CN210721182U - 一种智能化大坝电源备自投控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能化大坝电源备自投控制系统，包括电源备自投控制装置、电源模块、柴油发电机、电流传感器、电压传感器、监控模块、故障诊断模块和显示器；电源模块和柴油发电机均与电源备自投控制装置电性连接；电流传感器、电压传感器、监控模块、故障诊断模块和显示器均与电源备自投控制装置通信连接。本实用新型的控制系统采用高性能PLC控制，保证了事故处理及时，减少了故障的发生，维护方便，提高了实用性；新型水电站大坝电源备自投控制系统不需要人为干预，严格按照程序进行控制，控制严谨，响应快速，为大坝机电设备提供稳定可靠安全的健康电源。

Description

一种智能化大坝电源备自投控制系统

技术领域

本实用新型属于水电技术领域，具体涉及一种智能化大坝电源备自投控制系统。

背景技术

当今中国修建了众多的水电站，同时也修建了配套的大坝。水电站大坝的安全性极其重要，而大坝配套的水工金属结构设备多用于挡水或泄水，不出事则已，一旦出事往往是重大事故，触目惊心，进而直接影响水电站的安全运行，甚至悠关下游的灭顶之灾。而水电站大坝的机电设备由大坝400V配电室提供动力电源，大坝柴油发电机提供重要闸门的紧急动力电源，以大坝400V配电室电源为常用电源，大坝柴油发电机为辅助电源，两种动力电源是独立的，互不干涉影响。针对大坝400V配电室电源失电的解决方法，而现有技术存在以下问题：大坝400V配电室的电源断路器与现场设备一一对应，数量众多，闭锁断路器也较多，需要熟练的操作人员才能进行准确有效的操作；柴油发电机单独在大坝柴油发电机室，启动柴油发电机需要人工操作，并多人进行密切配合投切相应断路器；现有技术的系统无法监测故障的发生，当故障发生时，需要人员到现地进行操作，时效性差；操作要求严格，一旦操作人员疏忽大意，或者误投断路器，将不能进行正常的常规操作，重而酿成事故；现在设备不能和全厂监控系统实现大容量数据交换、人机对话单一，不能实时显示系统的运行状况和查询历史运行数据。所以很有必要对大坝机电设备电源进行备自投控制，保证大坝机电设备随时处于电源健康状态。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决大坝机电设备安全的问题，提出了一种智能化大坝电源备自投控制系统。

本实用新型的技术方案是：一种智能化大坝电源备自投控制系统，包括电源备自投控制装置、电源模块、柴油发电机、电流传感器、电压传感器、监控模块、故障诊断模块和显示器；电源模块和柴油发电机均与电源备自投控制装置电性连接；电流传感器、电压传感器、监控模块、故障诊断模块和显示器均与电源备自投控制装置通信连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的控制系统采用高性能PLC控制，简化系统内部结构，增加了备用设备，不仅保证了事故处理及时，而且减少了故障的发生，维护方便，提高了实用性；新型水电站大坝电源备自投控制系统的进行智能电源备自投，完全依靠可编程序逻辑控制器进行控制，不需要人为干预，严格按照程序进行控制，控制严谨，响应快速，为大坝机电设备提供稳定可靠安全的健康电源。同时可以根据采集的数据，对柴油发电机的使用寿命进行分析，提高了系统的安全性；本实用新型提供的监控中心，实现了在线实时监控，减少了人力成本投入，该系统结构简单、功能完善、大画面多内容显示以及全方面人机对话的优点，监控中心实时显示系统的运行状况，服务器存储数据并提供历史运行数据的查询。

进一步地，电源备自投控制装置包括逻辑控制单元和温湿度控制单元；逻辑控制单元分别与温湿度控制单元和监控模块通信连接。

上述进一步方案的有益效果是：在本实用新型中，电源备自投控制装置的逻辑控制单元和温湿度控制单元依靠可编程逻辑控制器进行控制，不需要人为干预，严格按照程序进行控制，控制严谨。

