CN108011353B - 船舶发电机组受损报警电路及控制方法 - Google Patents

船舶发电机组受损报警电路及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种船舶发电机组受损报警电路及控制方法，该电路由发电机组、DC/DC模块、比较器、报警灯、通电延时继电器线圈、通电延时继电器常闭触点、通电延时继电器常开触点、过流继电器线圈、过流继电器常闭触点和n类负载组成，电路简单，能够对受损船舶发电组进行及时报警和保护。该控制方法，通过点亮报警灯来指示发电机组受损，在发电机组受损时，通过通电延时继电器线圈的得电使负载加载到其他正常工作的发电机组上，同时如果其他发电机组带负载过流，通过过流继电器可及时断开线路，保护负载和发电机组不被烧毁。

Description

船舶发电机组受损报警电路及控制方法
技术领域
本发明涉及船舶控制技术领域，特别是涉及一种船舶发电机组受损报警电路及控制方法。
背景技术
船舶电力系统在船舶上具有极为重要的地位，电力系统供电的连续性、可靠性和供电品质，将直接影响船舶的经济指标、技术指标和生命力。船舶电力系统主要由电源、配电装置、电力网和用电设备组成。目前船舶上的电源通常为发电机组。发电机组主要是由蒸汽机、柴油机、汽轮机和燃气轮机等原动机带动而发电的。配电装置是用来接收发电机组发出的电能、分配电能和控制电能的。联系发电机、主配电板、分配电板和用电设备的电缆称为电力网，其作用是用来输送电能。船上的用电设备很多，包括动力负荷、照明负荷、通讯导航设备等。随着船舶电气化水平的不断提高，船上用电设备日益增多，用电负荷快速上升，使得发电机组的功率逐渐增大。当发电机组受损后致使其输出电压降低到一定程度时，在用电负载一定情况下，发电机组的电流将增加，船舶电力系统的控制线路中各类交流接触器、继电器等会处于抖动针状态，既不能准确释放，又不能可靠吸合，产生有很大噪声。
发明内容
本发明的目的是提供一种船舶发电机组受损报警电路及控制方法，能够对船舶发电机组受损及时作出报警并保护负载正常工作不被烧毁。
为了达到上述目的，本发明的一种船舶发电机组受损报警电路采用的技术方案是：
一种船舶发电机组受损报警电路，包括一基准电压Vref和n个发电机组受损报警模块，所述n个发电机组受损报警模块包括n个负载，分别为第一负载、第二负载至第n负载；n个发电机组，分别为第一发电机组、第二发电机组至第n发电机组；n个DC/DC模块；n个比较器，分别为第一比较器、第二比较器至第n比较器；n个报警灯，分别为第一报警灯、第二报警灯至第n报警灯，n个通电延时继电器，分别为第一通电延时继电器、第二通电延时继电器至第n通电延时继电器；n个过流继电器，分别为第一过流继电器、第二过流继电器至第n过流继电器；其中，n≥2，n∈N，N为自然数；
同一发电机组受损报警模块中，所述发电机组的输出分为两路，一路通过通电延时继电器常闭触点连接负载，另一路通过DC/DC模块连接到比较器负端输入，比较器正端输入连接基准电压Vref；比较器输出分为两路，一路依次连接过流继电器常闭触点和通电延时继电器线圈，另一路报警灯；
具体的，第一发电机组输出分为两路：一路通过第一通电延时继电器常闭触点连接第一负载，另一路通过DC/DC模块连接到第一比较器负端输入，第一比较器正端输入连接基准电压Vref；第一比较器输出分为两路，一路连接第一过流继电器常闭触点与第一通电延时继电器线圈，一路连接第一报警灯；第二发电机组输出分为两路：一路通过第二通电延时继电器常闭触点连接第二负载，另一路通过DC/DC模块连接到第二比较器负端输入，第二比较器正端输入连接基准电压Vref；第二比较器输出分为两路，一路连接第二过流继电器常闭触点与第二通电延时继电器线圈，另一路连接第二报警灯；相应地，第n发电机组输出分为两路：一路通过第n通电延时继电器常闭触点连接第n负载，另一路通过DC/DC模块连接到第n比较器负端输入，第n比较器正端输入连接基准电压Vref；第n比较器输出分为两路，一路连接第n过流继电器常闭触点与第n通电延时继电器线圈，另一路连接第n报警灯；其中，第一负载通过第一通电延时继电器常开触点及第一过流继电器线圈与第二发电机组相连，第二负载通过第二通电延时继电器常开触点及第二过流继电器线圈与其后的发电机组相连，第n负载通过第n通电延时继电器常开触点及第n过流继电器线圈与第一发电机组相连。
进一步的，不同发电机组受损报警模块中的报警灯为颜色不同的报警灯，即所述第一报警灯，第二报警灯至第n报警灯为颜色不同的报警灯。
