CN214998144U - 用于汽轮发电机轴系润滑及密封的直流油泵控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于汽轮发电机轴系润滑及密封的直流油泵控制系统，该系统包括：DCS控制装置，包括就地转换开关；就地转换开关包括远方触点，远方触点与电源正常信号串联，并经过第一继电单元常闭接点取反后接入故障报警单元。该系统将用于汽轮发电机轴系润滑及密封的直流油泵控制系统远方触点和电源正常这两个信号串联，并经过一个第一继电单元常闭接点取反后，接入故障报警。实现转换开关打远方且电源正常时不报警，盘台上的人也能分清转换开关的状态，就地非远方或电源故障均能触发报警。

Description

用于汽轮发电机轴系润滑及密封的直流油泵控制系统

技术领域

本申请涉及直流油泵技术领域，具体涉及一种用于汽轮发电机轴系润滑及密封的直流油泵控制系统。

背景技术

发电厂润滑油泵系统用于汽轮机轴承的润滑和密封，润滑油泵系统是在厂用电消失，或主油泵发生故障，交流备用油泵无法启动时，由直流电动机驱动供给润滑用油的备用油泵。

现有润滑油泵系统DCS操作面板常常发“电气故障”报警信号。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种用于汽轮发电机轴系润滑及密封的直流油泵控制系统，以至少解决现有用于汽轮发电机轴系润滑及密封的直流油泵控制系统DCS操作面板常常发“电气故障”报警的问题。

本申请的技术方案如下：

根据本申请实施例的第一方面，提供一种用于汽轮发电机轴系润滑及密封的直流油泵控制系统，该系统可以包括：

DCS控制装置，包括就地转换开关；

就地转换开关包括远方触点，远方触点与电源正常信号串联，并经过第一继电单元常闭接点取反后接入故障报警单元。

进一步地，系统还包括：与DCS控制装置的接口端子连接的第二继电保护单元；

第二继电保护单元通过三路信号与主控制单元连接；

主控制单元与降压斩波主电路单元连接；

降压斩波主电路单元的输入端和输出端分别通过隔离开关和电流分流器与直流电源及油泵电机接口端子连接；

直流电源及油泵电机接口端子与第二继电保护单元连接。

进一步地，主控制单元包括与第二继电保护单元相连接的继电保护接口；

继电保护接口与时序发生器连接，时序发生器与积分电路连接，积分电路与脉宽调制器相连，脉宽调制器通过隔离光耦电路与驱动保护电路连接，驱动保护电路再通过隔离光耦电路与报警故障和限流保护电路相连，报警故障和限流保护电路与脉宽调制器连接。

进一步地，降压斩波主电路单元包括单模块主电路和双模块主电路；

单模块主电路由IGBT模块G1和FRD快恢复二极管D1模块以及一个LC滤波器连接构成；

双模块主电路为在单模块主电路IGBT模块G1和FRD快恢复二极管D1模块输入端及LC滤波器的L1的输出端并联另一组IGBT模块G2和FRD快恢复二极管D3模块及LC滤波器L2。

进一步地，直流电源及油泵电机接口端子设有励磁绕组端子、直流母线正负端子、电枢绕组正极端子及电枢绕组公共端；降压斩波主电路单元输入端通过隔离开关分别与直流电源及油泵电机接口端子的直流母线正负端子连接；且直流母线正端和励磁绕组端子与第二继电保护单元相连，直流母线的负端与电枢绕组的公共端短接。

进一步地，降压斩波主电路单元输出端上连接两个电流分流器，该两个电流分流器分别与第二继电保护单元和主控制单元相连。

本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

本申请实施例通过将用于汽轮发电机轴系润滑及密封的直流油泵控制系统远方触点和电源正常这两个信号串联，并经过一个第一继电单元常闭接点取反(也就是非远方，或电源异常)后，接入故障(fault)报警。实现转换开关打远方且电源正常时不报警，盘台上的人也能分清转换开关的状态，就地非远方或电源故障均能触发报警。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限值本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理，并不构成对本申请的不当限定。