进一步地，逻辑控制单元包括模拟量隔离器UA1-UA6、避雷器FV1-FV6、电流电压传感器CV1-CV6和型号为140ACI03000 AI2的模拟量输入芯片U1；芯片U1的第1引脚和第3引脚连接，其连接点和隔离器UA1的第5引脚连接；芯片U1的第2引脚和隔离器UA1的第4引脚连接；芯片U1的第7引脚和隔离器UA2的第5引脚连接，其第6引脚和隔离器UA2的第4引脚连接；芯片U1的第11引脚和第13引脚连接，其连接点和隔离器UA3的第5引脚连接；芯片U1的第12引脚和隔离器UA3的第4引脚连接；芯片U1的第15引脚和第17引脚连接，其连接点和隔离器UA4的第5引脚连接；芯片U1的第16引脚和隔离器UA4的第4引脚连接；芯片U1的第21引脚和第23引脚连接，其连接点和隔离器UA5的第5引脚连接；芯片U1的第22引脚和隔离器UA5的第4引脚连接；芯片U1的第25引脚和第27引脚连接，其连接点和隔离器UA6的第5引脚连接；芯片U1的第26引脚和隔离器UA6的第4引脚连接；隔离器UA1-UA6的第6引脚均与0V电源连接；隔离器UA1-UA6的第1引脚均与24V电源连接；隔离器UA1-UA6的第2-3引脚分别与避雷器FV1-FV6的第3-4引脚一一对应连接；避雷器FV1-FV6的第5引脚均接地；避雷器FV1-FV6的第1-2引脚分别与传感器CV1-CV6的第24-25引脚一一对应连接，其连接点均接公用地；传感器CV1-CV6的第11引脚和第15引脚连接，其连接点还与温湿度控制单元连接。

上述进一步方案的有益效果是：在本实用新型中，电压电流传感器经过避雷器和隔离器进入模拟量采集模块，电流电压传感器采用4-20mA的电流信号，使得逻辑控制单元工作稳定。

进一步地，温湿度控制单元包括空开断路器QF1、温度控制器EW1、湿度控制器ES1、刀开关SQ1、开关KC1、功放器EV1、发热板EH1、指示灯EL1、插排XS1和蜂鸣报警器B1；断路器QF1的第1触头和交流电源火线L连接；断路器QF1的第2触头分别与温度控制器EW1的第1引脚、湿度控制器ES1的第1引脚、刀开关SQ1的NC触头、插排XS1的第1引脚和开关KC1的一端连接；温度控制器EW1的第2引脚和功放器EV1的第1引脚连接；湿度控制器ES1的第2引脚和发热板EH1的第1引脚连接；刀开关SQ1的COM触头和指示灯EL1的第1引脚连接；开关KC1的另一端和蜂鸣报警器B1的第1引脚连接；功放器EV1的第2引脚、发热板EH1的第2引脚、指示灯EL1的第2引脚、插排XS1的第2引脚和蜂鸣报警器B1的第2引脚均与温湿度控制单元的零线N连接。

上述进一步方案的有益效果是：在本实用新型中，温湿度控制单元可以实时控制大坝备自投装置的温湿度，并且进行适当的升温或降温，可根据现场实际环境情况调整运行状态。

进一步地，温度控制器EW1和湿度控制器ES1的外壳均采用阻燃ABS材料。

上述进一步方案的有益效果是：在本实用新型中，外壳采用阻燃ABS材料精密注塑成型，具有多种外型及安装方式，其外型新颖美观，体积小巧可满足各种使用场合。

进一步地，监控模块包括服务器和监控终端；监控终端分别与服务器和逻辑控制单元通信连接。

上述进一步方案的有益效果是：在本实用新型中，监控模块实时监控大坝的工作情况，保证大坝机电设备处于电源健康状态。

附图说明

图1为大坝电源备自投控制系统的结构示意图；

图2为电源备自投控制装置和监控模块的具体结构示意图；

图3为逻辑控制单元的电路图；

图4为温湿度控制单元的电路图；

图中，1、电源备自投控制装置；2、电源模块；3、柴油发电机；4、电流传感器；5、电压传感器；6、监控模块；7、故障诊断模块；8、显示器；9、逻辑控制单元；10、温湿度控制单元；11、服务器；12、监控终端。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种智能化大坝电源备自投控制系统，包括电源备自投控制装置1、电源模块2、柴油发电机3、电流传感器4、电压传感器5、监控模块6、故障诊断模块7和显示器8；电源模块2和柴油发电机3均与电源备自投控制装置1电性连接；电流传感器4、电压传感器5、监控模块6、故障诊断模块7和显示器8均与电源备自投控制装置1通信连接。

在本实用新型实施例中，如图2所示，电源备自投控制装置1包括逻辑控制单元9和温湿度控制单元10；逻辑控制单元9分别与温湿度控制单元10和监控模块6通信连接。在本实用新型中，电源备自投控制装置的逻辑控制单元和温湿度控制单元依靠可编程逻辑控制器进行控制，不需要人为干预，严格按照程序进行控制，控制严谨。

