CN112130069A

CN112130069A - 一种发电机主配电板

Info

Publication number: CN112130069A
Application number: CN202010965039.2A
Authority: CN
Inventors: 黄徐进; 薛源; 笪月君; 凌有临
Original assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Current assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Priority date: 2020-09-15
Filing date: 2020-09-15
Publication date: 2020-12-25
Anticipated expiration: 2040-09-15
Also published as: CN112130069B

Abstract

一种发电机主配电板，包含三相三线发电机的输出线U、V、W，以及U、V、W相的电流互感器，第一转换开关，第一电流表，以及远程第二转换开关，第二电流表；第一转换开关，绕转轴可转换三个位置分别为左、中、右，对应第一电流表，分别测量三相电流I_U、I_V、I_W；第一转换开关与第二转换开关接通表相同，第二转换开关与第一转换开关串联，所述第二转换开关，绕转轴可转换三个位置分别为左、中、右，对应第二电流表，分别测量三相电流I_U、I_V、I_W；从而实现发电机主配电板内一组电流互感器，利用传统显示仪表，同时被不同地点的电流表同时使用，且电路不会产生干涉，此外，利用相同的接线规律，还可以扩展更多的远程转换开关和电流表。

Description

一种发电机主配电板

技术领域

本发明涉及发电机主配电板，特别涉及船用发电机主配电板的检测显示系统，属于船用发电机保护技术领域。

背景技术

船用发电机组通常为三相三线交流发电机组，通过主配电板，对发电机工作参数进行有效的监视测量，如通过主配电板内发电机主回路上设置的电流互感器,利用电流表，对发电机电流进行有效的监视测量。传统的主配电板上，每台发电机对应设有一屏发电机屏；在发电机屏内的发电机主回路上，设有一组电流互感器，在发电机屏的仪表板上，每台发电机设有一只电磁式电流表，以及对应设有一只转换开关，通过电流互感器、转换开关、电流表，实现对发电机U、V、W三相电流分别进行监视测量。

在对船用发电机组进行实验室测试时，为了工作方便，对每个发电机台位，不仅在主配电板上设有一屏发电机屏，用于配电和监控发电机组参数，而且，还为每个发电机台位对应设有一只发电机控制台，用于监控和记录发电机组的电流、功率等参数。通常在发电机屏内，设有三只互感器，在其仪表板上，设有一只电流表，以及对应设有一只转换开关，通过转换开关，查看发电机的各相电流；在发电机控制台上，还设置一只电流表，以及对应设有一只转换开关，用于查看和记录发电机的各相电流。

众所周知，一只电流互感器在一个电路里，对应二只电流表，二只电流表应当串联。由于目前观察发电机三相电流，是利用一只电磁式电流表，通过转换开关选择，可以分别观看各单相电流，即通过转换开关的选择，将需要观察的某单相电流互感器输出输送至电流表，另二相电流互感器输出接地；因此，每台发电机如果使用一组电流互感器，在不同地点，同时查看电流时，因同时观察的相序不同，如发电机屏在测量U相电流时，而此时发电机控制台在测量V项或W相电流，就可能产生电路干涉。通过现代技术手段，对电流互感器电流的测量结果通过通讯网络送多终端显示，不但成本高，由于中央处理单元为有源电路，还必须有为其供电的供电单元。因此，目前解决上述问题的办法一般有二种，其一：发电机屏与发电机控制台同时均使用三只电磁式电流表,直接串联，三相同时在二处均显示，其二：在发电机主回路上安装二组电流互感器，发电机屏和发电机控制台各用一组电流互感器，组成二路独立的电流监测回路。

上述解决办法存在的问题，其一：发电机屏与发电机控制台同时均使用三只电磁式电流表，因仪表板上还有其它测量仪表，如电压表、频率表、功率表、功率因素表等，由于仪表板上仪表较多，使用三只电流表占用仪表板面积较大，容易造成视觉混乱，观察记录错误，且不符合仪表板常规布置和使用习惯；其二：使用二组电流互感器，即利用二个回路加以分隔，该方法不仅提高了制造成本，同时也增大了互感器占用设备的内部空间，增加了设备的体积，同时由于同相测量互感器不同，其精度有差异，导致同相电流在同一时刻示值不同。

