CN204376390U - 新型直流电机试验保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及直流电机试验保护装置，具体为新型直流电机试验保护装置。解决现有直流电机试验保护装置工作不可靠、动作响应慢、维修困难、成本高、使用寿命短以及缺乏转速保护等问题。包括保护电路；所述的保护电路包括故障继电器，故障继电器的一端接地，另一端通过控制支路与控制电源相连；还包括用于分别检测两台互馈直流电机电枢绕组电压并具有超限值触点的第一智能电压表VD1和第二智能电压表VD2，用于分别检测两台互馈直流电机主极绕组电流并具有超限值触点的第一智能电流表mA1和第二智能电流表mA2,用于检测两台互馈直流电机转速并具有超限值触点的智能转速表n;控制支路包括六条并联支路；每条并联支路由各智能仪表的触点和继电器构成。

Description

新型直流电机试验保护装置

技术领域

本实用新型涉及直流电机试验保护装置，具体为新型直流电机试验保护装置。

背景技术

现代大功率直流电机试验一般采用互馈方式，即将两台电机轴伸端通过联轴节进行机械耦合并将绕组按要求接入试验线路，通过线路中试验机组转换与控制使两台电机分别处在发电机与电动机状态，两者相互提供能量，有效减小试验设备的容量，降低电能消耗。同时具备调速平稳、结构紧凑等特点，因此被广泛应用。由于两台电机处在同一回路中，当其中一台电机发生故障时必将使回路电流发生急剧变化从而影响另一台电机，引起故障扩大造成不必要的损失。因此，直流电机试验保护装置的设置就显得非常重要。一旦发生故障，直流电机试验保护装置能快速切断所在回路电流，避免故障扩大。

现有直流电机互馈试验装置的线路原理图如图1所示：两台直流电机D1、D2轴伸端通过联轴节进行机械耦合，组成直流电机常用的回馈试验线路，在直流电源装置XL(线路机）和SY（升压机）的共同作用下，直流电机D1运行于电动机状态，直流电机D2运行于发电机状态。该现有直流电机试验装置采用的保护装置包括串联于直流电源装置XL供电回路的直流过流开关K1,和串联于作为发电机的直流电机D2供电回路的直流过流开关K2,以及相应的保护电路；所述的保护电路包括故障继电器GJ，故障继电器GJ的一端接地，另一端通过控制支路与控制电源相连，所述的控制支路由直流过流开关K1或K2的辅助常开触点KD、故障接地触点GD1-GD3以及故障继电器GJ的常开触点GJ1相互并联而成；故障继电器GJ的（常开或常闭）触点GJ2、GJ3、GJ4用于控制直流电源装置XL和升压机SY的自身通断（通过各自给定电位器GDW1、GDW2的切入或断开）及交流侧供电（通过控制交流供电接触器JC1、JC2）。采用直流过流开关K1、K2进行保护，当电机出现匝间短路、环火、失磁故障以及升压机、直流电源装置故障或操作失误时，回路电流急剧增大使直流过流开关K1、K2动作，切断回路电流起到保护作用；同时，通过直流过流开关K1或K2的辅助触点KD的动作，使故障继电器GJ得电，及时将升压机SY、直流电源装置XL给定接零，封锁机组可控硅触发脉冲使其输出为零（即自身通路断开），同时使交流供电接触器JC1、JC2得电，迅速切断其交流侧供电，起到保护作用。

上述现有的直流电机试验保护装置中的直流过流开关K1、K2可依据不同的试验电机调整过流值，由于直流过流开关多为机电组合装置，对过流值无法精确调整，常会出现超调或欠调现象，导致开关产生误动作，对电机产生一定的损伤。同时还存在动作响应慢、维修困难，成本高，使用寿命短等缺点。同时由于没有转速保护，当出现失磁或误操作引起电机转速不可控制的急剧增加（俗称飞车）时，需操作人员及时果断处理，否则将会导致电机出现环火，烧损换向器面，严重时可使转子绕组、换向器片甩出，出现扫膛现象使电机报废。

发明内容

本实用新型解决现有直流电机试验保护装置工作不可靠、动作响应慢、维修困难、成本高、使用寿命短以及缺乏转速保护等问题，提供一种新型直流电机试验保护装置。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：新型直流电机试验保护装置，包括保护电路；所述的保护电路包括故障继电器GJ，故障继电器GJ的一端接地，另一端通过控制支路与控制电源相连；还包括用于分别检测两台互馈直流电机电枢绕组电压并具有超限值触点的第一智能电压表VD1和第二智能电压表VD2，用于分别检测两台互馈直流电机主极绕组（励磁绕组）电流并具有超限值触点的第一智能电流表mA1和第二智能电流表mA2,用于检测两台互馈直流电机转速并具有超限值触点的智能转速表n;所述的控制支路包括六条并联支路；第一并联支路由第一智能电压表VD1的超限值常开触点VH1与第一继电器J1串接而成且第一继电器J1的一端接地；第二并联支路由第二智能电压表VD2的超限值常开触点VH2与第二继电器J2串接而成且第二继电器J2的一端接地；第三并联支路由第一智能电流表mA1的超限值常开触点AH1与第三继电器J3串接而成且第三继电器J3的一端接地；第四并联支路由第二智能电流表mA2的超限值常开触点AH2与第四继电器J4串接而成且第四继电器J4的一端接地；第五并联支路由智能转速表n的超限值常开触点nH与第五继电器J5串接而成且第五继电器J5的一端接地；第六并联支路由第一继电器J1的第一常开触点J1-1、第二继电器J2的第一常开触点J2-1、第三继电器J3的第一常开触点J3-1、第四继电器J4的第一常开触点J4－1、第五继电器J5的第一常开触点J5-1相互并联后再与第六继电器J6串联而成且第六继电器J6的一端接地，六条并联支路中的各继电器（第一到第六继电器）的非接地端都与第六继电器J6的第一常开触点J6-1的一端相连而构成整个控制支路。

