1和中间继电器ZJ2的常开接点的一端与变频器的公共端N短接后连接主接触器KM3的常开辅助触点。

所述电机电源控制主回路可以接入电源指示，将保险管FU1串联由频率表HZ和电压表V并联组成的支路后，与保险管FU3连接，保险管FU1的另一端连接到空气开关1QF和主接触器KM3之间；保险管FU2串联由频率表HZ和电压表V并联组成的支路后，与保险管FU4连接，保险管FU2的另一端与空气开关2QF和主接触器KM4的中点连接，用以分别指示大网电源和发电机电源的电压和频率，见图10和图11所示。

Claims (4)

1.水电站电机控制系统，其特征在于，它由电机电源控制主回路和二次控制回路两部分组成；所述电机电源控制主回路有大网电源LA和发电机电源LA1双路输入，大网电源LA输入空气开关1QF后与主接触器KM3的主触点串联，发电机电源LA1输入空气开关2QF后与主接触器KM4的主触点串联，两条支路短接后分别与由接触器KM1和接触器KM2主触点组成的并联支路串联后接到电机D的电源输入端，接触器KM1和接触器KM2主触点的三相接线有一相反相接线，可实现电机D的正反转；所述二次控制回路用于根据来自液位控制器YW或者浮球开关SF的信号，通过采用中间继电器、转换开关的组合实现不同控制状态下各接触器线圈吸合，从而实现不同控制状态对对电机的控制；所述二次控制回路的连接方式有如下几种：

第一种连接方式为：该控制回路主要由中间继电器(ZJX)的线圈和触点、万能断路器DW15的常闭触点、按钮(SB1和SB2)、行程开关(SQ1和SQ2)、保险管(FU3、FU4和FU5)、接触器(KM1和KM2)的线圈和触点、接触器(KM3和KM4)的线圈、转换开关SA组成；大网电源LA经过保险管FU4输入二次控制回路，公共端N经过保险管FU5连接到二次控制回路，在保险管FU4和FU5之间并联有三条支路，第一条支路是由按钮SB2常闭触点、按钮SB1常开接点、行程开关SQ1、接触器KM2常闭触点、接触器KM1线圈和中间继电器ZJX的常闭接点依次串联组成，其中在按钮SB1常开接点和按钮SB2常闭触点串联支路两端并联中间继电器ZJX的常开触点，第二条支路是由按钮SB1常闭触点、按钮SB2常开触点、行程开关SQ2、接触器KM1常闭触点和接触器KM2线圈中依次串联组成，第三条支路是由主接触器KM4的常闭触点、主接触器KM3的线圈和转换开关SA的7-8端子依次串联组成；发电机电源LA1经过保险管FU3再经中间继电器ZJX的常开触点连接到接触器KM1线圈和中间继电器ZJX常闭接点之间；保险管FU5和保险管FU3之间串联两条支路，一条由中间继电器ZJX的线圈、转换开关SA的5-6端子和万能断路器DW15的常闭触点依次串联组成，另一条支路由主接触器KM3的常闭触点、主接触器KM4的线圈和转换开关SA的9-10端子依次串联组成；

第二种连接方式为：该回路主要由万能断路器DW15的常闭触点、按钮(SB1和SB2)、行程开关(SQ1和SQ2)、中间继电器(ZJX、ZJ1和ZJ2)的线圈和触点、接触器(KM1和KM2)的线圈和触点、接触器(KM3和KM4)的线圈、转换开关SA组成，大网电源LA经过保险管FU4输入二次控制回路，公共端N经过保险管FU5连接到二次控制回路，保险管FU4串联中间继电器ZJX的常闭触点后与保险管FU5之间并联有五条支路，第一条支路是由按钮SB2的常闭接点、按钮SB1的常开触点、中间继电器ZJ1的线圈依次串联组成，第二条支路是由按钮SB1的常闭接点、按钮SB2的常开触点、中间继电器ZJ2的线圈依次串联组成，第三条支路是由行程开关SQ1、接触器KM1线圈、中间继电器ZJ1的常开触点和接触器KM2的常闭触点依次串联组成，第四条支路是由行程开关SQ2、中间继电器ZJ2的常开触点、接触器KM2线圈、接触器KM1常闭触点依次串联组成，第五条支路是由主接触器KM4的常闭触点、主接触器KM3的线圈和转换开关SA的7-8端子依次串联组成；发电机电源LA1经过保险管FU3后与保险管FU5之间串联有两条支路，一条由中间继电器ZJX的线圈、转换开关SA的5-6端子和万能断路器DW15的常闭触点串联组成，另一条支路由主接触器KM3的常闭触点、主接触器KM4的线圈和转换开关SA的9-10依次串联组成；发电机电源LA1经过保险管FU3后串联中间继电器ZJX的常开接点后再接入接触器KM1线圈和中间继电器ZJ1常开接点之间；