综上所述，在三相电路里，通过传统电路设计，利用一组互感器，实现本地和远程，在同一回路里，均使用电磁式电流表设计，并能够有效避免二电流表电路互相干扰的问题，到目前仍未发现被解决。

发明内容

本发明的目的是克服目前发电机主配电板三相电路，利用一组电流互感器和传统电路，不能同时被本地和远程的电磁式电流表使用；发明一种电路，使得用一组电流互感器，能够被多处电磁式电流表同时使用，而不会产生电路干涉。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现。

一种发电机主配电板，所述发电机主配电板在于其发电机屏上的仪表系统，包含三相三线发电机G的电源输出线U、V、W，以及U、V、W相的电流互感器，第一转换开关，第一电流表，以及远程（安装在发电机控制台上的）第二转换开关，第二电流表；其特征在于：所述U、V、W相的电流互感器为检测所述三相三线发电机U、V、W相的电流互感器；所述U、V、W相的电流互感器，其每相电流互感器输出端，一端为电流检测信号的输出端，剩余端口接地；所述U相电流互感器输出端的输出线为A，V相电流互感器输出端的输出线为B，W相电流互感器输出端的输出线为C，分别连接在第一转换开关上；第一转换开关共10组触点，触点排布由上至下，每组触点的左右端头的编号方法，按自然数由小到大，由上至下，顺次编号，左边为奇数，右边为偶数；所述第一转换开关，绕转轴可转换三个位置分别为左、中、右，对应第一电流表，分别测量三相电流I_U、I_V、I_W；所述第一转换开关，转换至左位，测量电流I_U，其触点3-4、5-6、7-8、13-14闭合，转换至中位，测量电流I_V，其触点1-2、9-10、11-12、13-14闭合，转换至右位，测量电流I_W，其触点1-2、7-8、15-16、17-18闭合；所述第一转换开关与第二转换开关接通表相同，且第一转换开关与第二转换开关串联，串联的电流检测信号线为（A1）、（B1）、（C1）；

所述第一转换开关，其外部接线，所述输出线A与第一转换开关中的1、3端相连，输出线B与第一转换开关的7、9端相连，输出线C与第一转换开关的13、15端相连；所述第一电流表，其第一接线柱与第一转换开关的5、11、17端连接，其第二接线柱与第一转换开关的4、10、16端连接；所述第一转换开关，其2、6联通后作为输出线A1,其8、12联通后作为输出线B1,其14、18联通后作为输出线C1；

所述第二转换开关，其外部接线，所述输出线A1与第二转换开关的1、3端相连；所述输出线B1与第二转换开关的7、9端相连；所述输出线C1与第二转换开关的13、15端相连；所述第二电流表，其第一接线柱与第二转换开关的5、11、17端头连接，其第二接线柱与第二转换开关的4、10、16端头连接；所述第二转换开关，其2、6、8、12、14、18端连接在公共端E接地；

本发明的目的还可以通过以下技术解决措施来进一步实现。

上述所述电流互感器为穿心式仪用电流互感器,穿心数为1匝。

上述所述电流互感器为穿心式多量限仪用电流互感器，

上述所述多量限为同一电流互感器设有不少于二档的额定一次电流档位。

上述所述多量限仪用电流互感器，每档的额定一次电流均设有一只独立的线圈，每个线圈一端设为额定一次电流档位，另一端接地。

上述所述多量限仪用电流互感器，使用转换开关选定一只线圈的输出端，作为该电流互感器的电流档位输出，输送至第一转换开关，非选用的线圈输出端位通过转换开关接地。

上述所述第一、第二电流表，其实际测量电流值=电流表显示值×电流互感器选定的额定一次电流值/电流表上设定的互感器额定一次电流值

上述所述穿心式多量限仪用电流互感器，其额定二次电流输出均为0~5A。

上述所述电流互感器输出端的输出线，其截面积不小于2.5平方毫米。

上述所述第一、第二转换开关、第一、第二电流表的连接，具有扩展功能，可以扩展出更多转换开关和电流表。

本发明的优点和有益效果：本发明利用转换开关，使多处电流表共用一组电流互感器时，在多处电流表同时分别测量不同相电流时，电流表的电流回路互不干涉，从而使产品的内在资源得到充分利用。同时，为扩大产品的应用范围，利用相同的转换开关和电流表，以及接线规律，还可以方便扩展更多转换开关和电流表。