进一步的，同一发电机组受损报警模块中的通电延时继电器线圈控制所述通电延时继电器常闭触点和通电延时继电器常开触点的开合。
具体的，所述第一通电延时继电器线圈控制所述第一通电延时继电器常闭触点和第一通电延时继电器常开触点的开合，所述第二通电延时继电器线圈控制所述第二通电延时继电器常闭触点和第二通电延时继电器常开触点的开合，至所述第n通电延时继电器线圈控制所述第n通电延时继电器常闭触点和第n通电延时继电器常开触点的开合，所述第一过流继电器线圈控制所述第一过流继电器常闭触点的开合，第二过流继电器线圈控制所述第二过流继电器常闭触点的开合，至第n过流继电器线圈控制所述第n过流继电器常闭触点的开合。
进一步的，为防止发电机组瞬时输出电压不足造成报警电路的误操作，所述通电延时继电器线圈具有一定的延时，且延时时间范围为10s至15s，即所述第一通电延时继电器线圈、第二通电延时继电器线圈至第n通电延时继电器线圈延时时间为10s至15s。
进一步的，当所述比较器的正极输入大于负极输入时，比较器输出高电平；当比较器负极输入大于正极输入时，比较器输出低电平。由于比较器的负端输入连接DC/DC模块，正端输入连接基准电压Vref，因此，当DC/DC模块输出电压大于基准电压Vref，比较器输出低电平，当DC/DC模块输出电压小于基准电压Vref，比较器输出高电平。
进一步的，所述基准电压Vref具体数值给定需参考发电机组正常工作与受损时的电压参考量以及所述比较器的选型，基准电压Vref使得发电机组正常工作时DC/DC模块输出的电压大于基准电压Vref，发电机组受损时DC/DC模块输出的电压小于基准电压Vref。
一种船舶发电机组受损报警电路控制方法，包括以下步骤：
(1)第一发电机组正常运行时，DC/DC模块输出的电压大于基准电压Vref，第一比较器输出低电平，第一报警灯不亮，第一通电延时继电器线圈不得电，第一通电延时继电器常闭触点闭合，第一通电延时继电器常开触点打开，第一过流继电器线圈不得电，第一过流继电器常开触点打开，第一发电机组正常带动第一负载，同理，其他发电机组正常工作时均正常带动负载。
(2)第一发电机组受损时，DC/DC模块输出的电压小于基准电压Vref，第一比较器输出高电平，第一报警灯亮，第一通电延时继电器线圈得电，经过10s至15s后，第一通电延时继电器常闭触点断开，第一通电延时继电器常开触点闭合，第一负载连接至第二发电机组。
(3)当第一负载连接至第二发电机可正常工作不过流时，第一过流继电器常闭触点闭合，第一负载连接至第二发电机组正常工作。当第一负载连接至第二发电机组过流时，第一过流继电器常闭触点断开，第一通电延时继电器线圈失电，第一通电延时继电器常开触点断开，第一负载与第二发电机组连接断开。
(4)同理，其他发电机组受损时，均重复上述步骤。
进一步的，同一发电机组受损报警模块中，所述过流继电器线圈的额定电流大于等于发电机组的电路过载时的电流。即所述第一过流继电器线圈的额定电流大于等于所述第一发电机组的电路过载时的电流，所述第二过流继电器线圈的额定电流大于等于所述第二发电机组的电路过载时的电流，至所述第n过流继电器线圈的额定电流大于等于所述第n发电机组的电路过载时的电流。
与现有技术相比，本发明的技术方案的优点和有益效果主要是：
本发明技术方案中的船舶发电机组受损报警电路，结构简单，成本低，安全可靠，易于安装，能够在发电机组时及时进行自保护，对操作人员进行报警，使操作人员可以及时到达现场进行维修。
本发明的船舶发电机组受损报警电路控制方法，通过通电延时继电器和过流继电器对发电机组和负载进行保护，而且保证最大限度的不停止负载工作。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明具体实施例的船舶发电机组受损报警电路的结构示意图。
图中：11、第一负载，12、第一通电延时继电器常闭触点，13、第一发电机组，14、DC/DC模块，15、第一比较器，16、第一报警灯，17、第一过流继电器常闭触点，18、第一通电延时继电器线圈，19、第一通电延时继电器常开触点，1A、第一过流继电器线圈；
21、第二负载，22、第二通电延时继电器常闭触点，23、第二发电机组，24、DC/DC模块，25、第二比较器，26、第二报警灯，27、第二过流继电器常闭触点，28、第二通电延时继电器线圈，29、第二通电延时继电器常开触点，2A、第二过流继电器线圈；
