專利名稱：并網(wǎng)表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及小型的水電站、太陽(yáng)能發(fā)電站、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)等各類低壓發(fā)電機(jī)組的發(fā)
電并網(wǎng)，屬于電工技術(shù)發(fā)電自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，小型的水電站、太陽(yáng)能發(fā)電站、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)等各類低壓發(fā)電機(jī)組發(fā)電并網(wǎng) 時(shí)，絕大部分是靠人眼觀看儀表情況來(lái)判斷是否符合并網(wǎng)條件，然后手動(dòng)合閘并網(wǎng)，往往合 閘并網(wǎng)時(shí)，已經(jīng)錯(cuò)過(guò)同期時(shí)刻，造成事故。現(xiàn)有的并網(wǎng)裝置成本高、線路及接線復(fù)雜，如安裝 在這些小型低壓發(fā)電機(jī)組上不經(jīng)濟(jì)，也不現(xiàn)實(shí)。這些小型低壓發(fā)電站很需要成本低、線路及 接線安裝簡(jiǎn)單、安全、可靠，可直接安裝在發(fā)電屏上使用的并網(wǎng)儀表。

發(fā)明內(nèi)容
為了改變各類小型低壓發(fā)電站發(fā)電手動(dòng)并網(wǎng)為自動(dòng)并網(wǎng)，消除手動(dòng)并網(wǎng)的緊 張壓力情緒和手動(dòng)并網(wǎng)發(fā)生的事故，達(dá)到自動(dòng)并網(wǎng)準(zhǔn)確、迅速、安全、可靠。本發(fā)明是在 1Tl-450v(或600v)交流電壓表基礎(chǔ)上改進(jìn)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
對(duì)1Tl-450v (或600v)交流電壓表的改進(jìn)創(chuàng)新 1、外形改進(jìn)創(chuàng)新外形如同1Tl-450v(或600v)交流電壓表，外形尺寸 160mmX160mm，安裝開孔尺寸150mmX 150mm，可以安裝在發(fā)電機(jī)屏上。在表的背面增加了 兩個(gè)(或三個(gè))接線端后，一共四個(gè)(或五個(gè))接線端，分別為X1、X2、X3、X4(或X1、X2、 X3、X4、X5)。 X1和X2分別接電網(wǎng)側(cè)A(或B、C)相和發(fā)電機(jī)側(cè)A(或B、C)相，X3(或X3、X5) 為并網(wǎng)信號(hào)輸出端，X4接零線端。 2、內(nèi)部改進(jìn)創(chuàng)新在1Tl-450v(或600v)的交流電壓表盤面板上增加2個(gè)指示燈， 其中一個(gè)為非同期指示燈，另一個(gè)為同期指示燈。增加了一個(gè)由電子元器件及電路板組成 的控制組件，該組件集成度高、體積小，是本發(fā)明的核心部件。能自動(dòng)檢測(cè)同期信號(hào)，當(dāng)發(fā)電 機(jī)電壓與電網(wǎng)電壓同期時(shí)，由接線端X3 (或X3、 X5)輸出并網(wǎng)信號(hào)。 3、原理改進(jìn)創(chuàng)新經(jīng)外形改進(jìn)創(chuàng)新、內(nèi)部改進(jìn)創(chuàng)新后，再應(yīng)用零值電壓原理而發(fā)明 了并網(wǎng)表。其原理為并網(wǎng)表的X1接電網(wǎng)側(cè)A相，X2接發(fā)電機(jī)側(cè)A相，X4接零線。發(fā)電機(jī) 開始發(fā)電，并網(wǎng)表的表針開始擺動(dòng) ①發(fā)電機(jī)電壓Ue與電網(wǎng)電壓Ux不相等，產(chǎn)生的電壓差<formula>formula see original document page 3</formula>但 頻率差O / 、相角差<]P滿足條件時(shí)，表針始終不回到0位。 ②發(fā)電機(jī)電壓頻率fe與電網(wǎng)電壓頻率fx不相等，產(chǎn)生的頻率差<formula>formula see original document page 3</formula>但電壓差^u 、相角差<^滿足條件時(shí)，表針擺動(dòng)頻率很快。 ③發(fā)電機(jī)電壓相角9e與電網(wǎng)電壓相角ey不相等，產(chǎn)生的相角差<^=|&—&|〉10° ，因相角差〈^〉kt ，而產(chǎn)生一個(gè)相角電壓差o^，但電壓差《[/、頻率 差</滿足條件時(shí)，表針始終不回到0位。這三種情況表示發(fā)電機(jī)電壓與電網(wǎng)電壓不同期，同時(shí)，非期指示燈亮。