电流互感器采用多量限电流互感器，为保证多量限电流互感器的测量精度，多量限电流互感器对每个量限采用独立线圈，使用时，利用转换开关，将选定的量限端头与第一转换开关连接，多量限电流互感器上其余未选定的端头，与地连接，避免互相间的电磁干扰。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1配电柜电流表显示系统电路

图中：G、发电机，TA1：U相电流互感器，TA2：V相电流互感器，TA3：W相电流互感器，LW、转换开关，LW1、第一转换开关，LW2、第二转换开关，A01、第一电流表，A02、第二电流表，A、A1、U相电流检测线，B、B1、V相电流检测线，C、C1、W相电流检测线，E、接地，I_U、U相测量电流，I_V、V相测量电流，I_W、W相测量电流。

具体实施方式

为使本发明的目的和技术方案表述更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示。发电机G发出的三相电，经电缆引入发电机主配电板，与发电机主配电板内U、V、W相汇流排对应相连、在U、V、W相的汇流排上，对应设有U、V、W相电流互感器，其电流互感器为穿心式多量限仪用电流互感器；穿心式是指汇流排从电流互感器中心孔中穿过，且汇流排为单匝。

多量限是指每只电流互感器设有多组线圈，且每组线圈匝数不同，每只线圈对应一个电流量限，本实施例同一只电流互感器如TA1，设有三只独立线圈a、b、c，每只线圈对应一种额定一次电流测量档位，线圈a对应450/5A电流测量档位，线圈b对应300/5A电流测量档位，线圈c对应200/5A电流测量档位，即每只电流互感器设有三种电流测量档位选择；将线圈a、线圈b、线圈c的上端设为电流测量档位选择的连接线，与转换开关LW的端头连接，其下端接地E。电流互感器如TA2，电流互感器如TA3与电流互感器TA1的组成、连接相同。

转换开关LW，共18组触点，触点排布由上至下，每组触点的左右端头的编号方法，按自然数由小到大，由上至下，顺次编号，左边为奇数，右边为偶数；转换开关LW，绕转轴可转换三个位置分别为左、中、右，对应电流互感器TA1、TA2、TA3的线圈分别为线圈c、线圈b、线圈a，即对应的电流测量档位分别为200/5A、300/5A、450/5A；转换开关LW接通表，转换至左位，选定的电流测量档位为200/5A，其触点1-2、7-8、11-12、13-14、19-20、23-24、25-26、31-32、35-36闭合，转换至中位，选定的电流测量档位为300/5A，其触点3-4、5-6、11-12、15-16、17-18、23-24、27-28、29-30、35-36闭合，转换至右位，选定的电流测量档位为450/5A，其触点3-4、7-8、9-10、15-16、19-20、21-22、27-28、31-32、33-34闭合。

转换开关LW，其外部接线，在U相电流互感器TA1中，线圈a上端与转换开关LW中1、3端头连接，线圈b上端与转换开关LW中5、7端头连接，线圈c上端与转换开关LW中9、11端头连接；在V相电流互感器TA2中，线圈a上端与转换开关LW中13、15端头连接，线圈b上端与转换开关LW中17、19端头连接，线圈c上端与转换开关LW中21、23端头连接；在W相电流互感器TA3中，线圈a上端与转换开关LW中25、27端头连接，线圈b上端与转换开关LW中29、31端头连接，线圈c上端与转换开关LW中33、35端头连接；转换开关LW中，4、8、12、16、20、24、28、32、36接地E，2、6、10合并为输出线A，14、18、22合并为输出线B，26、30、34合并为输出线C；输出线A、输出线B、输出线C分别为发电机G的U相电流、V相电流、W相电流测量输出线。