第三种连接方式为：该回路主要由报警器BJ、转换开关SA1、延时控制器XT、液位控制器YW、万能断路器DW15的常闭触点、按钮(SB1和SB2)、保险管(FU3、FU4和FU5)、中间继电器(ZJ2、ZJX、ZJ3)、行程开关(SQ1和SQ2)、主令开关SA2、接触器(KM1和KM2)的线圈及触点和接触器(KM3和KM4)的线圈组成，大网电源LA和发电机电源LA1分别经过保险管FU3和FU4输入电路，保险管FU3连接到中间继电器ZJX的常闭接点，公共端N与保险管FU5连接后与转换开关SA1的端子1和端子3连接，转换开关SA1的端子2连接到延时控制器XT的XT1接点，转换开关SA1的端子4连接到延时控制器XT的XT2接点，按钮SB1的常开接点和按钮SB2常闭接点串联后一端与延时控制器XT的XT2接点短接，另一端与延时控制器XT的XT3端子短接,并与由行程开关SQ1、接触器KM2的常闭接点、接触器KM1的线圈和中间继电器ZJK的常闭接点依次串联组成的支路连接，该支路的另一端连接到保险管FU3与中间继电器ZJK的常闭接点的中点，接触器KM1的线圈和中间继电器常闭接点的中点通过中间继电器ZJX的常开接点连接到保险管FU4的一端，行程开关SQ1的两端并联中间继电器ZJ2线圈；由按钮SB2常开接点和按钮SB1常闭接点组成的串联支路一端与延时控制器XT的XT4端子连接，另一端与延时控制器XT的XT2端子连接，延时控制器XT的XT2端子同时依次串联行程开关SQ2、接触器KM1的常闭接点和接触器KM2的线圈后连接到中间继电器ZJX常闭接点的一端，中间继电器ZJX常闭接点的另一端与保险管FU3串联，在行程开关SQ2两端并联中间继电器ZJ3的线圈；在保险管FU5和中间继电器ZJX常闭接点之间并联四条支路，第一条支路由主令开关SA2、主接触器KM4的常开触点、延时控制器XT的线圈依次串联组成，第二条支路由主接触器KM4的常闭触点、主接触器KM3的线圈和转换开关SA1的7-8端子串联组成，第三条支路由液位控制器YW的线圈组成，第四条支路由主令开关SA2、报警器BJ和中间继电器ZJ2的常开触点依次串联组成，同时在中间接触器ZJ2的常开触点两端并联中间接触器ZJ3的常开触点；保险管FU5和保险管FU4之间并联有两条支路，一条由中间继电器ZJX的线圈、转换开关SA1的5-6端子和万能断路器DW15的常闭触点依次串联组成，另一条支路由主接触器KM3常闭触点、主接触器KM4线圈和转换开关SA1的9-10端子串联组成；液位控制器YW的两个常开触点对应上下限分别于延时控制器XT中的两个常开触点短接，液位控制器YW的公共端与延时控制器XT的公共端短接；

