專利名稱：控制母線自動調(diào)壓裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種調(diào)壓裝置，特別涉及一種用于電力系統(tǒng)直流電源的控制母線自動調(diào)壓裝置，屬于電源技術領域。
2.采用單個二極管串聯(lián)降壓有的廠家利用二極管正向壓降與通過電流大小基本無關的特性，用多個二極管串聯(lián)起來降壓。再把二極管分成組，用繼電器的接點與二極管組相并聯(lián)?？刂齐娐吠ㄟ^控制繼電器的動作與返回，可以使電路里串入一組二極管，使控制母線電壓降低，也可以使原來已經(jīng)串入的一組二極管短接，使控制母線電壓升高。此方法的缺點在于二極管制作時是將引出線焊接在硅片上，這就形成一個器件內(nèi)有兩個焊點。該焊點在通大電流時，可能會脫落，造成控制母線斷電，使得變電站失去保護。例如山西辛店的一個220kV變電站就由于二極管焊點脫落，造成控制母線斷電，變電站失去保護，最后全站燒毀，給當?shù)卦斐刹豢晒懒康膿p失。
3.利用硅鏈降壓硅鏈是將多個二極管硅片和散熱器用機械的辦法擠壓在一起，兩側(cè)用絕緣材料做支架。兩邊的夾緊裝置內(nèi)有強力彈簧，可避免由于熱脹冷縮造成的裝置變形。在大電流沖擊下，二極管一般只會短路，不會斷路。個別二極管短路，只會減少0.6V壓降，不會對系統(tǒng)造成大的影響，特別是不會給用戶造成損失。從目前應用的幾萬套來看，還沒有出現(xiàn)一例硅鏈斷路事故，事實證明其可靠性極高。各個廠家對硅鏈的控制方式有所不同。有的采用在硅鏈前檢測電壓，并根據(jù)檢測到的電壓值直接調(diào)節(jié)控制繼電器去投切硅鏈，此方法的弊病是一旦執(zhí)行電路出現(xiàn)故障，直接影響控制母線調(diào)壓精度。有的廠家雖然采用在硅鏈后檢測電壓，但執(zhí)行電路采用了簡單的調(diào)節(jié)方式，7級硅鏈采用3個繼電器控制，分別控制1、2、4級硅鏈。調(diào)壓時按排列組合方式，如需要控制3級硅鏈就讓1、2繼電器動作，需要控制5級硅鏈就讓1、3繼電器動作。此方法的缺點在于在繼電器切換過程中會造成控制母線電壓的大范圍波動，對保護的可靠性造成一定的影響。
為實現(xiàn)上述的目的，本實用新型采用下述的技術方案一種控制母線自動調(diào)壓裝置，包括硅鏈和電磁繼電器，其特征在于所述控制母線自動調(diào)壓裝置還包括電壓窗口檢測電路、邏輯判斷電路和執(zhí)行電路；所述電壓窗口判斷電路接控制母線，所述邏輯判斷電路與所述電壓窗口判斷電路相連接，所述執(zhí)行電路連接所述邏輯判斷電路；所述執(zhí)行電路中具有所述電磁繼電器，所述電磁繼電器的動斷接點與一級硅鏈并聯(lián)。
本實用新型所述的控制母線自動調(diào)壓裝置具有性能穩(wěn)定，可靠性高的特點，可廣泛用于電力系統(tǒng)用直流電源中。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的說明。


圖1為母線采用硅鏈調(diào)壓的示意圖。
圖2為本實用新型裝置中控制電路的框圖。
圖3為本實用新型裝置的電路原理圖。
2.控制電路包括電壓窗口檢測電路及邏輯判斷電路，將在圖2和圖3中詳細說明。
3.執(zhí)行電路本實用新型采用小型大功率電磁繼電器作為執(zhí)行器件。執(zhí)行電路中的繼電器分為兩級，第一級是出口繼電器，第二級是外接的大功率電磁繼電器，出口繼電器的接點控制外接的大功率電磁繼電器，電磁繼電器的動斷接點與一級硅鏈并聯(lián)。如果需要保留手動調(diào)壓功能，也可通過增加手動調(diào)壓開關來實現(xiàn)。
