CN202455076U

CN202455076U - 一种自动电压控制系统

Info

Publication number: CN202455076U
Application number: CN2011204523700U
Authority: CN
Inventors: 殷骏
Original assignee: ANHUI LEADZONE INTELLIGENT GRID TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ANHUI LEADZONE INTELLIGENT GRID TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2021-11-16

Abstract

本实用新型涉及一种自动电压控制系统，其包括用于保护励磁调节器的励磁过调保护器。所述励磁过调保护器包括：两个输入端；两个输出端；控制继电器；两对光电耦合器；电源电路；定时电路；触发电路。所述具有励磁过调保护器的自动电压控制系统，有效防范了因输入信号接点粘死而造成的过调现象，提高了控制回路的可靠性和安全性，提高了电气设备自动化程度，减少了人为监视设备、更换设备的频率，大大降低了人的劳动强度，为企业避免了不必要的资源浪费。

Description

一种自动电压控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种电压控制系统，尤其涉及一种具有励磁过调保护器的自动电压控制系统。

背景技术

随着大容量机组投入及超高压电网形成，电网网架结构明显加强，无功电源及无功补偿容量也大量增加，无功不足不再是主要矛盾，而电网无功潮流不合理分布和大机组无功功率不合理分配的矛盾却日益显露，对系统电压和无功实现优化调节更显得尤其重要。

发电机组励磁调节(AVR)系统是电力系统中最重要的无功电压控制系统，响应速度快，可控制量大，无论是正常运行时保证电压水平和紧急控制时防止电压崩溃，都起着至关重要的作用。

AVR控制的给定改变形式普遍为结点量控制方式，即通过继电器输出增磁或减磁脉冲控制信号(脉冲信号宽度：10ms~2500ms)来改变AVR电压给定值，从而增、减励磁电流，当励磁电流发生改变时，发电机的无功出力与机端电压也随之增、减，并通过主变压器进一步影响到电网电压。此控制过程在现场运行过程中非常频繁，故现场对继电器的灵敏度、动作精确度、动作正确性、耐久度要求甚高。为了提高继电器可靠性、安全性，作为控制用途的继电器多采用2个及以上继电器串联方式。

作为控制用途的继电器多采用2个及以上继电器串联方式，虽然此方式可以在一定程度上提高控制继电器的可靠度、安全性，但是继电器本身电气寿命或机械寿命、继电器开断过程产生的拉弧现象及负载短路等原因导致的触点烧糊均会造成继电器接点粘死，此故障皆有可能对电气设备及电力系统造成不可估量的损害，且此故障在发生时无及时有效的修正措施。为了防止故障发生，现场需定期检查、更换继电器，增加了人力劳动强度和物资无谓损耗。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种自动电压控制系统，旨在设计了新型励磁过调保护器，解决了因输入信号接点粘死而造成过调的问题。

本实用新型是这样实现的，一种自动电压控制系统，其包括用于保护励磁调节器的励磁过调保护器。所述励磁过调保护器包括：两个输入端i2、i4；两个输出端o1、o3，其与所述励磁调节器电性连接；控制继电器K3，其两个常闭触点K312、K311分别与所述两个输入端i2、i4电性连接；两对光电耦合器U1与U2、U3与U4，每对光电耦合器U1与U2、U3与U4中的其中一个发光二极管的阳极、与另一个发光二极管的阴极电性连接，且还能电性连接于所述两个常闭触点K312、K311，而每对光电耦合器U1与U2、U3与U4中的其中一个发光二极管的阴极、与另一个发光二极管的阳极电性连接，且还电性连接于所述两个输出端o1、o3；电源电路，其与每个光电耦合器中的三极管的集电极电性连接；定时电路，其输入端R电性连接于每个光电耦合器中的三极管的发射极；触发电路，其电性连接于所述定时电路的输出端Q与所述控制继电器的常开触点K35之间。

作为上述方案的进一步改进，所述励磁过调保护器还包括电性连接于所述两个输入端i2、i4的两个继电器K1、K2，两个常闭触点K312、K311在所述两个输入端i2、i4接收控制信号时分别经由所述至少一个继电器K1、K2与所述两个输入端i2、i4电性连接。