图1是根据一示例性实施例示出的用于汽轮发电机轴系润滑及密封的直流油泵控制系统结构示意图。

图2是根据一具体实施例示出的用于汽轮发电机轴系润滑及密封的直流油泵控制系统电路结构示意图；

图3是根据另一具体实施例示出的用于汽轮发电机轴系润滑及密封的直流油泵控制系统电路结构示意图；

具体实施方式

为了使本领域普通人员更好地理解本申请的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

发明人经研究发现，目前DCS系统中设计“远方/停止/就地”转换开关的设备，只要该设备转换开关位置不在“远方”状态，该设备DCS操作面板发“电气故障”报警。同样汽机直流密封油泵存在相同的隐患。为此，发明人提供一种用于汽轮发电机轴系润滑及密封的直流油泵控制系统。

如图1所示，在本申请实施例的第一方面，提供一种用于汽轮发电机轴系润滑及密封的直流油泵控制系统，该系统可以包括：

DCS控制装置，包括就地转换开关；

就地转换开关包括远方触点，远方触点与电源正常信号串联，并经过第一继电单元常闭接点取反后接入故障报警单元。

汽机直流润滑油泵、直流密封油泵就地启动盘内增加第一继电单元：在汽机直流油泵就地启动盘内增加一组常闭第一继电单元，将Remote及“power normal”信号串连，经新增第一继电单元常闭接点取反后接入“FAULT”报警相关的-30X继电器回路，能实现设备转换开关位置打在非“远方”状态，该设备DCS操作面板不发“电气故障”报警的功能。

具体的，如图2-3所示，就地的转换开关，有远方(remote)、就地起(on)、就地停(off)，但现有技术remote并没有引入到DCS，就地起on盘台上发的是电气故障，off也没有引入到DCS，这两个状态盘台上无法判别是远方还是就地停。

因为就地停off使得DCS里的连锁逻辑失效，如果正常油泵出故障，直流油泵又不能联启。而远方也没有发故障，盘台上的人还误以为能远方起也无法硬手操起，将导致汽轮机或发电机断轴或跑氢漏氢事故。

现有电源正常信号(power normal)是预留的，也没有接到DCS控制装置上，将远方和电源正常这两个信号串联，经过一个第一继电单元K6常闭接点取反(也就是非远方，或电源异常)接入故障(fault)报警。

上述实施例系统可以实现转换开关打远方且电源正常时不报警，盘台上的人也能分清转换开关的状态，就地非远方或电源故障均能触发报警。

在本申请的一些可选实施例中，系统还包括：与DCS控制装置的接口端子连接的第二继电保护单元；

第二继电保护单元通过三路信号与主控制单元连接；

主控制单元与降压斩波主电路单元连接；

降压斩波主电路单元的输入端和输出端分别通过隔离开关和电流分流器与直流电源及油泵电机接口端子连接；

直流电源及油泵电机接口端子与第二继电保护单元连接。

在本申请的一些可选实施例中，主控制单元包括与第二继电保护单元相连接的继电保护接口；

继电保护接口与时序发生器连接，时序发生器与积分电路连接，积分电路与脉宽调制器相连，脉宽调制器通过隔离光耦电路与驱动保护电路连接，驱动保护电路再通过隔离光耦电路与报警故障和限流保护电路相连，报警故障和限流保护电路与脉宽调制器连接。

在本申请的一些可选实施例中，降压斩波主电路单元包括单模块主电路和双模块主电路；

单模块主电路由IGBT模块G1和FRD快恢复二极管D1模块以及一个LC滤波器连接构成；

双模块主电路为在单模块主电路IGBT模块G1和FRD快恢复二极管D1模块输入端及LC滤波器的L1的输出端并联另一组IGBT模块G2和FRD快恢复二极管D3模块及LC滤波器L2。

在本申请的一些可选实施例中，直流电源及油泵电机接口端子设有励磁绕组端子、直流母线正负端子、电枢绕组正极端子及电枢绕组公共端；降压斩波主电路单元输入端通过隔离开关分别与直流电源及油泵电机接口端子的直流母线正负端子连接；且直流母线正端和励磁绕组端子与第二继电保护单元相连，直流母线的负端与电枢绕组的公共端短接。