本实用新型所述的新型直流电机试验保护装置不改变原试验线路的控制方式以及操作过程、工况转换、接地保护等方式。它将仪表与保护电路巧妙结合，当由于各种原因引起电机试验参数出现异常时，智能仪表（第一、二智能电压表、第一、二智能电流表和智能转速表）能够及时检测显示并根据预先设定的极限参数发出报警信号（常开触点闭合），使继电器J6得电，其常开触点闭合（即控制支路导通），进而使故障继电器GJ得电，及时将升压机SY、直流电源装置XL给定接零，封锁其可控硅触发脉冲使其输出为零，同时使交流供电接触器JC1、JC2失电，迅速切断其交流侧供电，起到保护作用。避免机组在满负荷情况下断开，增加其使用寿命，减少在大电流情况对线路及接触器的冲击，这点在原保护电路中无法实现。

本实用新型不改变原试验线路的控制方式以及操作过程、工况转换、接地保护等方式，有效地将可设定测量参数限值并带有报警输出的智能仪表与保护电路巧妙结合，在不影响电机试验功能的前提下，实现电机电压、电流、转速的测量及限值保护设定，为试验电机提供过压、过流、超速及时断电保护，并能显示故障状态，减少因电机故障及操作失误所引发的试验电机和试验机组的损坏。智能仪表限值的设定简单、可靠；降低直流过流开关的保护使用频次，增加使用寿命。

附图说明

图1为现有直流电机试验保护装置的结构原理图；

图2为本实用新型所述的新型直流电机试验保护装置的结构原理图；

图3为本实用新型中保护电路的原理图；

图4为交流供电接触器控制电路的原理图。

具体实施方式

新型直流电机试验保护装置，包括保护电路；所述的保护电路包括故障继电器GJ，故障继电器GJ的一端接地，另一端通过控制支路与控制电源（24VDC）相连；还包括用于分别检测两台互馈直流电机电枢绕组电压并具有超限值触点的第一智能电压表VD1和第二智能电压表VD2，用于分别检测两台互馈直流电机主极绕组（励磁绕组）电流并具有超限值触点的第一智能电流表mA1和第二智能电流表mA2,用于检测两台互馈直流电机转速并具有超限值触点的智能转速表n;所述的控制支路包括六条并联支路；第一并联支路由第一智能电压表VD1的超限值常开触点VH1与第一继电器J1串接而成且第一继电器J1的一端接地；第二并联支路由第二智能电压表VD2的超限值常开触点VH2与第二继电器J2串接而成且第二继电器J2的一端接地；第三并联支路由第一智能电流表mA1的超限值常开触点AH1与第三继电器J3串接而成且第三继电器J3的一端接地；第四并联支路由第二智能电流表mA2的超限值常开触点AH2与第四继电器J4串接而成且第四继电器J4的一端接地；第五并联支路由智能转速表n的超限值常开触点nH与第五继电器J5串接而成且第五继电器J5的一端接地；第六并联支路由第一继电器J1的第一常开触点J1-1、第二继电器J2的第一常开触点J2-1、第三继电器J3的第一常开触点J3-1、第四继电器J4的第一常开触点J4－1、第五继电器J5的第一常开触点J5-1相互并联后再与第六继电器J6串联而成且第六继电器J6的一端接地，六条并联支路中的各继电器（第一到第六继电器）的非接地端都与第六继电器J6的第一常开触点J6-1的一端相连而构成整个控制支路。

六条并联支路中的各继电器（第一到第六继电器）的非接地端都分别经二极管与第六继电器J6的第一常开触点J6-1的一端相连，以增加工作的可靠性。

第一并联支路中的第一智能电压表VD1的超限值常开触点VH1的两端并联有第一继电器J1的第二常开触点J1-2;第二并联支路中的第二智能电压表VD2的超限值常开触点VH2的两端并联有第二继电器J2的第二常开触点J2-2;第三并联支路中的第一智能电流表mA1的超限值常开触点AH1的两端并联有第三继电器J3的第二常开触点J3-2;第四并联支路的第二智能电流表mA2的超限值常开触点AH2的两端并联有第四继电器J4的第二常开触点J4-2;第五并联支路中的智能转速表n的超限值常开触点nH的两端并联有第五继电器J5的第二常开触点J5-2;第六并联支路中的第一至第五继电器J1-J5的第一常开触点J1-1-J5-1的两端并联有第六继电器J6的第二常开触点J6-2。以此实现自锁功能。