本實用新型的工作原理是這樣的根據(jù)蓄電池的充放電特性及電力系統(tǒng)對蓄電池在事故狀態(tài)下的帶負載能力的要求，對220V系統(tǒng)而言，一般采用45V硅鏈，而對110V系統(tǒng)而言，一般采用25V硅鏈，就可以滿足對蓄電池充電末期電壓的補償要求。為了保證控制母線電壓具有一定的精度，本實用新型所采用的方法是把硅鏈按電力系統(tǒng)控制母線電壓的波動范圍，即220V±5％等分為5級，每級9V，如圖1所示的那樣。如圖2所示，電壓窗口檢測電路接邏輯判斷電路，邏輯判斷電路接執(zhí)行電路。執(zhí)行電路中具有5個繼電器，每個繼電器的動斷接點分別與一級硅鏈并聯(lián)，這樣一來，通過控制繼電器接點的開合，就可以達到調(diào)壓的目的。
當控制母線電壓過高時，一個繼電器動作，其接點打開，控制母線電流流過硅鏈，使得控制母線電壓下降9V，如果控制電壓還是過高，就繼續(xù)使另一個繼電器動作，控制母線電壓會繼續(xù)下降9V，直到控制母線電壓達到要求；當控制母線電壓過低時，一個繼電器返回，其接點閉合，控制母線電流就流過繼電器接點，使控制母線電壓上升9V，如果控制電壓還是過低，就繼續(xù)使另一個繼電器返回，控制母線電壓繼續(xù)升高9V，直到控制母線電壓達到要求。
本實用新型裝置的電源直接從控制母線上取，既是工作電源，也是測量點，一舉兩得。工作電源共分三級，電壓分別為+24V、+12V和+6V。+24V為出口繼電器的工作電源，繼電器對工作電源要求不高，故這一級穩(wěn)壓精度也不需要很高。+24V電源經(jīng)穩(wěn)壓后形成+12V電源，供集成電路用電，此電壓由于是從已經(jīng)穩(wěn)壓的+24V取電源，相當于是二級穩(wěn)壓，因此+12V電源的穩(wěn)壓精度會很高。+6V電源是從+12V電源上取出的，其穩(wěn)壓精度更高。本實用新型用此作為比較用基準電源，這樣就保證了本裝置的動作精度。
本實用新型的具體電路如圖3所示。其中的電壓窗口檢測電路沒有采用電壓比較器，這是因為在試驗中發(fā)現(xiàn)電壓比較器的返回系數(shù)較小，而且動作精度也不能令人滿意。本實用新型中的電壓檢測電路采用LM224運算放大器作為核心器件，將控制母線的電壓經(jīng)降壓后與+6V基準電壓進行比較，從而發(fā)出信號。電壓檢測電路中采用兩套電壓比較電路，通過將兩個運放U1A和U1C的同向輸入端和反向輸入端接在一起，分別設定了控制母線電壓的上限值和下限值，這就相當于對控制母線進行窗口檢測。當控制母線的電壓高于上限值或低于下限值時，檢測電路都會作出反應。由于LM224運算放大器靈敏度很高，誤動的可能性也較大。在實際電路中，采用了兩級比較電路。在兩級之間采用了阻容濾波的抗干擾延時措施，以避免了產(chǎn)品的誤動。
電壓窗口檢測電路的輸出端如圖3所示，接由門電路芯片和兩個RS觸發(fā)器組成的邏輯判斷電路。門電路與RS觸發(fā)器的具體連接在圖上顯示得很清楚，加之這屬于一般技術人員都能實現(xiàn)的現(xiàn)有技術，故在此就不多贅述了。邏輯判斷電路記錄出口繼電器的動作情況，根據(jù)電壓窗口檢測電路發(fā)出的信號，驅(qū)動執(zhí)行電路中的繼電器動作或返回。具體動作情況如下當收到第一個過壓信號時，驅(qū)動1#繼電器動作，實現(xiàn)一次降壓；同時檢測控制母線電壓。如果控制母線電壓還高，則驅(qū)動2#繼電器動作，控制母線再次降壓；邏輯判斷電路在控制母線電壓過高時會按照從1#到5#的順序驅(qū)動出口繼電器依此動作，直到控制母線電壓回到要求范圍內(nèi)。如果此時控制母線電壓已回到要求范圍內(nèi)，出口繼電器就保持其最終動作狀態(tài)，直到再出現(xiàn)控制母線電壓超出要求范圍時，再進行調(diào)整。如果出現(xiàn)控制母線電壓低于要求范圍時，邏輯判斷電路接到信號后，從已經(jīng)動作的出口繼電器的最后一個開始返回，按照從5#到1#繼電器的順序依此返回，直到控制母線電壓回到要求范圍內(nèi)。如果出現(xiàn)出口繼電器由于故障而拒動時，控制母線電壓沒有調(diào)整，由于檢測電路采用的是在硅鏈后檢測，邏輯判斷電路會繼續(xù)驅(qū)動下一個出口繼電器動作。