當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓與電網(wǎng)電壓的電壓差<[/、頻率差<]/、相角差<^超足并網(wǎng)條件 (即同期)時(shí)，表針在0位停留< 浙，即零值電壓(或稱電壓值為0、電壓表置0)，同時(shí)，非 期指示燈熄滅，同期指示燈亮，此時(shí)，接線端X3(或X3、X5)輸出并網(wǎng)信號(hào)，使斷路器(或自 動(dòng)空氣開關(guān))合閘并網(wǎng)。 本發(fā)明的有益效果是成本低，線路及接線安裝簡(jiǎn)單。自動(dòng)并網(wǎng)準(zhǔn)確、迅速、安全、 可靠。消除了手動(dòng)并網(wǎng)的緊張情緒和手動(dòng)并網(wǎng)發(fā)生的事故。為各類小型低壓發(fā)電站發(fā)電并 網(wǎng)帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明 圖1是本發(fā)明的實(shí)物外形正面圖。 圖2是本發(fā)明的實(shí)物面板圖。 圖3是本發(fā)明的實(shí)物外形背面圖。 圖4是本發(fā)明的四個(gè)接線端的原理圖。 圖5是本發(fā)明的五個(gè)接線端的原理圖。 圖6是本發(fā)明的四個(gè)接線端的安裝接線原理圖。 圖7是本發(fā)明的五個(gè)接線端的安裝接線原理圖。 圖4中元器件采用片式元器件，Dl D4、 D7 D10可采用整流橋，變壓器B可
采用平面變壓器或電子變壓器，縮小體積便于塑封封裝，這是本發(fā)明的核心部件。如體積較
大，可以去掉電壓表1Tl-450v(或600v)中的分壓線圈，用一個(gè)同阻值體積較小的3W 5W
的線繞電阻代替分壓線圈。三極管V1的發(fā)射極A點(diǎn)和V2的集電極B點(diǎn)，是電子秒表測(cè)試
延時(shí)時(shí)間的接入點(diǎn)。 1、根據(jù)發(fā)電并網(wǎng)條件 ①發(fā)電機(jī)電壓(Ue)與電網(wǎng)電壓(Ux)接近相等，誤差不超過(guò)(5 10) %。 ②發(fā)電機(jī)電壓頻率(fe)與電網(wǎng)電壓頻率(fx)接近相等，誤差不超過(guò)(0.2
0. 5) %。 ③發(fā)電機(jī)電壓相角(ec)與電網(wǎng)電壓相角(ex)差^e接近為o，應(yīng)小于或等于 10° 。得計(jì)算(計(jì)算論證從略)結(jié)果 因相角差<^《10°產(chǎn)生的電壓誤差 380v (線電壓)、220v (相電壓)、電壓誤差< ^ =38. 3v 。取36v 。 420v (線電壓)、240v (相電壓)、電壓誤差< =41. 4v取40v。450v (線電壓)、260v (相電壓)、電壓誤差<二45v取43v 。 當(dāng)頻率差</ = |/,-(0.2 0.5) 。/。時(shí)，^^o.52 0.21秒，取w^0.3
秒。即發(fā)電機(jī)電壓與電網(wǎng)電壓相角電壓誤差^f^《36v(或40v、43v)的持續(xù)時(shí)間^/》0.3
秒，就滿足并網(wǎng)條件(同期)。
2、主要元件取值要求 ①R5、 Rll、 R13、和R6、 R12的取值V1飽和導(dǎo)通時(shí)，可控硅SCR可靠觸發(fā)導(dǎo)通，同 時(shí)，VI發(fā)射極電壓Ue > UZ(UZ為R6、 R12分壓，在R12上得到的基準(zhǔn)電壓)。 ②R7、R8、C1用公式 ln[l "c(0](j 7 I及8)計(jì)算取值。
其中< ,=0.3秒，Us = 12v， Uc(t) = Uz ③R9、R14的取值在1、 14腳內(nèi)部斷開時(shí)，R9、R14分壓，在R14上的電壓U14 > Uz。
3、調(diào)試 ①變壓器B與X1斷開后接入220v電壓，XI、 X2接入調(diào)壓器，調(diào)節(jié)輸入電壓等于
36v (或40v、43v)，調(diào)整R2，使VI截止，調(diào)節(jié)輸入電壓大于36v (或40v、43v)，使VI飽和導(dǎo)
通。在取R1、 R2、 R3、 R4要遵循這個(gè)原則，選取R1時(shí)要注意在Ue與Ux相角為180°時(shí)，Rl
的消耗功率較大。確定后可以將R2安裝在表殼正面，便于適應(yīng)各類電站的要求。 ②用電子秒表接入A點(diǎn)和B點(diǎn)，調(diào)節(jié)R8，使VI截止到V2飽和導(dǎo)通的時(shí)間< ,=0. 3秒。 4、工作原理 X1、X2分別接電網(wǎng)A相和發(fā)電機(jī)A相，X4接零線，開始發(fā)電。 ①在發(fā)電機(jī)電壓未發(fā)出來(lái)時(shí)，IC^ -CJG| = <3t/e〉36v (或40v、43v)， VI飽和導(dǎo)通，