作为上述方案的进一步改进，所述定时电路包括定时器以及用于调整所述定时器的阀值电压的阀值设定电路，所述阀值设定电路与所述定时器电性连接。

作为上述方案的进一步改进，所述定时器的输入端R经由一电容C3电性接地且还电性连接至每个光电耦合器中的三极管的发射极，所述阀值设定电路包括拨码开关与电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10，所述电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9分别电性串接在所述拨码开关的相同一侧的相邻触点之间，且所述电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9还依次电性串接，其一端电性接地，其另一端经由电阻R10电性连接至所述定时器的端口TRIG、THR，所述拨码开关的另一侧均电性接地。

作为上述方案的进一步改进，所述电容C3与地之间还串接有二极管D2，所述二极管D2的阴极与所述电容C3电性连接，所述二极管D2的阳极电性接地。

作为上述方案的进一步改进，所述定时器的输入端R还经由稳压二极管D1电性接地，所述稳压二极管D1的阴极与所述输入端R电性连接，所述稳压二极管D1的阳极电性接地。

作为上述方案的进一步改进，所述触发电路包括三极管Q2、继电器K4、电阻R2、电阻R12以及二极管D3，所述三极管Q2的基极电性连接至所述定时电路的输出端Q，所述三极管Q2的发射极经由所述电阻R12电性接地，所述三极管Q2的集电极依次经由所述继电器K4的线圈、电阻R2分别电性连接至所述电源电路与所述控制继电器的常开触点K35，所述二极管D3并联于所述继电器K4的线圈的两端，所述继电器K4的其中一个常开触点设置在所述三极管Q2的集电极与所述控制继电器的线圈之间，所述继电器K4的另一个常开触点设置在所述三极管Q2的集电极与发射极之间。

作为上述方案的进一步改进，所述两个输入端i2、i4与所述两个输出端o1、o3之间还设置有手动开关JP1、JP2。

作为上述方案的进一步改进，所述两个继电器K1、K2的常开触点K18、K28还经由手动开关JP1、JP2电性连接至所述两个输出端o1、o3。

作为上述方案的进一步改进，所述电源电路包括稳压器。

本实用新型提供的具有励磁过调保护器的自动电压控制系统，有效防范了因输入信号接点粘死而造成的过调现象，提高了控制回路的可靠性和安全性，提高了电气设备自动化程度，减少了人为监视设备、更换设备的频率，大大降低了人的劳动强度，为企业避免了不必要的资源浪费。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施方式提供的自动电压控制系统中的励磁过调保护器的模块示意图。

图2是图1中励磁过调保护器的电路示意图。

符号说明

励磁过调保护器 100

输入单元 10

输出单元 20

中间继电器单元 30

光电耦合单元 40

定时电路 50

阀值设定单元 60

电源电路 70

触发电路 80

输入端 i2、i4、R、Vin

输出端 o1、o3、Q、Vout

继电器 K1、K2、K3、K4

触点 K11-K112、K21-K212、K31-K312、K41-K44

光电耦合器 U1、U2、U3、U4

阀值设定电路 51

定时器 555

端口 TRIG、THR、CVolt、DLS、Vcc

拨码开关 S1

电阻 R1-R12

稳压二极管 D1

三极管 Q2

二极管 D2、D3

稳压器 LM7812

电容 C1、C2、C3

手动开关 JP1、JP2

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1及图2，其为本实用新型较佳实施方式提供的具有励磁过调保护器的自动电压控制系统中励磁过调保护器100的结构示意图，自动电压控制系统包括用于保护励磁调节器的励磁过调保护器100。励磁过调保护器100包括输入单元10、输出单元20、中间继电器单元30、光电耦合单元40、定时电路50、阀值设定单元60、电源电路70以及触发电路80。

输入单元10用于接收外部控制信号，如来自自动调压装置、DCS集中控制器等，在本实施方式中，以两个输入端i2、i4为例进行详细举例说明。输出单元20用于输出信号至励磁调节器，其与两个输入端i2、i4相对于，因此，在本实施方式中，以两个输出端o1、o3为例进行配合说明。