第四连接方式为：该回路主要由报警器BJ、转换开关SA1、延时控制器XT、液位控制器YW、万能断路器DW15的常闭触点、按钮(SB1和SB2)、保险管(FU3、FU4和FU5)、中间继电器(ZJ1、ZJ2、ZJX、ZJ3、ZJ4)、行程开关(SQ1和SQ2)、主令开关SA2和接触器(KM1、KM2、KM3和KM4)的线圈及触点组成；大网电源LA和发电机电源LA1分别经过保险管FU3和FU4输入电路，保险管FU4与中间继电器ZJX的常闭接点串联，公共端N与保险管FU5连接后与转换开关SA1的端子1和端子3连接，转换开关SA1的端子2连接到延时控制器XT的XT1接点，转换开关SA1的端子4连接到延时控制器XT的XT2接点，按钮SB1的常开接点和按钮SB2常闭接点串联后一端与延时控制器XT的XT2接点短接，另一端连接到延时控制器XT的XT3端，延时控制器XT的XT3端与由中间继电器ZJ2的常闭接点、中间继电器ZJ1的线圈依次串联组成的支路连接，支路的另一端连接到中间继电器ZJX的常闭接点，经过中间继电器ZJX的常闭接点连接到保险管FU3；延时控制器XT的XT4端子与由中间继电器ZJ1的常闭接点和中间继电器ZJ2的线圈串联组成的支路连接，支路的另一端连接到中间继电器ZJX常闭接点的一端，并经过中间继电器ZJX常闭接点与保险管FU3连接；在保险管FU5和中间继电器ZJX常闭接点之间并联有七条支路，第一条支路由行程开关SQ1、接触器KM1线圈、中间继电器ZJ1常开触点、接触器KM2常闭触点依次串联组成，其中行程开关SQ1两端并联中间继电器ZJ3线圈，第二条支路由行程开关SQ2、中间继电器ZJ2常开触点、接触器KM2线圈、接触器KM1常闭触点依次串联组成，其中在行程开关SQ2两端并联中间继电器ZJ4的线圈，第三条支路由主接触器KM4的常开触点和延时控制器XT线圈串联组成，第四条支路由液位控制器YW的线圈组成，第五条支路由主接触器KM4的常闭触点、主接触器KM3、主接触器KM3线圈和转换开关SA1的7-8端子串联组成，第六条支路由主令开关SA2、报警器BJ和中间继电器ZJ3的常开触点依次串联组成，其中在中间继电器ZJ3的常开触点两端并联中间继电器ZJ4的常开触点，第七条支路由电机电磁线圈DJ和中间继电器ZJX的常开触点串联组成；在保险管FU5和保险管FU4之间并联有两条支路，一条支路由中间继电器ZJX的线圈、转换开关SA1的5-6端子和万能断路器DW15的常闭触点依次串联组成，另一条支路由主接触器KM3的常闭触点、主接触器KM4的线圈、主接触器KM3和转换开关SA1的9-10端子依次串联组成；保险管FU4与中间继电器ZJX常开触点串联后接入接触器KM1线圈、中间继电器ZJ1常开触点之间；液位控制器YW的两个常开触点对应上下限分别于延时控制器XT中的两个常开触点短接，液位控制器YW的公共端与延时控制器XT的公共端短接；