在本实用新型实施例中，如图3所示，逻辑控制单元9包括模拟量隔离器UA1-UA6、避雷器FV1-FV6、电流电压传感器CV1-CV6和型号为140ACI03000AI2的模拟量输入芯片U1；芯片U1的第1引脚和第3引脚连接，其连接点和隔离器UA1的第5引脚连接；芯片U1的第2引脚和隔离器UA1的第4引脚连接；芯片U1的第7引脚和隔离器UA2的第5引脚连接，其第6引脚和隔离器UA2的第4引脚连接；芯片U1的第11引脚和第13引脚连接，其连接点和隔离器UA3的第5引脚连接；芯片U1的第12引脚和隔离器UA3的第4引脚连接；芯片U1的第15引脚和第17引脚连接，其连接点和隔离器UA4的第5引脚连接；芯片U1的第16引脚和隔离器UA4的第4引脚连接；芯片U1的第21引脚和第23引脚连接，其连接点和隔离器UA5的第5引脚连接；芯片U1的第22引脚和隔离器UA5的第4引脚连接；芯片U1的第25引脚和第27引脚连接，其连接点和隔离器UA6的第5引脚连接；芯片U1的第26引脚和隔离器UA6的第4引脚连接；隔离器UA1-UA6的第6引脚均与0V电源连接；隔离器UA1-UA6的第1引脚均与24V电源连接；隔离器UA1-UA6的第2-3引脚分别与避雷器FV1-FV6的第3-4引脚一一对应连接；避雷器FV1-FV6的第5引脚均接地；避雷器FV1-FV6的第1-2引脚分别与传感器CV1-CV6的第24-25引脚一一对应连接，其连接点均接公用地；传感器CV1-CV6的第11引脚和第15引脚连接，其连接点还与温湿度控制单元12连接。

在本实用新型中，电压电流传感器经过避雷器和隔离器进入模拟量采集模块，电流电压传感器采用4-20mA的电流信号，使得逻辑控制单元工作稳定。

在本实用新型实施例中，如图4所示，温湿度控制单元10包括空开断路器QF1、温度控制器EW1、湿度控制器ES1、刀开关SQ1、开关KC1、功放器EV1、发热板EH1、指示灯EL1、插排XS1和蜂鸣报警器B1；断路器QF1的第1触头和交流电源火线L连接；断路器QF1的第2触头分别与温度控制器EW1的第1引脚、湿度控制器ES1的第1引脚、刀开关SQ1的NC触头、插排XS1的第1引脚和开关KC1的一端连接；温度控制器EW1的第2引脚和功放器EV1的第1引脚连接；湿度控制器ES1的第2引脚和发热板EH1的第1引脚连接；刀开关SQ1的COM触头和指示灯EL1的第1引脚连接；开关KC1的另一端和蜂鸣报警器B1的第1引脚连接；功放器EV1的第2引脚、发热板EH1的第2引脚、指示灯EL1的第2引脚、插排XS1的第2引脚和蜂鸣报警器B1的第2引脚均与温湿度控制单元12的零线N连接。

在本实用新型中，温湿度控制单元可以实时控制大坝备自投装置的温湿度，并且进行适当的升温或降温，可根据现场实际环境情况调整运行状态。

在本实用新型实施例中，如图4所示，温度控制器EW1和湿度控制器ES1的外壳均采用阻燃ABS材料。在本实用新型中，外壳采用阻燃ABS材料精密注塑成型，具有多种外型及安装方式，其外型新颖美观，体积小巧可满足各种使用场合。

在本实用新型实施例中，如图2所示，监控模块6包括服务器11和监控终端12；监控终端12分别与服务器11和逻辑控制单元9通信连接。在本实用新型中，监控模块实时监控大坝的工作情况，保证大坝机电设备处于电源健康状态。

本实用新型的工作原理及过程为：在本装置的大坝电源备自投控制系统中，电源模块2为常用电源，柴油发电机3为辅助电源，两种动力电源相互独立，互不干涉。电流传感器4和电压传感器5作为输入端，电源备自投控制装置1中的逻辑控制单元9实时分析输入端的工作情况，温湿度控制单元10进行降温和升温操作。监控模块6中的服务器11和监控终端12实现在线实时监控，减少人力成本投入。故障诊断模块7进行实时监测故障，采集数据，提高了系统的安全性。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的控制系统采用高性能PLC控制，简化系统内部结构，增加了备用设备，不仅保证了事故处理及时，而且减少了故障的发生，维护方便，提高了实用性；新型水电站大坝电源备自投控制系统的进行智能电源备自投，完全依靠可编程序逻辑控制器进行控制，不需要人为干预，严格按照程序进行控制，控制严谨，响应快速，为大坝机电设备提供稳定可靠安全的健康电源。同时可以根据采集的数据，对柴油发电机的使用寿命进行分析，提高了系统的安全性；本实用新型提供的监控中心，实现了在线实时监控，减少了人力成本投入，该系统结构简单、功能完善、大画面多内容显示以及全方面人机对话的优点，监控中心实时显示系统的运行状况，服务器存储数据并提供历史运行数据的查询。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种智能化大坝电源备自投控制系统，其特征在于，包括电源备自投控制装置(1)、电源模块(2)、柴油发电机(3)、电流传感器(4)、电压传感器(5)、监控模块(6)、故障诊断模块(7)和显示器(8)；所述电源模块(2)和柴油发电机(3)均与电源备自投控制装置(1)电性连接；所述电流传感器(4)、电压传感器(5)、监控模块(6)、故障诊断模块(7)和显示器(8)均与电源备自投控制装置(1)通信连接。