在本申请的一些可选实施例中，降压斩波主电路单元输出端上连接两个电流分流器，该两个电流分流器分别与第二继电保护单元和主控制单元相连。

与DCS系统连接的DCS控制系统接口端子，及与该DCS控制系统接口端子连接的第二继电保护单元，DCS控制系统接口端子是电厂主控制室DCS系统与直流油泵软启动控制器的连接端子，通过DCS控制系统接口端子将第二继电保护单元与DCS系统连接起来。连接信号包括DCS系统送给软启动器的两路信号——起动信号或停止信号，以及软启动器反馈给DCS系统的六路信号——当前工作状态(合闸状态、电压值、电流值、报警状态、电机状态、电源状态)。

其中：第二继电保护单元通过三路信号与主控制单元连接，主控制单元与降压斩波主电路单元连接，降压斩波主电路单元设置在软启动控制器箱体的风扇和散热器上。降压斩波主电路单元的输入端和输出端分别通过隔离开关和电流分流器与直流电源及油泵电机接口端子连接，直流电源及油泵电机接口端子与第二继电保护单元连接。

本启动控制器的第二继电保护单元采取常规的继电保护单元。包括有启动和停止控制电路、就地和软操控制电路、工作状态指示装置、报警控制电路、电源和风扇控制电路和励磁控制电路。

直流电源及油泵电机接口端子设有励磁绕组端子、直流母线正负端子、电枢绕组正端及电枢绕组公共端；所述降压斩波主电路单元输入端通过隔离开关分别与直流电源及油泵电机接口端子的直流母线正负端子连接；且直流母线正端和励磁绕组端子与第二继电保护单元相连，直流母线的负端与电枢绕组的公共端短接。

降压斩波主电路单元输出端上连接两个电流分流器，该两个电流分流器分别与第二继电保护单元和主控制单元相连。

主控制单元包括与第二继电保护单元相连接的继电保护接口，继电保护接口与时序发生器连接，时序发生器与积分电路连接，积分电路与脉宽调制器相连，脉宽调制器通过隔离光耦电路与驱动保护电路连接，驱动保护电路再通过隔离光耦电路与报警故障和限流保护电路相连，报警故障和限流保护电路与脉宽调制器连接。

工作时，首先是继电保护接口接收来自第二继电保护单元的起动或停止信号，然后将该信号送给油泵电机起停时序发生器，油泵电机起停时序发生器对输入信号进行处理以后将输出信号送给积分电路，积分电路的输出作为脉宽调制器的输入给定，脉宽调制器的核心是一个SG3525脉宽发生器，脉宽调制器的输出就是PWM波。PWM信号通过隔离光耦电路送给驱动保护电路，驱动保护电路再将接收到的PWM信号转化为可以控制IGBT的驱动信号输出到降压斩波主电路单元模块。另外，驱动保护电路还检测斩波电路中IGBT两端的电压，据此发出一个电压报警信号通过隔离光耦电路送给故障报警和限流保护电路。故障报警和限流保护电路接收来自隔离光耦电路的电压报警信号和来自电流分流器反馈的电枢电流值，与给定限定电流值进行比较，据此得到控制信号送给脉宽调制器和第二继电保护单元中的报警控制电路。

降压斩波主电路单元包括单模块主电路和双模块主电路，所述单模块主电路由IGBT模块G1和FRD快恢复二极管D1模块以及一个LC滤波器构成；所述双模块主电路为在单模块主电路IGBT模块G1和FRD快恢复二极管D1模块输入端及LC滤波器的L1的输出端并联另一组IGBT模块G2和FRD快恢复二极管D3模块及LC滤波器的L2。在小容量时采用单模块结构，在大容量时采用双模块并联结构。

电厂主控制室(DCS操作系统)向第二继电保护单元发出油泵直流电机启动或停止命令，第二继电保护单元再将该命令传输给主控制单元，主控制单元中电机起停时的控制时序发生器接收来自第二继电保护单元的控制信号(电机启动或停止)。时序发生器在电机起动初期，给软起动积分电路输出一个初始控制电压，并维持一段时间，以适应油泵从静止状态开始起动的工况。由于油泵起动初期的负载转矩较大，所以一个阶跃的控制电压会使得电机电枢内瞬时产生一个冲击电流(当然，最大冲击电流会被限流电路限制)，从而产生一个较大的起动转矩，使电机快速带载起动。随着转速的升高，冲击电流迅速下降，积分电路转入线性升压阶段。在积分电路工作末端，时序发生器还保证通过脉宽调制器产生的PWM信号总是100％占空比，以确保IGBT完全导通，油泵电机全压运行。

