用於保護水輪發電機的失電動作型三選二保護信號電路的製作方法

2023-05-30 13:42:31

本實用新型屬於水電站水力機械保護技術領域，涉及一種用於保護水輪發電機的失電動作型三選二保護信號電路。

背景技術：

常規的水輪發電機保護電路為得電動作型三選二迴路，迴路包括三個保護繼電器，三個保護繼電器的線圈分別與根據檢測裝置信號動作的保護信號源連接，三個繼電器的觸點中每兩個觸點串聯組成一條信號輸出支路，且每條信號輸出支路不含有位於同一繼電器的兩個觸點，所有信號輸出支路並聯後的電路支路與用於控制水輪發電機的執行機構並聯連接；上述信號保護源和信號繼電器均採用常開觸點；上述三選二迴路由電源供電，其工作原理為，當信號保護源接收到的檢測裝置信號滿足設定條件(例如採集的水輪發電機轉速超過設定值)時，保護信號源被觸發閉合，對應的信號繼電器得電閉合，而當三個信號繼電器中至少有兩個得電時，與水輪發電機的執行機構動作(比如關閉導水葉)，實現對水電水力機械的保護。

上述常規的水電水力機械保護電路容易出現以下問題：當三選二迴路失去電源時，信號繼電器一直處於失電狀態，三選二迴路無法導通，即三選二迴路失效，使水輪發電機失去三選二迴路的保護。

技術實現要素：

針對目前水輪發電機保護採用的三選二迴路存在的容易因失電而失效的問題，本實用新型提供一種用於保護水輪發電機的失電動作型三選二保護信號電路，其可以在失電狀態下正常工作。

本實用新型提供了一種失電動作型三選二保護信號電路，電路包括三條並聯的信號輸入支路，信號輸入支路兩端與第一電源連接，每條支路包括與檢測裝置並聯連接的觸點開關和與之串聯的信號繼電器線圈；三個信號繼電器中每兩個觸點組成一條信號輸出支路，且同一繼電器中的兩個觸點不在同一條信號輸出支路；所有信號輸出支路並聯後與綜合保護繼電器線圈串聯，串聯後的支路兩端與第二電源連接，綜合保護繼電器的觸點與水輪發電機執行機構連接；所述觸點開關以及信號繼電器的觸點均為常閉觸點。

上述失電動作型三選二保護信號電路，所述繼電器包含兩個觸點。

上述失電動作型三選二保護信號電路，所述三個信號繼電器分別為第一繼電器、第二繼電器和第三繼電器；第一繼電器的第一觸點與第二繼電器的第一觸點串聯組成第一信號輸出支路，第一繼電器的第二觸點與第三繼電器的第一觸點串聯組成第二信號輸出支路，第二繼電器的第二觸點與第三繼電器的第二觸點串聯組成第三信號輸出支路；第一信號輸出支路、第二信號輸出支路和第三信號輸出支路並聯後與綜合保護繼電器線圈串聯，串聯後的支路兩端與第二電源連接。

上述失電動作型三選二保護信號電路，所述綜合保護繼電器的觸點為常開觸點。

上述失電動作型三選二保護信號電路，所述檢測裝置可以為轉速測量儀、壓力油罐低油壓壓力傳感器等，觸點開關根據檢測裝置檢測信號進行動作，當檢測信號滿足觸發條件時觸發，觸發條件為檢測裝置檢測的信號超出安全設定範圍，例如轉速測量儀檢測到的水輪機轉速超過設定值、壓力油罐低油壓壓力傳感器檢測的壓力信號小於設定值等。

上述失電動作型三選二保護信號電路的工作原理為：

(1)當檢測裝置檢測的信號不滿足觸點開關觸發條件時，觸點開關處於閉合狀態，信號繼電器線圈分別帶電，信號繼電器的常閉觸點處於斷開狀態，綜合保護繼電器線圈失電，綜合保護繼電器的常開觸點處於斷開狀態，與綜合保護繼電器連接的水輪發電機執行機構不動作；

(2)當檢測裝置檢測的信號只有一個滿足觸點開關觸發條件時，仍有兩個觸點開關處於閉合狀態，兩個信號繼電器線圈帶電，相應兩個信號繼電器的常閉觸點處於斷開狀態，綜合保護繼電器線圈失電，綜合保護繼電器的常開觸點處於斷開狀態，與綜合保護繼電器連接的水輪發電機執行機構不動作；

(3)當檢測裝置檢測的信號至少兩個滿足觸點開關觸發條件時，滿足觸發條件的觸點開關處於斷開狀態，相應信號繼電器線圈失電，信號繼電器的常閉觸點處於閉合狀態，綜合保護繼電器線圈得電，綜合保護繼電器的常開觸點處於閉合狀態，與綜合保護繼電器觸點連接的水輪發電機執行機構動作；

(4)當第一電源失電，三個觸點開關處於閉合狀態，三個信號繼電器的線圈失電，三個信號繼電器的常閉觸點閉合，綜合保護繼電器得電，綜合保護繼電器的觸點處於閉合狀態，與綜合保護繼電器連接的水輪發電機執行機構動作。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

1、由於本實用新型失電動作型三選二保護信號電路中的觸點開關為常閉觸點，採用失電動作原理，利用觸點開關觸發信號繼電器，並用信號繼電器的常閉觸點控制與水輪發電機執行機構連接的綜合保護繼電器，不僅實現了正常情況下對水輪發電機的保護，即使在信號繼電器的電源失電狀態，也可以實現對水輪發電機的保護。