第一转换开关LW1与第二转换开关LW2接通表相同，共10组触点，触点排布由上至下，每组触点的左右端头的编号方法，按自然数由小到大，由上至下，顺次编号，左边为奇数，右边为偶数；所述第一转换开关，绕转轴可转换三个位置分别为左、中、右，对应第一电流表A01，分别测量三相电流I_U、I_V、I_W；所述第一转换开关，转换至左位，测量电流I_U，其触点3-4、5-6、7-8、13-14闭合，转换至中位，测量电流I_V，其触点1-2、9-10、11-12、13-14闭合，转换至右位，测量电流I_W，其触点1-2、7-8、15-16、17-18闭合；

第一转换开关LW1，其外部接线，输出线A与第一转换开关中的1、3端相连，输出线B与第一转换开关的7、9端相连，输出线C与第一转换开关的13、15端相连；第一电流表A01，其第一接线柱与第一转换开关的5、11、17端头连接，其第二接线柱与第一转换开关的4、10、16端头连接；第一转换开关，其2、6联通后作为输出线A1输出,其8、12联通后作为输出线B1输出,其14、18联通后作为输出线C1输出；

第二转换开关LW2，其外部接线，输出线A1与第二转换开关的1、3端相连；输出线B1与第二转换开关的7、9端相连；输出线C1与第二转换开关的13、15端相连；第二电流表A02，其第一接线柱与第二转换开关的5、11、17端头连接，其第二接线柱与第二转换开关的4、10、16端头连接；第二转换开关，其端头2、6、8、12、14、18接地E。

工作时，首先根据发电机G的功率大小，通过转换开关LW，选定三相电流测量档位，即选定每相电流互感器内，电流测量比相同的一组独立线圈的上端为输出端，线圈下端接地E，当选定了电流互感器的独立线圈后，即电流测量档位后，电流互感器内部其它的独立线圈上端通过转换开关LW接地E，电流互感器内部线圈的下端接地E。

电流测量档位确定后，U、V、W相检测电流将通过U相输出线A、A1，V相输出线B、B1，相W输出线C、C1，输送至第一转换开关LW1、第二转换开关LW2，再由第一转换开关LW1和第二转换开关LW2将需要查看的相电流信号输送至电流表A01、A02,电流表A01、A02可以同时分别查看不同相的电流，从而完成系统对发电机G的U、V、W相电流检测显示要求。

本实施例电流表A01、A02可以同时查看不同的相电流，例如：电流表A01需查看I_U相电流时，同时电流表A02需查看I_W相电流时，其电路互不干涉。其选择步骤以及检测电流通路如下：

先通过转换开关LW，选定电流比为200/5A，将转换开关LW转换至左位，第一转换开关LW1转换至左位，第二转换开关LW2转换至右位；

电流表A01查看I_U相通路：电流互感器TA1中线圈a上端——线A——第一转换开关LW1中3-4——第一电流表A01第二接线柱——第一电流表A01第一接线柱——第一转换开关LW1中5-6——线A1——第二转换开关LW2中1-2——接地E；电流互感器TA1中线圈a下端——接地E。

电流互感器TA2中线圈a上端——线B——第一转换开关LW1中7-8——线B1——第二转换开关LW2中7-8——接地E；电流互感器TA2中线圈a下端——接地E。

电流表A02查看I_W相通路：电流互感器TA3中线圈a上端——线C——第一转换开关LW1中13-14——线C1——第二转换开关LW2中15-16——第二电流表A02第二接线柱——第二电流表A02第一接线柱——第二转换开关LW2中17-18——接地E；电流互感器TA3中线圈a下端——接地E。

如果电流表A01（或电流表A02）是电磁式仪表，本实施例的实际测量电流值为：电流表A01（或电流表A02）的显示值×选定的电流互感器额定一次电流值/电流表上选定的互感器额定一次电流值；即电流表A01（或电流表A02）的显示值×转换开关LW选定电流比（200/5A）÷电流表上印制的电流比（200/5A）。

如果电流表A01（或电流表A02）是数字式仪表，使用不同电流互感器额定一次电流值时，在选定一次电流值后，仅需对仪表参数值安仪表说明书进行设定，直接读出电流实际测量值。