可控硅SCR被觸發(fā)導(dǎo)通，因Ue > Uz， LM339的輸端1、2、14、13為0， U14 = 0 < Uz， V2截止， 非期指示燈D5發(fā)光，表示非同期狀態(tài)，X3 (或X3、 X5)無(wú)并網(wǎng)信號(hào)輸出。
②調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電壓和轉(zhuǎn)速，使|^^ -t>G| = < K《36v (或40v、43v) ， VI截 止，Ue = 0， Ue < Uz， LM339的2、1腳內(nèi)部斷開，此時(shí)，Us = 12v經(jīng)R8、R7向CI充電延時(shí)，延 時(shí)期間，14腳為0， 13腳還是為0， V2截止。
當(dāng)在<^ <0. 3秒時(shí)間內(nèi)，突然< >36v (或40v、43v) ， VI又飽和導(dǎo)通，1、2腳立 即為0， 2腳把充了一些電的CI下拉置為初始0狀態(tài)。14、13腳任然為0， V2還是處于截止 狀態(tài)。 ④當(dāng)^f^《36v (或40v、43v)的持續(xù)時(shí)間< ,》0. 3秒時(shí)，表示發(fā)電機(jī)電壓與電網(wǎng) 電壓同期。此時(shí)，1、14腳內(nèi)部斷開，11腳電壓U14 > Uz， 13腳內(nèi)部截止，V2飽和導(dǎo)通，繼電器 J工作，經(jīng)X3(或X3、X5)輸出并網(wǎng)信號(hào)，同時(shí)，非期指示燈滅，同期指示燈發(fā)光。
⑤C2的作用是當(dāng)同期時(shí)，觸發(fā)V2飽和導(dǎo)通一下，讓繼電器J動(dòng)作一下又復(fù)原。C3 的作用是抗干擾和電路剛通電時(shí)使V2滯后于LM339。 C2的容量較大，C3容量較小。LM358 也可以用LM324代替，只是管腳稍加改變即可。 圖5中表的背面比圖4多一個(gè)接線端，一共五個(gè)接線端。用于斷路器有合閘線圈 的發(fā)電機(jī)組。繼電器常開觸點(diǎn)經(jīng)接線端X3、X5引出，接在斷路器合閘線圈回路中。
圖6中為斷路器(或自動(dòng)空氣開關(guān))無(wú)合閘線圈的接線圖。QS為隔離開關(guān)，QF 為空氣斷路器(或自動(dòng)空氣開關(guān))，KM為交流接觸器，并接在QF開關(guān)兩端，作為并網(wǎng)的輔助 開關(guān)，SB為扭子開關(guān)(或轉(zhuǎn)換開關(guān))。KM的常開觸點(diǎn)與QF常閉觸點(diǎn)串聯(lián)后并接在X3(或 KM線圈左端)和電網(wǎng)的A相上，起著避免誤操作的作用。
①KM的大小選擇
根據(jù)/, = "^公式計(jì)算， 發(fā)電機(jī)的額定功率150KW及以下，KM的觸頭額定電流選40A。
發(fā)電機(jī)的額定功率150KW 400KW, KM的觸頭額定電流選60A 80A。
發(fā)電機(jī)的額定功率400KW 500KW， KM的觸頭額定電流選80A 150A。
②發(fā)電并網(wǎng)操作原理 按圖6接好線，合上隔離開關(guān)QS，合上SB，開始發(fā)電。并網(wǎng)表的表針開始上下擺動(dòng)， 非期指示燈發(fā)光表示非同期，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電壓和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)表針指在36v(或 40v、43v)及以下，并持續(xù)0.3秒，表示發(fā)電機(jī)電壓與電網(wǎng)電壓已經(jīng)同期，X3輸出并網(wǎng)信號(hào)， KM線圈通電工作，主觸頭閉合并網(wǎng)，KM常開觸點(diǎn)閉合自鎖。同時(shí)，非期指示燈熄滅，同期指 示燈發(fā)光。此時(shí)，合上空氣斷路器QF，斷開SB，并網(wǎng)表退出工作，KM也退出工作。開足發(fā)電 量，并網(wǎng)結(jié)束。
權(quán)利要求