第五种连接方式为：该回路主要由报警器BJ、延时控制器XT、转换开关SA1、液位控制器YW、万能断路器DW15的常闭触点、按钮(SB1和SB2)、保险管(FU3、FU4和FU5)、时间继电器(SJ1、SJ2、SJ3和SJ4)、中间继电器(ZJX、ZJ1、ZJ2、ZJ3、ZJ4、ZJ5、ZJ6和ZJ7)、行程开关(SQ1和SQ2)、主令开关SA2、指示灯(HL1和HL2)和接触器(KM1、KM2、KM3和KM4)的线圈及触点组成；大网电源LA和发电机电源LA1分别经过保险管FU3和FU4输入电路，保险管FU3与中间继电器ZJX的常闭接点串联，保险管FU4与中间继电器ZJX常开接点串接，公共端N与保险管FU5连接后与转换开关SA1的端子1、端子3和端子7连接，转换开关SA1的端子2连接到延时控制器XT的XT1接点，转换开关SA1的端子4连接到延时控制器XT的XT2接点，按钮SB2的常闭接点和按钮SB1常开接点串联后一端与延时控制器XT的XT2接点短接，另一端连接到延时控制器XT的XT3端，在延时控制器XT的XT3端和中间继电器ZJX常闭接点之间连接由中间继电器ZJ7的常闭接点和中间继电器ZJ6的线圈组成的串联支路，延时控制器XT的XT4端与中间继电器ZJX常闭接点之间连接由中间继电器ZJ6常闭接点和中间继电器ZJ7线圈组成的串联支路；转换开关SA1的端子8与中间继电器ZJX常闭接点之间通过中间继电器ZJ3的线圈连接；保险管FU5与中间继电器ZJX常闭接点之间并联有四条支路，第一条支路由行程开关SQ1和三条并联分路串联组成，其中在行程开关SQ1两端并联中间继电器ZJ4的线圈，并联分路一由中间继电器ZJ1的常闭接点、接触器KM2的常闭接点、接触器KM1的线圈、中间继电器ZJ6的常开接点依次串联而成，其中接触器KM1线圈两端并联指示灯HL1，并联分路二由接触器KM1的常开触点、中间继电器ZJ3的常闭触点和时间继电器SJ1的线圈串联组成，并联分路三由时间继电器SJ1的常开触点、中间继电器ZJ1的线圈和时间继电器SJ2的常闭触点依次串联组成，其中时间继电器SJ1的常开触点两端并联中间继电器ZJ1的常开触点，中间继电器ZJ1的线圈两端并联时间继电器SJ2的线圈；第二条支路由行程开关SQ2和三条并联分路串联组成，其中在行程开关SQ2两端并联中间继电器ZJ5的线圈，并联分路一由中间继电器ZJ2的常闭接点、接触器KM1的常闭接点、接触器KM2的线圈、中间继电器ZJ7的常开接点依次串联而成，其中接触器KM2线圈两端并联指示灯HL2，并联分路二由接触器KM2的常开触点、中间继电器ZJ3的常闭触点和时间继电器SJ3的线圈串联组成，并联分路三由时间继电器SJ3的常开触点、中间继电器ZJ2的线圈和时间继电器SJ4的常闭触点依次串联组成，其中时间继电器SJ3的常开触点两端并联中间继电器ZJ2的常开触点，中间继电器ZJ2的线圈两端并联时间继电器SJ4的线圈；第三条支路由液位控制器YW的线圈组成；第四条支路由主令开关SA2、报警器BJ和中间继电器ZJ4的常开触点依次串联组成，其中在中间继电器ZJ4的常开触点两端并联中间继电器ZJ5的常开触点；保险管FU4与中间继电器ZJX的常开接点串联后接入接触器KM1的线圈与中间继电器ZJ6常开接点之间，在保险管FU5和保险管FU4之间并联有两条支路，第一条支路由转换开关SA1的5-6端子、中间继电器ZJX的线圈和万能断路器DW15的常闭触点依次串联组成，第二条支路由转换开关SA1的9-10端、主接触器KM4的线圈和主接触器KM3的常闭接点依次串联组成；在保险管FU5和保险管FU3之间依次串联转换开关SA1的11-12端、主接触器KM3的线圈和主接触器KM4的常闭接点；