中间继电器单元30桥接和隔离输入端i2、i4与输出端o1、o3，其包括继电器K1、K2、K3，其中继电器K1、K2为了增加节点的可靠性，其可以不设置，然而继电器K3为控制继电器其必须设置。继电器K1、K2、K3均包括多对触点开关(如图2所示，继电器K1包括触点K11-K112，继电器K2包括触点K21-K212，继电器K3包括触点K31-K312，继电器4包括触点K41-K44)，继电器K1、K2的常闭触点K110、K210分别电性连接至两个输入端i2、i4，继电器K1、K2的常开触点K18、K28分别电性连接至控制继电器K3的常闭触点K312、K311并经由其电性连接于每对光电耦合器U1与U2、U3与U4中的其中一个发光二极管的阴极、与另一个发光二极管的阳极。

光电耦合单元40隔离增、减磁控制信号，启动、停止定时电路50，其包括两对光电耦合器U1与U2、U3与U4。每对光电耦合器U1与U2、U3与U4中的其中一个发光二极管的阳极、与另一个发光二极管的阴极电性连接，而每对光电耦合器U1与U2、U3与U4中的其中一个发光二极管的阴极、与另一个发光二极管的阳极电性连接，且还电性连接于输出端o1、o3。每个光电耦合器U1、U2、U3、U4中的三极管的集电极电性连接于电源电路70，每个光电耦合器U1、U2、U3、U4中的三极管的发射极电性连接于定时电路50。

定时电路50包括定时器555以及用于调整定时器555的阀值电压的阀值设定电路51，阀值设定电路51与定时器555电性连接。定时器555检测控制信号，并根据设定阀值控制中间继电器30动作，阀值设定电路51为定时电路提供判据。

定时器555包括输入端R；输出端Q；以及诸多端口TRIG、THR、CVolt、DLS、Vcc。阀值设定电路51，包括拨码开关S1与诸多电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10。电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9分别电性串接在拨码开关S1的相同一侧的相邻触点之间，且电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9还依次电性串接，其一端电性接地，其另一端经由电阻R10电性连接至定时器555的端口TRIG、THR，拨码开关S1的另一侧均电性接地。定时器555的输入端R经由一电容C3、二极管D2电性接地，输入端R还经由电容C3电性连接至每个光电耦合器U1、U2、U3、U4中的三极管的发射极。定时器555的输入端R还经由稳压二极管D1电性接地，稳压二极管D1的阴极与输入端R电性连接，稳压二极管D1的阳极电性接地。端口CVolt经由电容C4电性接地，端口DLS 经由电容C5电性接地，端口Vcc经由稳压二极管D1电性接地。

触发电路80包括三极管Q2、继电器K4、两个电阻R2、R12以及二极管D3，三极管Q2的基极电性连接至定时电路555的输出端Q，三极管Q2的发射极经由电阻R12电性接地，三极管Q2的集电极依次经由继电器K4的线圈、电阻R2分别电性连接至电源电路70与控制继电器K3的常开触点K35，二极管D3并联于继电器K4的线圈的两端。继电器K4的其中一个常开触点设置在三极管Q2的集电极与控制继电器K3的线圈之间，继电器K4的另一个常开触点设置在三极管Q2的集电极与发射极之间。

继电器K1、K2的常开触点K18、K28还经由手动开关JP1、JP2电性连接至输出端o1、o3。当然可以理解，如果不设置继电器K1、K2，手动开关JP1、JP2也可以直接设置在输入端i2、i4与输出端o1、o3之间。

电源电路包括稳压器70包括稳压器LM7812、电阻R1、电解电容C1、电容C2，稳压器LM7812的输入端Vin、地端GND分别接外部电源，稳压器LM7812的输出端Vout分别经由电解电容C1、电容C2电性接地，稳压器LM7812的输出端Vout还经由电阻R1电性连接至每个光电耦合器U1、U2、U3、U4中的三极管的集电极。

励磁过调保护器100通过设定拨码开关S1的状态，改变电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10组合方式，从而达到设定定时器555阀值电压Vth的目的。

当增、减磁+/-输入接点闭合时，中间继电器K3中继输入信号，驱动光电耦合器U1/U2或U3/U4处于工作状态，光电耦合器U1/U2或U3/U4输出端导通，对电容C3进行充电，充电电压大小与输入信号接点闭合时长有关，输入信号接点闭合时间越长，充电电压越大，反之越小。定时器555将充电电压与阀值电压Vth进行比较，当充电电压不小于阀值电压Vth时，定时器555输出端输出高电平，触发三极管Q2处于导通状态，此时继电器K4继电器启动，其常开触点闭合，于此同时，继电器K3继电器启动，其常闭触点断开，从而断开输出接点，使得输入端i2、i4与输出端o1、o3隔离，及时有效防范了因输入信号接点粘死而造成的过调现象。