本实用新型详细工作原理如下：

1）过压保护

当因各种原因造成电机D1电枢两端电压V1高于第一智能电压表上限（试验前设定，一般为电机最大电压的1.5倍）设定值时，第一智能电压表常开触点VH1闭合，执行电路J1线圈得电，其常开触点J1－1闭合，使J6线圈得电，其常开触点J6－1闭合，执行电路GJ线圈得电，JC1、JC2失电，断开试验机组电源，避免了事故扩大，保护了试验电机和线路设备。

2）过流保护

电机D1在运行中由于电枢绕组匝间短路、误操作及其它原因使主极电流A1高于第一智能表电流上限（试验前设定，一般为电机最大电流的2倍）设定值时，第一智能电压表常开触点AH1闭合，J3线圈得电，其常开触点J3－1闭合，使J6线圈得电，其常开触点J6－1闭合，执行电路GJ线圈得电，保护原理同上。

3）失速保护

因其它各种原因造成电机突然超速（飞车），即转速n急速上升超过智能转速表转速上限设定值，智能转速表常开触点nH闭合，线圈J5得电，其常开触点J5－1闭合，使J6线圈得电，其常开触点J6－1闭合，执行电路GJ线圈得电，保护原理同上。

具体实施时，原有保护电路可根据实际情况决定是否使用，这里对其进行了保留，并将它的过流值调整到试验电机和设备允许的最大值。试验过程中一旦出现不明原因的异常时，可按动应急停止按钮TA使保护电路动作，待查处原因后再起动试验机组。

Claims (3)

1.一种新型直流电机试验保护装置，包括保护电路；所述的保护电路包括故障继电器（GJ），故障继电器（GJ）的一端接地，另一端通过控制支路与控制电源相连；其特征在于还包括用于分别检测两台互馈直流电机电枢绕组电压并具有超限值触点的第一智能电压表（VD1）和第二智能电压表（VD2），用于分别检测两台互馈直流电机主极绕组电流并具有超限值触点的第一智能电流表（mA1）和第二智能电流表（mA2）,用于检测两台互馈直流电机转速并具有超限值触点的智能转速表（n）;所述的控制支路包括六条并联支路；第一并联支路由第一智能电压表（VD1）的超限值常开触点（VH1）与第一继电器（J1）串接而成且第一继电器（J1）的一端接地；第二并联支路由第二智能电压表（VD2）的超限值常开触点（VH2）与第二继电器（J2）串接而成且第二继电器（J2）的一端接地；第三并联支路由第一智能电流表（mA1）的超限值常开触点（AH1）与第三继电器（J3）串接而成且第三继电器（J3）的一端接地；第四并联支路由第二智能电流表（mA2）的超限值常开触点（AH2）与第四继电器（J4）串接而成且第四继电器（J4）的一端接地；第五并联支路由智能转速表（n）的超限值常开触点（nH）与第五继电器（J5）串接而成且第五继电器（J5）的一端接地；第六并联支路由第一继电器（J1）的第一常开触点（J1-1）、第二继电器（J2）的第一常开触点（J2-1）、第三继电器（J3）的第一常开触点（J3-1）、第四继电器（J4）的第一常开触点（J4－1）、第五继电器（J5）的第一常开触点（J5-1）相互并联后再与第六继电器（J6）串联而成且第六继电器（J6）的一端接地，六条并联支路中的各继电器的非接地端都与第六继电器（J6）的第一常开触点（J6-1）的一端相连而构成整个控制支路。

2.根据权利要求1所述的新型直流电机试验保护装置，其特征在于，六条并联支路中的各继电器的非接地端都分别经二极管与第六继电器（J6）的第一常开触点（J6-1）的一端相连。

3.根据权利要求1或2所述的新型直流电机试验保护装置，其特征在于，第一并联支路中的第一智能电压表（VD1）的超限值常开触点（VH1）的两端并联有第一继电器（J1）的第二常开触点（J1-2）;第二并联支路中的第二智能电压表（VD2）的超限值常开触点（VH2）的两端并联有第二继电器（J2）的第二常开触点（J2-2）;第三并联支路中的第一智能电流表（mA1）的超限值常开触点（AH1）的两端并联有第三继电器（J3）的第二常开触点（J3-2）;第四并联支路的第二智能电流表（mA2）的超限值常开触点（AH2）的两端并联有第四继电器（J4）的第二常开触点（J4-2）;第五并联支路中的智能转速表（n）的超限值常开触点（nH）的两端并联有第五继电器（J5）的第二常开触点（J5-2）;第六并联支路中的第一至第五继电器（J1-J5）的第一常开触点（J1-1 — J5-1）的两端并联有第六继电器（J6）的第二常开触点（J6-2）。