應急電源自控裝置的製作方法
2023-05-02 23:24:46 2
專利名稱：應急電源自控裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種應急電源的自控裝置，特別是一種用於關鍵設備的應急電源，例如作為高層電梯設備應急電源的自控裝置。
目前類似於本實用新型功能的裝置，雖有的亦採用簡易的繼電器接點邏輯控制，但其功能較簡單，滿足不了關鍵設備應急之需要，可靠性較差，亦有的採用微機控制的裝置，可是，此裝置太複雜，又易受幹擾，可靠性亦受影響，成本也昂貴。
本實用新型的目的，是應用現有的技術，採用接點電壽命長達50萬次的小型中間繼電器，超級時間繼電器，使單元以及整個裝置模塊化，採用插頭座聯接，亦應用接點邏輯設計原理，設計出一種較新穎的自控裝置，以達簡單可靠、低成本之目的。
本實用新型，是通過下述技術方案來實現的，它是由應急電源自動供電和電網聯鎖切換邏輯單元，應急電源的自動保護單元，遠距離操作邏輯單元，裝置就地操作邏輯單元等四部分單元模塊，並在其間採用插頭座進行聯接，組成完整模塊化了的接點邏輯控制電路的自控裝置。
以下將結合附圖和根據本實用新型，提出一個實施例子，進一步說明本實用新型的技術方案。
圖1，是根據本實用新型設計的一種關鍵設備應急電源的自控裝置外形圖。
圖2，是根據本實用新型設計的一種應急電源自控裝置總模塊的全部輸出與應急電源外圍電路的聯接電路圖。
圖3，是根據本實用新型設計的一種應急電源自控裝置中的，自動供電與電網聯鎖切換邏輯單元的接點邏輯電路原理圖。
圖4，是根據本實用新型設計的一種應急電源自控裝置中的，應急電源的保護單元的接點邏輯電路原理圖。
圖5，是根據本實用新型設計的一種應急電源自控裝置中的，遠距離操作邏輯單元，與裝置就地操作邏輯單元的接點邏輯電路原理圖，以及它們之間的聯鎖邏輯電路原理圖。
圖1表示出了，就地操作邏輯單元中的16個功能訊號指示燈1～3，5～10，13～16，67，72，76，10個功能按鈕4，18，68～71，78，80，82，6個功能選擇開關17，66，74，75，77，79，應急電源保護單元中的，水溫指示表11，機油壓力指示表12，故障聲光報警器81，操作面板19，保護單元20以及其中用的8個小型中間繼電器61，時間繼電器62，就地操作單元與遠距離操作單元之間的聯鎖繼電器83，共15個，自動供電與電網聯鎖單元22，以及其中用的11個中間繼電器58，8個時間繼電器59，2個頻率繼電器86，2個電壓繼電器60，2個熔斷器56，電壓互感器57，遠距離操作單元外殼盒25，以及其中所用的14個功能訊號燈26，28，29，31，33，36，37，40，41，43，45，47，51，53，10個功能按鈕49，50，52，32，35，39，42，46，84，85，6個功能選擇開關27，30，34，44，48，54，聲光報警器38，圖中還示出了，其中所用的電網接觸器55，應急電源主迴路用的執行接觸器23，24，還有，整個控制裝置的外殼63，控制櫃的門及其鉸鏈65，64等元件組裝成的一套自控裝置。
圖2表示出了整個裝置CM的各種輸出訊號與應急電源外圍邏輯電路單元的聯接，以及所應顯示出邏輯功能。設整個裝置模塊CM內的各單元，為了下列文字敘述方便起見，分別用羅馬數字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ(ⅣA＋ⅣB)Ⅴ(ⅤA＋ⅤB)表示。
Ⅰ單元表示自動供電與電網聯鎖邏輯單元。
Ⅱ單元表示應急電源的自動保護單元。
Ⅲ單元表示遠距離操作邏輯單元。
Ⅳ單元表示裝置就地操作邏輯單元，內分ⅣA、表示單元的操作部分，ⅣB表示單元與Ⅲ單元的聯鎖邏輯部分。
Ⅴ單元表示裝置的外圍電路邏輯單元，其中ⅤA表示應急電源的主電路部分，ⅤB表示應急電源內部的電控電路部分。
模塊CM，共有33個輸出端子，其中主要的，可分成13種輸出訊號，現在分別說明如下(見圖2)1、與蓄電池GO聯接的裝置電源1，N，兩個端子。
2、使用柴油發電機組作為應急電源的自起動訊號端子109號，與ⅤB單元內的起動離合器YC相聯接，作為起動馬達M的自起動訊號。
3、供發電機組的發電機強迫勵磁的供電端子號碼122，123，與發電機的磁場繞組上聯接。
4、發電機組在供電時，當電網突然來電時，使柴油發電機組，自動斷電，並關閉柴油機油門，自動停機的訊號端子34，35與關機油門電磁鐵YA相聯接。
5、發電機的額定頻率檢測訊號，由頻率繼電器KF11，通過電壓互感器TV，聯接到發電機主電路端子B100，C100兩號上。
6、發電機組的過頻(即超速)檢測訊號，由頻率繼電器KF21，亦同第5條，被聯接到端子B100，C100兩號上。