第六种连接方式为：该回路主要由报警开关BJ、转换开关SA1、延时控制器XT、液位控制器YW、万能断路器DW15的常闭触点、按钮(SB1和SB2)、保险管(FU3、FU4和FU5)、中间继电器(ZJ1、ZJ2、ZJX、ZJ3、ZJ4)、行程开关(SQ1和SQ2)、主令开关SA2和接触器(KM1、KM2、KM3和KM4)的线圈及触点组成，大网电源LA和发电机电源LA1分别经过保险管FU3和FU4输入电路，保险管FU3与中间继电器ZJX的常闭接点串联，公共端N与保险管FU5连接后与转换开关SA1的端子1和端子3连接，转换开关SA1的端子2连接到延时控制器XT的XT1接点，转换开关SA1的端子4连接到延时控制器XT的XT2接点，按钮SB2的常闭接点和按钮SB1常开接点串联后一端与延时控制器XT的XT2端短接，另一端连接到延时控制器XT的XT3端，延时控制器XT的XT3端和中间继电器ZJX常闭接点之间连接由中间继电器ZJ2的常闭接点和中间继电器ZJ1的线圈组成的串联支路，延时控制器XT的XT4端和中间继电器ZJX常闭接点之间连接由中间继电器ZJ1常闭接点和中间继电器ZJ2线圈组成的串联支路；延时控制器XT的XT2端和XT4端之间连接由按钮SB2的常开触点和按钮SB1的常闭触点组成的串联支路，延时控制器XT的XT4端和中间继电器ZJX常闭接点之间依次串连中间继电器ZJ1的常闭触点、中间继电器ZJ2的线圈；在保险管FU5与中间继电器ZJX常闭接点之间并联有六条支路，第一条支路由行程开关SQ1和中间继电器ZJ1的常开触点、主接触器KM3的线圈、主接触器KM4的常闭触点依次串联而成，其中，行程开关SB1两端并联中间继电器ZJ3的线圈，在行程开关SB1和中间继电器ZJ1的常开触点组成的串联支路两端并联由行程开关SQ2和中间继电器ZJ2的常开触点组成的串联支路，同时在行程开关SB2两端并联中间继电器ZJ4的线圈；第二条支路由主令开关SA2、接触器KM2的常开触点和延时控制器XT的线圈依次串联组成；第三条支路由液位控制器YW的线圈组成；第四条支路由接触器KM2常闭触点、接触器KM1的线圈、转换开关SA1的7-8端依次串联组成；第五条支路由接触器KM1常闭触点、接触器KM2的线圈和转换开关SA1的9-10端依次串联组成；第六条支路由主令开关SA2、报警器BJ和中间继电器ZJ3的常开触点依次串联组成，其中在中间继电器ZJ3的常开触点两端并联中间继电器ZJ4的常开触点；发电机电源LA1经过保险管FU3依次串联中间继电器ZJX的常开触点、主接触器KM4的常闭触点、主接触器KM4的线圈，并与行程开关SQ1和中间继电器ZJ1的常开触点的中点短接；在保险管FU5和保险管FU3之间连接由中间继电器ZJX的线圈、转换开关SA1的5-6端和万能断路器DW15的常闭触点依次串联组成的支路。

2.根据权利要求1所述水电站电机控制系统，其特征在于，第三种的二次控制回路连接方式中，所述液位控制器YW用浮球开关SF代替，浮球开关SF的公共端接地，浮球开关SF两个常开接点分别与延时控制器XT的两个常开接点连接，延时控制器XT的常开接点的公共端接地，同时取消在保险管FU5与中间继电器ZJX常闭接点之间由液位控制器YW线圈组成的支路。

3.根据权利要求1所述水电站电机控制系统，其特征在于，所述电机电源控制主回路可以接入变频器VFD实现变频调速功能，该电机电源控制主回路的大网电源LA经过空气开关1QF与主接触器KM1主触点的一端串联，发电机电源LA1经过空气开关2QF与主接触器KM2主触点的一端串联，主接触器KM1主触点的另一端与主接触器KM2主触点的另一端短接后连接到变频器VFD的电源端，变频器VFD电源端的另一端与主接触器KM3主触点的一端串联后连接到主电机D的电源输入端，空气开关2QF一端与发电机电源LA1连接，另一端连接到主接触器KM2主触点一端，同时连接到主接触器KM4主触点一端，主接触器KM4主触点的另一端和主接触器KM3主触点的另一端输入到电机D的电源输入端，变频器VFD的二次侧分别并联中间继电器ZJ1和中间继电器ZJ2的常开接点，中间继电器ZJ1和中间继电器ZJ2的常开接点的一端与变频器的公共端N短接后连接主接触器KM3的常开辅助触点。

4.根据权利要求1所述水电站电机控制系统，其特征在于，所述电机电源控制主回路可以接入电源指示，保险管FU1串联由频率表HZ和电压表V并联组成的支路后，与保险管FU3连接，保险管FU1的另一端连接到空气开关1QF和主接触器KM3之间；保险管FU2串联由频率表HZ和电压表V并联组成的支路后，与保险管FU4连接，保险管FU2的另一端连接到空气开关2QF和主接触器KM4之间，分别用以指示大网电源和发电机电源的电压和频率。