2、由於本實用新型的失電動作型三選二保護信號電路根據三個檢測裝置的信號進行判斷，避免了因根據單一檢測裝置的信號進行操作造成的誤動或拒動。

3、由於本實用新型的失電動作型三選二保護信號電路元器件少、搭建維修方便，適合在電氣設備保護領域中進行推廣。

附圖說明

圖1為本實用新型失電動作型三選二保護信號電路示意圖。

圖2為圖1中失電動作型三選二保護信號電路中繼電器部分的擴展示意圖。

具體實施方式

以下將結合附圖對本實用新型各實施例的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都屬於本實用新型所保護的範圍。

本實施例中採用的檢測裝置為轉速測量儀。

如圖1所示，本實施例提供的失電動作型三選二保護信號電路，包括於三個轉速測量儀(N1、N2、N3)連接的三個觸點開關(第一觸點開關S1、第二觸點開關S2、第三觸點開關S3)和三個信號繼電器(第一繼電器KA1、第二繼電器KA2、第三繼電器KA3)，第一觸點開關S1和第一繼電器KA1線圈串聯組成第一信號輸入支路，第二觸點開關S2和第二繼電器KA2線圈串聯組成第二信號輸入支路，第三觸點開關S3與第三繼電器KA3線圈串聯組成第三信號輸入支路；第一信號輸入支路、第二信號輸入支路和第三信號輸入支路並聯後兩端與第一電源V1連接。

三個觸點開關(S1、S2、S3)接收到的信號通過三個信號繼電器(KA1、KA2、KA3)進行擴展輸出，具體連接關係如圖2所示，第一繼電器KA1的第一觸點KA1-1與第二繼電器KA2的第一觸點KA2-1串聯組成第一信號輸出支路，第一繼電器KA1的第二觸點KA1-2與第三繼電器KA3的第一觸點KA3-1串聯組成第二信號輸出支路，第二繼電器KA2的第二觸點KA2-2與第三繼電器KA3的第二觸點KA3-2串聯組成第三信號輸出支路；第一信號輸出支路、第二信號輸出支路和第三信號輸出支路並聯後與綜合保護繼電器KA4線圈串聯，串聯後的支路與第二電源V2連接。綜合保護繼電器KA4的觸點與水輪發電機執行機構連接，實現對水輪發電機的保護。

上述觸點開關(S1、S2、S3)以及三個信號繼電器(KA1、KA2、KA3)的觸點均為常閉觸點，綜合保護繼電器KA4觸點為常開觸點。

上述失電動作型三選二保護信號電路，接收來自三個轉速測量儀的採樣信號，僅當有一個採樣信號滿足設定條件(轉速超過設定值)時，保護信號電路是不會連接執行機構的，只有當兩個以上採樣信號滿足設定條件時，保護信號電路才會連接執行機構，從而剔除掉錯誤信號，提高保護信號電路的可靠性，降低誤動和拒動的風險。

上述失電動作型三選二保護信號電路工作過程為：

(1)當三個轉速測量儀(N1、N2、N3)測量的水輪發電機轉速不滿足觸點開關觸發條件(轉速不高於設定值)時，三個觸點開關(S1、S2、S3)處於閉合狀態，三個信號繼電器(KA1、KA2、KA3)線圈分別帶電，三個信號繼電器(KA1、KA2、KA3)的常閉觸點處於斷開狀態，根據圖2電路中信號走向可以看出，綜合保護繼電器KA4線圈失電，綜合保護繼電器KA4的觸點處於斷開狀態，與綜合保護繼電器KA4常開觸點連接的水輪發電機執行機構不動作。

(2)當一個轉速測量儀(以N1為例)測量的水輪發電機轉速滿足觸點開關觸發條件(轉速不高於設定值)時，兩個觸點開關(S2、S3)仍處於閉合狀態，相應的三個信號繼電器(KA2、KA3)線圈中兩個信號繼電器線圈帶電，帶電的兩個信號繼電器的常閉觸點處於斷開狀態，根據圖2電路中信號走向可以看出，此時綜合保護繼電器KA4線圈所在支路是處於斷開狀態，綜合保護繼電器KA4失電，綜合保護繼電器KA4的常開觸點處於斷開狀態，與綜合保護繼電器KA4觸點連接的水輪發電機執行機構不動作。

(3)當兩個轉速測量儀(以N1、N2為例)測量的水輪發電機轉速滿足觸點開關觸發條件(轉速高於設定值)時，觸點開關(S1、S2)斷開，相應信號繼電器(KA1、KA2)線圈失電，失電信號繼電器的常閉觸點處於閉合狀態，根據圖2電路中信號走向可以看出，此時綜合保護繼電器KA4線圈所在支路是處於閉合狀態，綜合保護繼電器KA4線圈得電，綜合保護繼電器KA4的常開觸點處於閉合狀態，與綜合保護繼電器KA4觸點連接的水輪發電機執行機構動作(比如關閉導水葉)，實現對水輪發電機的保護。

(4)當第一電源失電，三個觸點開關(S1、S2、S3)處於閉合狀態，三個信號繼電器(KA1、KA2、KA3)的線圈失電，三個信號繼電器(KA1、KA2、KA3)的觸點閉合，根據圖2電路中信號走向可以看出，此時綜合保護繼電器KA4線圈所在支路是處於閉合狀態，綜合保護繼電器KA4線圈得電，綜合保護繼電器KA4的常開觸點處於閉合狀態，與綜合保護繼電器KA4連接的水輪發電機執行機構動作(比如關閉導水葉)，實現對水輪發電機的保護。

本領域的普通技術人員將會意識到，這裡的實施例是為了幫助讀者理解本實用新型的原理，應被理解為本實用新型的保護範圍並不局限於這樣的特別陳述和實施例。本領域的普通技術人員可以根據本實用新型公開的這些技術啟示做出各種不脫離本實用新型實質的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本實用新型的保護範圍內。