综上所述，本实用新型提供的具有励磁过调保护器的自动电压控制系统，有效防范了因输入信号接点粘死而造成的过调现象，提高了控制回路的可靠性和安全性，提高了电气设备自动化程度，减少了人为监视设备、更换设备的频率，大大降低了人的劳动强度，为企业避免了不必要的资源浪费。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种自动电压控制系统，其包括用于保护励磁调节器的励磁过调保护器，其特征在于，所述励磁过调保护器包括：

两个输入端i2、i4；

两个输出端o1、o3，其与所述励磁调节器电性连接；

控制继电器K3，其两个常闭触点K312、K311分别与所述两个输入端i2、i4电性连接；

两对光电耦合器U1与U2、U3与U4，每对光电耦合器U1与U2、U3与U4中的其中一个发光二极管的阳极、与另一个发光二极管的阴极电性连接，且还能电性连接于所述两个常闭触点K312、K311，而每对光电耦合器U1与U2、U3与U4中的其中一个发光二极管的阴极、与另一个发光二极管的阳极电性连接，且还电性连接于所述两个输出端o1、o3；

电源电路，其与每个光电耦合器中的三极管的集电极电性连接；

定时电路，其输入端R电性连接于每个光电耦合器中的三极管的发射极；

触发电路，其电性连接于所述定时电路的输出端Q与所述控制继电器的常开触点K35之间。

2.如权利要求1所述的自动电压控制系统，其特征在于，所述励磁过调保护器还包括电性连接于所述两个输入端i2、i4的两个继电器K1、K2，两个常闭触点K312、K311在所述两个输入端i2、i4接收控制信号时分别经由所述两个继电器K1、K2与所述两个输入端i2、i4电性连接。

3.如权利要求1所述的自动电压控制系统，其特征在于，所述定时电路包括定时器以及用于调整所述定时器的阀值电压的阀值设定电路，所述阀值设定电路与所述定时器电性连接。

4.如权利要求3所述的自动电压控制系统，其特征在于，所述定时器的输入端R经由一电容C3电性接地且还电性连接至每个光电耦合器中的三极管的发射极，所述阀值设定电路包括拨码开关与电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10，所述电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9分别电性串接在所述拨码开关的相同一侧的相邻触点之间，且所述电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9还依次电性串接，其一端电性接地，其另一端经由电阻R10电性连接至所述定时器的端口TRIG、THR，所述拨码开关的另一侧均电性接地。

5.如权利要求4所述的自动电压控制系统，其特征在于，所述电容C3与地之间还串接有二极管D2，所述二极管D2的阴极与所述电容C3电性连接，所述二极管D2的阳极电性接地。

6.如权利要求4所述的自动电压控制系统，其特征在于，所述定时器的输入端R还经由稳压二极管D1电性接地，所述稳压二极管D1的阴极与所述输入端R电性连接，所述稳压二极管D1的阳极电性接地。

7.如权利要求4所述的自动电压控制系统，其特征在于，所述触发电路包括三极管Q2、继电器K4、电阻R2、电阻R12以及二极管D3，所述三极管Q2的基极电性连接至所述定时电路的输出端Q，所述三极管Q2的发射极经由所述电阻R12电性接地，所述三极管Q2的集电极依次经由所述继电器K4的线圈、电阻R2分别电性连接至所述电源电路与所述控制继电器的常开触点K35，所述二极管D3并联于所述继电器K4的线圈的两端，所述继电器K4的其中一个常开触点设置在所述三极管Q2的集电极与所述控制继电器的线圈之间，所述继电器K4的另一个常开触点设置在所述三极管Q2的集电极与发射极之间。

8.如权利要求1所述的自动电压控制系统，其特征在于，所述两个输入端i2、i4与所述两个输出端o1、o3之间还设置有手动开关JP1、JP2。

9.如权利要求2所述的自动电压控制系统，其特征在于，所述两个继电器K1、K2的常开触点K18、K28还经由手动开关JP1、JP2电性连接至所述两个输出端o1、o3。

10.如权利要求1所述的自动电压控制系统，其特征在于，所述电源电路包括稳压器。