2.根据权利要求1所述的智能化大坝电源备自投控制系统，其特征在于，所述电源备自投控制装置(1)包括逻辑控制单元(9)和温湿度控制单元(10)；所述逻辑控制单元(9)分别与温湿度控制单元(10)和监控模块(6)通信连接。

3.根据权利要求2所述的智能化大坝电源备自投控制系统，其特征在于，所述逻辑控制单元(9)包括模拟量隔离器UA1-UA6、避雷器FV1-FV6、电流电压传感器CV1-CV6和型号为140ACI03000 AI2的模拟量输入芯片U1；所述芯片U1的第1引脚和第3引脚连接，其连接点和隔离器UA1的第5引脚连接；所述芯片U1的第2引脚和隔离器UA1的第4引脚连接；所述芯片U1的第7引脚和隔离器UA2的第5引脚连接，其第6引脚和隔离器UA2的第4引脚连接；所述芯片U1的第11引脚和第13引脚连接，其连接点和隔离器UA3的第5引脚连接；所述芯片U1的第12引脚和隔离器UA3的第4引脚连接；所述芯片U1的第15引脚和第17引脚连接，其连接点和隔离器UA4的第5引脚连接；所述芯片U1的第16引脚和隔离器UA4的第4引脚连接；所述芯片U1的第21引脚和第23引脚连接，其连接点和隔离器UA5的第5引脚连接；所述芯片U1的第22引脚和隔离器UA5的第4引脚连接；所述芯片U1的第25引脚和第27引脚连接，其连接点和隔离器UA6的第5引脚连接；所述芯片U1的第26引脚和隔离器UA6的第4引脚连接；所述隔离器UA1-UA6的第6引脚均与0V电源连接；所述隔离器UA1-UA6的第1引脚均与24V电源连接；所述隔离器UA1-UA6的第2-3引脚分别与避雷器FV1-FV6的第3-4引脚一一对应连接；所述避雷器FV1-FV6的第5引脚均接地；所述避雷器FV1-FV6的第1-2引脚分别与传感器CV1-CV6的第24-25引脚一一对应连接，其连接点均接公用地；所述传感器CV1-CV6的第11引脚和第15引脚连接，其连接点还与温湿度控制单元(10)连接。

4.根据权利要求2所述的智能化大坝电源备自投控制系统，其特征在于，所述温湿度控制单元(10)包括空开断路器QF1、温度控制器EW1、湿度控制器ES1、刀开关SQ1、开关KC1、功放器EV1、发热板EH1、指示灯EL1、插排XS1和蜂鸣报警器B1；所述断路器QF1的第1触头和交流电源火线L连接；所述断路器QF1的第2触头分别与温度控制器EW1的第1引脚、湿度控制器ES1的第1引脚、刀开关SQ1的NC触头、插排XS1的第1引脚和开关KC1的一端连接；所述温度控制器EW1的第2引脚和功放器EV1的第1引脚连接；所述湿度控制器ES1的第2引脚和发热板EH1的第1引脚连接；所述刀开关SQ1的COM触头和指示灯EL1的第1引脚连接；所述开关KC1的另一端和蜂鸣报警器B1的第1引脚连接；所述功放器EV1的第2引脚、发热板EH1的第2引脚、指示灯EL1的第2引脚、插排XS1的第2引脚和蜂鸣报警器B1的第2引脚均与温湿度控制单元(10)的零线N连接。

5.根据权利要求4所述的智能化大坝电源备自投控制系统，其特征在于，所述温度控制器EW1和湿度控制器ES1的外壳均采用阻燃ABS材料。

6.根据权利要求1所述的智能化大坝电源备自投控制系统，其特征在于，所述监控模块(6)包括服务器(11)和监控终端(12)；所述监控终端(12) 分别与服务器(11)和逻辑控制单元(9)通信连接。

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