邏輯判斷電路中RS觸發(fā)器U4的輸出端Q0～Q2分別經(jīng)電阻和二極管接三極管T11～T13的基極，RS觸發(fā)器U5的輸出端Q0～Q1也以同樣的方式接三極管T14和T15。上述三極管為CS9013，它們的集電極上都接有出口繼電器4123。經(jīng)放大的驅(qū)動信號帶動出口繼電器，出口繼電器通過其接點控制外接的大功率電磁繼電器，從而完成調(diào)壓的任務。
需要說明的是，本實用新型的特定實施方案已經(jīng)對本實用新型的技術內(nèi)容進行了詳細說明，對于本領域的技術人員來說，在不背離本實用新型的精神和范圍的情況下對它進行的各種顯而易見的改變都在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種控制母線自動調(diào)壓裝置，包括硅鏈和大功率電磁繼電器，其特征在于所述控制母線自動調(diào)壓裝置還包括電壓窗口檢測電路、邏輯判斷電路和執(zhí)行電路；所述電壓窗口判斷電路接控制母線，所述邏輯判斷電路與所述電壓窗口判斷電路相連接，所述執(zhí)行電路連接所述邏輯判斷電路；所述執(zhí)行電路中具有所述大功率電磁繼電器，所述電磁繼電器的動斷接點與一級硅鏈并聯(lián)。
2.如權利要求1所述的控制母線自動調(diào)壓裝置，其特征在于所述電壓窗口檢測電路為由運放LM224構成的兩級比較電路，其中第一級比較電路中具有兩個所述運放，它們的同向輸入端和反向輸入端接在一起，輸出端各自接第二級比較電路中運放的輸入端。
3.如權利要求2所述的控制母線自動調(diào)壓裝置，其特征在于所述第一級比較電路和第二級比較電路之間接有阻容濾波電路。
4.如權利要求1所述的控制母線自動調(diào)壓裝置，其特征在于所述執(zhí)行電路中具有兩級繼電器，第一級繼電器為出口繼電器，由三極管驅(qū)動，其動斷接點接第二級繼電器；所述第二級驅(qū)動器為所述大功率電磁繼電器。
5.如權利要求1或2或4所述的控制母線自動調(diào)壓裝置，其特征在于所述裝置的電源從控制母線上取得，其中+24V電源供應所述出口繼電器，所述+24V電源經(jīng)穩(wěn)壓后形成的+12V電源供應裝置中的集成電路芯片，所述+12V電源經(jīng)穩(wěn)壓后形成的+6V電源為比較用基準電源。
6.如權利要求1所述的控制母線自動調(diào)壓裝置，其特征在于所述硅鏈為擠壓式硅鏈。
專利摘要本實用新型公開了一種控制母線自動調(diào)壓裝置。它包括硅鏈和大功率電磁繼電器、電壓窗口檢測電路、邏輯判斷電路和執(zhí)行電路。電壓窗口判斷電路接控制母線，邏輯判斷電路與電壓窗口判斷電路相連接，執(zhí)行電路連接所述邏輯判斷電路。執(zhí)行電路中具有大功率電磁繼電器，大功率電磁繼電器的動斷接點與一級硅鏈并聯(lián)。本控制母線自動調(diào)壓裝置具有性能穩(wěn)定，可靠性高的特點，可廣泛用于電力系統(tǒng)用直流電源中。
文檔編號G05F1/10GK2596658SQ0320045
公開日2003年12月31日 申請日期2003年1月8日 優(yōu)先權日2003年1月8日
發(fā)明者李健, 楊紅軍 申請人:北京日佳電源有限公司