n1、第n负载，n2、第n通电延时继电器常闭触点，n3、第n发电机组，n4、DC/DC模块，n5、第n比较器，n6、第n报警灯，n7、第n过流继电器常闭触点，n8、第n通电延时继电器线圈，n9、第n通电延时继电器常开触点，nA、第n过流继电器线圈。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，本发明的一种船舶发电机组受损报警电路，包括包括一基准电压Vref和n个发电机组受损报警模块，所述n个发电机组受损报警模块包括n个负载，分别为第一负载11、第二负载21至第n负载n1；n个发电机组，分别为第一发电机组13、第二发电机组23至第n发电机组n3；n个DC/DC模块，分别为DC/DC模块14、DC/DC模块24至DC/DC模块n4；n个比较器，分别为第一比较器15、第二比较器25至第n比较器n5；n个报警灯，分别为第一报警灯16、第二报警灯26至第n报警灯n6；n个通电延时继电器，第一通电延时继电器线圈18、第二通电延时继电器线圈28至第n通电延时继电器线圈n8；第一通电延时继电器常闭触点12、第二通电延时继电器常闭触点22至第n通电延时继电器常闭触点n2；第一通电延时继电器常开触点19、第二通电延时继电器常开触点29至第n通电延时继电器常开触点n9；n个过流继电器，分别为第一过流继电器线圈1A、第二过流继电器线圈2A至第n过流继电器线圈nA、第一过流继电器常闭触点17、第二过流继电器常闭触点27至第n过流继电器常闭触点n7组成；其中，n≥2，n∈N；
其中，第一负载11与第一通电延时继电器常闭触点12，第一发电机组13，DC/DC模块14，第一比较器15构成第一条串联支路，第一过流继电器常闭触点17与第一通电延时继电器线圈18串联后并联第一报警灯16，第一报警灯16与第一条支路串联；第二负载21与第二通电延时继电器常闭触点22，第二发电机组23，DC/DC模块24，第二比较器25构成第二条串联支路，第二过流继电器常闭触点27与第二通电延时继电器线圈28串联后并联第二报警灯26，第二报警灯26与第二条支路串联，至第n负载n1与第n通电延时继电器常闭触点n2，第n发电机组n3，DC/DC模块n4，第n比较器n5构成第n条串联支路，第n过流继电器常闭触点n7与第n通电延时继电器线圈n8串联后并联第n报警灯n6，第n报警灯n6与第n条支路串联；其中，第一负载11通过第一通电延时继电器常开触点19及第一过流继电器线圈1A与第二发电机组相连23，第二负载21通过第二通电延时继电器常开触点29及第二过流继电器线圈2A与其后面的电机组相连，第n负载n1通过第n通电延时继电器常开触点n9及第n过流继电器线圈nA与第一发电机组13相连。
所述第一通电延时继电器线圈18是否得电控制所述第一通电延时继电器常闭触点12和第一通电延时继电器常开触点19的开合，所述第二通电延时继电器线圈28是否得电控制所述第二通电延时继电器常闭触点22和第二通电延时继电器常开触点29的开合，至所述第n通电延时继电器线圈n8是否得电控制所述第n通电延时继电器常闭触点n2和第n通电延时继电器常开触点n9的开合，所述第一过流继电器线圈1A是否得电控制所述第一过流继电器常闭触点17的开合，第二过流继电器线圈1A是否得电控制所述第二过流继电器常闭触点27的开合，至第n过流继电器线圈nA是否得电控制所述第n过流继电器常闭触点n7的开合。
本实施例中，所述第一报警灯16为红色，第二报警灯16为黄色，第n报警灯为紫色，所有报警灯均为颜色不同的报警灯。
所述第一比较器15、第二比较器25至第n比较器n5均采用LM358芯片，当正极输入大于负极输入时，输出高电平；当负极输入大于正极输入时，输出低电平。
下面结合图1叙述本实施例的船舶发电机组受损报警电路控制方法，所述控制方法包括下列步骤：
(1)第一发电机组13正常运行时，DC/DC模块14输出的电压大于基准电压Vref，第一比较器15输出低电平，第一报警灯16不亮，第一通电延时继电器线圈18不得电，第一通电延时继电器常闭触点12闭合，第一通电延时继电器常开触点19打开，第一过流继电器线圈1A不得电，第一过流继电器常闭触点17打开，第一发电机组正常带动第一负载。同理，其他发电机组正常工作时均正常带动负载。
(2)第一发电机组13受损时，DC/DC模块14输出的电压小于基准电压Vref，第一比较器15输出高电平，第一报警灯16亮，第一通电延时继电器线圈18得电，第一通电延时继电器常闭触点12断开，第一通电延时继电器常开触点19闭合，第一负载11连接至第二发电机组23。