Claims

1.一种发电机主配电板，所述发电机主配电板在于其发电机屏上的仪表系统，包含三相三线发电机（G）的电源输出线（U）、（V）、（W），以及（U）、（V）、（W）相的电流互感器、第一转换开关、第一电流表，以及远程第二转换开关、第二电流表；其特征在于：所述（U）、（V）、（W）相的电流互感器，其每相电流互感器输出端，一端口为电流检测信号的输出端，剩余端口接地；所述（U）相电流互感器输出端的输出线为（A），（V）相电流互感器输出端的输出线为（B），（W）相电流互感器输出端的输出线为（C），分别连接在第一转换开关上；第一转换开关共10组触点，触点排布由上至下，每组触点的左右端头的编号方法，按自然数由小到大，由上至下，顺次编号，左边为奇数，右边为偶数；所述第一转换开关，绕转轴可转换三个位置分别为左、中、右，对应第一电流表，分别测量三相电流（I_U）、（I_V）、（I_W）；所述第一转换开关，转换至左位，测量电流（I_U），其触点（3-4）、（5-6）、（7-8）、（13-14）闭合，转换至中位，测量电流（I_V），其触点（1-2）、（9-10）、（11-12）、（13-14）闭合，转换至右位，测量电流（I_W），其触点（1-2）、（7-8）、（15-16）、（17-18）闭合；所述第一转换开关与第二转换开关接通表相同，且第一转换开关与第二转换开关串联，串联的电流检测信号线为（A1）、（B1）、（C1）；

所述第一转换开关，其外部接线，所述输出线（A）与第一转换开关中的（1）、（3）端相连，输出线（B）与第一转换开关的（7）、（9）端相连，输出线（C）与第一转换开关的（13）、（15）端相连；所述第一电流表，其第一接线柱与第一转换开关的（5）、（11）、（17）端连接，其第二接线柱与第一转换开关的（4）、（10）、（16）端连接；所述第一转换开关，其（2）、（6）联通后作为输出线（A1）,其（8）、（12）联通后作为输出线（B1）,其（14）、（18）联通后作为输出线（C1）；

所述第二转换开关，其外部接线，所述输出线（A1）与第二转换开关的（1）、（3）端相连；所述输出线（B1）与第二转换开关的（7）、（9）端相连；所述输出线（C1）与第二转换开关的（13）、（15）端相连；所述第二电流表，其第一接线柱与第二转换开关的（5）、（11）、（17）端头连接，其第二接线柱与第二转换开关的（4）、（10）、（16）端头连接；所述第二转换开关，其（2）、（6）、（8）、（12）、（14）、（18）端连接在公共端（E）接地。

2.根据权利要求1所述的一种发电机主配电板，其特征在于：所述电流互感器为穿心式仪用电流互感器,穿心数为1匝。

3.根据权利要求1所述的一种发电机主配电板，其特征在于：所述电流互感器为穿心式多量限仪用电流互感器。

4.根据权利要求3所述的一种发电机主配电板，其特征在于：所述多量限为同一电流互感器设有不少于二档的额定一次电流档位。

5.根据权利要求4所述的一种发电机主配电板，其特征在于：所述多量限仪用电流互感器，每档的额定一次电流均设有一只独立的线圈，每个线圈一端设为额定一次电流档位，另一端接地。

6.根据权利要求5所述的一种发电机主配电板，其特征在于：所述多量限仪用电流互感器，使用转换开关选定一只线圈的输出端，作为该电流互感器的电流档位输出，输送至第一转换开关，非选用的线圈输出端位通过转换开关接地。

7.根据权利要求6所述的一种发电机主配电板，其特征在于：所述第一、第二电流表，其实际测量电流值=电流表显示值×电流互感器选定的额定一次电流值/电流表上设定的互感器额定一次电流值。

8.根据权利要求3所述的一种发电机主配电板，其特征在于：所述穿心式多量限仪用电流互感器，其额定二次电流输出均为0~5A。

9.根据权利要求1所述的一种发电机主配电板，其特征在于：所述电流互感器输出端的输出线，其截面积不小于2.5平方毫米。

10.根据权利要求1所述的一种发电机主配电板，其特征在于：所述第一、第二转换开关、第一、第二电流表的连接，具有扩展功能，可以扩展出更多转换开关和电流表。