用零值電壓原理發(fā)明的并網(wǎng)表。并網(wǎng)表用于小水電站、太陽(yáng)能發(fā)電站、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)等各類低壓發(fā)電機(jī)組的發(fā)電并網(wǎng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的并網(wǎng)表，其外形特征如同1Tl-450v(或600v)交流電壓表， 外形尺寸160mmX160mm，安裝開孔尺寸150mmX 150mm，可以安裝在發(fā)電機(jī)屏上。在表的 背面有四個(gè)(或五個(gè))接線端，分別為X1、X2、X3、X4(或X1、X2、X3、X4、X5)。 XI和X2分 別接電網(wǎng)側(cè)A(或B、C)相和發(fā)電機(jī)側(cè)A(或B、C)相，X3(或X3、X5)為并網(wǎng)信號(hào)輸出端，X4 接零線端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的并網(wǎng)表，其內(nèi)部特征有一個(gè)450v(或600v)的交流電壓表， 表盤面板上有2個(gè)指示燈，其中一個(gè)為非同期(表盤上簡(jiǎn)稱非期)指示燈，另一個(gè)為同期指 示燈。有一個(gè)由電子元器件及電路板組成的控制組件，該組件集成度高、體積小，是本發(fā)明 的核心部件。能自動(dòng)檢測(cè)同期信號(hào)，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓與電網(wǎng)電壓同期時(shí)，由接線端X3(或X3、 X5)輸出并網(wǎng)信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的并網(wǎng)表，其原理特征為零值電壓原理。用一個(gè)lTl-450v(或 600v)電壓表，接在電網(wǎng)側(cè)A相和發(fā)電機(jī)側(cè)A相上。發(fā)電機(jī)開始發(fā)電，電壓表的表針開始擺 動(dòng)① 發(fā)電機(jī)電壓Uc與電網(wǎng)電壓Ux不相等，產(chǎn)生的電壓差^U = lUx-U」>"10%，但頻率 差<^相角差< e滿足條件時(shí)，表針始終不回到O位。② 發(fā)電機(jī)電壓頻率fc;與電網(wǎng)電壓頻率fx不相等，產(chǎn)生的頻率差^f = lf廠f」> fx(0. 2 0. 5) %= 0. 1Hz 0. 25Hz，但電壓差K]U、相角差^ e滿足條件時(shí)，表針擺動(dòng)頻率很快。③ 發(fā)電機(jī)電壓相角^與電網(wǎng)電壓相角9x不相等，產(chǎn)生的相角差^ e = I ex-ee| > io° ，因相角差<1 e > 10° ，而產(chǎn)生一個(gè)相角電壓差^Ue，但電壓差、頻率差滿足條件時(shí)，表 針始終不回到o位。這三種情況表示發(fā)電機(jī)電壓與電網(wǎng)電壓不同期。④ 當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓與電網(wǎng)電壓的電壓差^u、頻率差^f、相角差〈e滿足并網(wǎng)條件(即同 期)時(shí)，表針在o位停留〈t，即零值電壓(或稱電壓值為o、電壓表置o)。此時(shí)，可以合閘 并網(wǎng)。本發(fā)明就是應(yīng)用上述原理設(shè)計(jì)而成的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的并網(wǎng)表，并網(wǎng)表的意義為開關(guān)板式交流電磁系并網(wǎng)表。
全文摘要
應(yīng)用了零值電壓的原理，對(duì)1T1-450v(或600v)交流電壓表改進(jìn)創(chuàng)新發(fā)明的并網(wǎng)表。本發(fā)明涉及小型的水電站、太陽(yáng)能發(fā)電站、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)等各類低壓發(fā)電機(jī)組的發(fā)電并網(wǎng)，屬于電工技術(shù)發(fā)電自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。在表的背面增加了兩個(gè)(或三個(gè))接線端后，一共四個(gè)(或五個(gè))接線端。在表盤面板上增加2個(gè)指示燈，其中一個(gè)為非同期(表盤上簡(jiǎn)稱非期)指示燈，另一個(gè)為同期指示燈。在表的內(nèi)部增加了一個(gè)由電子元器件及電路板組成的體積小的控制組件，它是本發(fā)明的核心部件，能自動(dòng)檢測(cè)同期信號(hào)，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓與電網(wǎng)電壓同期時(shí)，輸出并網(wǎng)信號(hào)，使發(fā)電站發(fā)電自動(dòng)并網(wǎng)。本發(fā)明成本低、安裝接線簡(jiǎn)單、安全、可靠。
文檔編號(hào)H02J3/42GK101752875SQ20081018697
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月9日
發(fā)明者王永強(qiáng) 申請(qǐng)人:王永強(qiáng)