积分电路实现控制电压从低到高的线性变化，该变化通过脉宽调制器产生宽度连续变化的PWM信号，进而控制降压斩波电路单元中IGBT的占空比，进而使输出端产生连续升高的平均电压施加到电机的电枢端，控制电机软起动。同样的原理，通过积分电路实现控制电压从高到低的线性变化，则可以实现电机的软停机。

IGBT的隔离驱动保护电路控制降压斩波电路单元中IGBT开关管的开通和关断并对IGBT通态管压降进行监测，当管压降升高到某个限定值，说明IGBT内流过短路电流，此时保护电路会立刻软关断IGBT，对其实施保护。当IGBT关断一段时间后，保护电路会对IGBT进行重启，如果IGBT导通后再次发生短路过流，则保护电路再次对IGBT进行关断，之后又延时重启，周而复始。如果IGBT过流状况消失，则延时重启后IGBT重新工作。在故障期间，驱动电路通过光耦隔离电路向故障报警限流模块发送信号，进而将会向限流第二继电保护单元发出报警信号。

故障报警和限流控制电路通过电流分流器检测和反馈电机实际的电枢电流，对其进行采样，比较控制。当该电流超过预设的最大限定值时，控制输入脉宽调制器的电压下降，从而减小IGBT的占空比，降低电枢电压，使得电机转入恒流运行模式。对于电机发生堵转或短路等故障，这个功能能够最大程度的保护电机和控制器不会损坏，是整个控制器的关键保护之一。当发生过流，则故障报警和限流控制电路会向第二继电保护单元发出报警信号。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种用于汽轮发电机轴系润滑及密封的直流油泵控制系统，其特征在于，包括：

DCS控制装置，包括就地转换开关；

所述就地转换开关包括远方触点，所述远方触点与电源正常信号串联，并经过第一继电单元常闭接点取反后接入故障报警单元。

2.根据权利要求1所述的用于汽轮发电机轴系润滑及密封的直流油泵控制系统，其特征在于，所述系统还包括：与所述DCS控制装置的接口端子连接的第二继电保护单元；

所述第二继电保护单元通过三路信号与主控制单元连接；

所述主控制单元与降压斩波主电路单元连接；

所述降压斩波主电路单元的输入端和输出端分别通过隔离开关和电流分流器与直流电源及油泵电机接口端子连接；

所述直流电源及油泵电机接口端子与所述第二继电保护单元连接。

3.根据权利要求2所述的用于汽轮发电机轴系润滑及密封的直流油泵控制系统，其特征在于，所述主控制单元包括与所述第二继电保护单元相连接的继电保护接口；

所述继电保护接口与时序发生器连接，所述时序发生器与积分电路连接，所述积分电路与脉宽调制器相连，所述脉宽调制器通过隔离光耦电路与驱动保护电路连接，所述驱动保护电路再通过隔离光耦电路与报警故障和限流保护电路相连，所述报警故障和限流保护电路与脉宽调制器连接。

4.根据权利要求2所述的用于汽轮发电机轴系润滑及密封的直流油泵控制系统，其特征在于，所述降压斩波主电路单元包括单模块主电路和双模块主电路；

所述单模块主电路由IGBT模块G1和FRD快恢复二极管D1模块以及一个LC滤波器连接构成；

所述双模块主电路为在单模块主电路IGBT模块G1和FRD快恢复二极管D1模块输入端及LC滤波器的L1的输出端并联另一组IGBT模块G2和FRD快恢复二极管D3模块及LC滤波器L2。

5.根据权利要求2所述的用于汽轮发电机轴系润滑及密封的直流油泵控制系统，其特征在于，所述直流电源及油泵电机接口端子设有励磁绕组端子、直流母线正负端子、电枢绕组正极端子及电枢绕组公共端；所述降压斩波主电路单元输入端通过隔离开关分别与直流电源及油泵电机接口端子的直流母线正负端子连接；且直流母线正端和励磁绕组端子与所述第二继电保护单元相连，直流母线的负端与电枢绕组的公共端短接。

6.根据权利要求2所述的用于汽轮发电机轴系润滑及密封的直流油泵控制系统，其特征在于，所述降压斩波主电路单元输出端上连接两个电流分流器，该两个电流分流器分别与所述第二继电保护单元和主控制单元相连。

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