(3)第一负载11连接至第二发电机23可正常工作时，第一过流继电器线圈不得电1A，第一过流继电器常闭触点闭合17，第一负载11连接至第二发电机组23正常工作。
(4)第一负载11连接至第二发电机组23过流时，第一过流继电器线圈1A得电，第一过流继电器常闭触点17打开，第一负载11与第二发电机组23连接断开，第一负载11与发电机组完全断开。
(5)同理，其他发电机组受损时，均重复上述过程，负载连接至下一发电机组正常工作或与发电机组完全断开。
本实施例中，所述第一过流继电器线圈1A的额定电流大于等于所述第一发电机组13的电路过载时的电流，所述第二过流继电器线圈2A的额定电流大于等于所述第二发电机组23的电路过载时的电流，至所述第n过流继电器线圈nA的额定电流大于等于所述第n发电机组n3的电路过载时的电流。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种船舶发电机组受损报警电路，其特征在于：包括一基准电压V ref 和n个发电机组受损报警模块，所述n个发电机组受损报警模块包括n个负载，分别为第一负载、第二负载至第n负载；n个发电机组，分别为第一发电机组、第二发电机组至第n发电机组；n个DC/DC模块；n个比较器，分别为第一比较器、第二比较器至第n比较器；n个报警灯，分别为第一报警灯、第二报警灯至第n报警灯，n个通电延时继电器，分别为第一通电延时继电器、第二通电延时继电器至第n通电延时继电器；n个过流继电器，分别为第一过流继电器、第二过流继电器至第n过流继电器；其中，n≥2，n∈N；
同一发电机组受损报警模块中，所述发电机组的输出分为两路，一路通过通电延时继电器常闭触点连接负载，另一路通过DC/DC模块连接到比较器负端输入，比较器正端输入连接基准电压V ref ；比较器输出分为两路，一路依次连接过流继电器常闭触点和通电延时继电器线圈，另一路连接报警灯；
其中，第一负载通过第一通电延时继电器常开触点及第一过流继电器线圈与第二发电机组相连，第二负载通过第二通电延时继电器常开触点及第二过流继电器线圈与其后的发电机组相连，第n负载通过第n通电延时继电器常开触点及第n过流继电器线圈与第一发电机组相连。
2.如权利要求1所述的船舶发电机组受损报警电路，其特征在于：不同发电机组受损报警模块中的报警灯为颜色不同的报警灯。
3.如权利要求1所述的船舶发电机组受损报警电路，其特征在于：同一发电机组受损报警模块中的通电延时继电器线圈控制所述通电延时继电器常闭触点和通电延时继电器常开触点的开合。
4.如权利要求1所述的船舶发电机组受损报警电路，其特征在于：所述通电延时继电器线圈延时时间为10s至15s。
5.如权利要求1所述的船舶发电机组受损报警电路，其特征在于：当所述比较器的正极输入大于负极输入时，比较器输出高电平；当比较器负极输入大于正极输入时，比较器输出低电平。
6.如权利要求1所述的船舶发电机组受损报警电路，其特征在于：所述基准电压V ref 使得发电机组正常工作时DC/DC模块输出的电压大于基准电压V ref ，发电机组受损时DC/DC模块输出的电压小于基准电压V ref 。
7.一种船舶发电机组受损报警电路控制方法，其特征在于：包括以下步骤，
（1）第一发电机组正常运行时，DC/DC模块输出的电压大于基准电压V ref ，第一比较器输出低电平，第一报警灯不亮，第一通电延时继电器线圈不得电，第一通电延时继电器常闭触点闭合，第一通电延时继电器常开触点打开，第一过流继电器线圈不得电，第一过流继电器常闭触点打开，第一发电机组正常带动第一负载，同理，其他发电机组正常工作时均正常带动对应的负载；
（2）第一发电机组受损时，DC/DC模块输出的电压小于基准电压V ref ，第一比较器输出高电平，第一报警灯亮，第一通电延时继电器线圈得电，经过10s至15s后，第一通电延时继电器常闭触点断开，第一通电延时继电器常开触点闭合，第一负载连接至第二发电机组；
（3）当第一负载连接至第二发电机可正常工作不过流时，第一过流继电器常闭触点闭合，第一负载连接至第二发电机组正常工作；当第一负载连接至第二发电机组过流时，第一过流继电器常闭触点断开，第一通电延时继电器线圈失电，第一通电延时继电器常开触点断开，第一负载与第二发电机组连接断开；
同理，其他发电机组受损时，均重复上述步骤。
8.根据权利要求7所述的船舶发电机组受损报警电路控制方法，其特征在于：同一发电机组受损报警模块中，所述过流继电器线圈的额定电流大于等于发电机组的电路过载时的电流。
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