7、發電機組的柴油機點火時，由發電機所感應出相應的點火電壓訊號，由電壓繼電器KV200檢測出來，KV200的線圈也被聯接到端子B100，C100兩號上。
8、發電機的額定電壓訊號，由電壓繼電器KGV1檢測出來，其線圈也被聯接到端子B100，C100兩號上。
9、發電機供電合閘訊號，由繼電器KGVt接點輸出端B100，B101與ⅤA單元發電機的母線聯接。
10、發電機斷電分閘訊號，當電網得電時，發電機自動分閘斷電，通過繼電器K14的接點與輸出端子C104與VA單元發電機的母線聯接。
11、蓄電池被VB單元內的充電發電機G2充電時，充電電流由VB單元的電流表通過電流，並電流表的端子113被聯接到CM模塊的端子113號上。
12、柴油發電機組VB上的柴油機，通過水溫傳感器，機油壓力傳感器，所產生接點訊號，控制著模塊CM上IVB單元內的聲光報警器，一旦超水溫，失機油壓力故障發生時，立即報警。失機油壓力，除報警外還自動切斷應急電源供電，且自動停機。電源的切斷是通過端子C104的聯接。
13、一旦電網突然停電，電網接觸器KM失壓斷電，其常閉接點接通，由端子16，26，24，25，89，90，96，97，8個號碼與CM模塊相聯接，使之報警器聲光報警。以告示，柴油發電機組，可以立刻遙控起動，或自動起動，以便在10秒鐘之內應急供電。
圖3表示出第Ⅰ單元的電路原理圖。它是由有4個轉換接點的小型中間繼電器KA、KO，KDF1，KF12，K14，KGV2，KmV2，K1，K2，KEX，超級時間繼電器Kot1，K4t1，KGVt1，Kst，KV2t，K5t，K15t，K1t，檢測電壓訊號的電壓繼電器KmV1，KGV1，KV200，頻率繼電器KF11，KF21，電壓互感器TV，執行接觸器Km，KG1，KG2，執行電磁鐵YA，熔斷器F9，F10，插頭座X12，X13，X14a，X14b，x15等元件，經過邏輯設計後而組成的接點邏輯電路。
其主要有下列邏輯功能1、當電網失電時，應急電源柴油發電機組VB受自控裝置Ⅰ單元的控制，使其自動起動柴油機，一旦起動成功，能使發電機在10秒鐘內，使電壓、頻率均達額定，並自動合閘，保證了關鍵設備應急得電。
2、如果柴油發電機組自起動一次不成功，自控裝置Ⅰ單元的邏輯電路能保證再連續起動二次。若連續三次起動不成功，即自動停機，不再起動，並發出報警訊號，以告知及時修理排除故障。
3、如果柴油發電機組起動成功，但發電機不建壓，亦不建頻，則Ⅰ單元的邏輯電路能保證在45秒鐘後，自動關機、並報警，以告知應及時排除故障。
4、當關鍵設備得到應急電源供電運行狀態時，如電網又突然來電，則應急電源立刻先被切斷，然後恢復電網對關鍵設備的正常供電。但此時柴油發電機組，是在切斷負載以後，空載運行300秒後，才使自動關機，這是符合柴油機正常停機要求而設定的控制方式。
5、裝置Ⅰ單元的邏輯電路中，還設計了柴油機故障時的自動保護停機功能，如柴油機超速，機油壓力丟失等故障時情況。
6、為保證本裝置的自動應急供電的可靠性，平常在電網未正式停電時，可以操作開關ISana或2Sana來選通，這樣管理關鍵設備的專職人員，可定時模擬電網停電，而本裝置能使應急電源作自動供電的模擬試驗，即是，使發電機組在空載情況下作模擬試驗，保證了自控裝置經常處於準應急狀態，以便一旦電網正式停電時，裝置能絕對可靠地起應急供電作用。
7、自控裝置的應急控制功能，有遙控和無人職守控制兩種操作方式，遙控，是指關鍵設備專職人員，在值班室內，利用遠距離操作邏輯單元(Ⅲ單元)，把報警器予置在準停電狀態，用Ⅲ單元內的功能開關1S1，1SI，2SI，及以功能按鈕SI1，配合指示訊號燈1Hau，1HI選通電路，使裝置處於準停電自動狀況，一旦電網失電，報警器即用聲光報警，告警值班人員，電網已停電，此時值班人員即刻撳應急按鈕1SA1，裝置即自動完成上述的應急供電功能。
無人值守控制，是指關鍵設備人員，平常在電網未停電時，除了上述把報警器予置準停電狀態以外，還要事先予置撳應急按鈕1SA1或2SA1，使自動繼電器Kau自鎖，處於無人值守自動狀態。此時一旦電網停電，裝置將全部自動按程序實現應急供電功能。
8、保留了柴油發電機組原來的手動起動急用供電的全部功能。只要功能開關1S1或2S1，配合訊號燈1Hma，選通在手動狀況，並把發電機的空氣開關QG置於分閘狀況，此時柴油發電機組一切功能可按手動操作進行。此時自控裝置不用，裝置如有故障可及時修理。
9、以上各項功能均有互鎖邏輯結構，彼此不會引起誤操作。
圖4表示出了應急電源自動保護單元，即Ⅱ單元的電路原理圖，它是由具有4個換接點的小型中間繼電器KF22，K9，K11，K12，K13，K16，K151，KDF2，超級時間繼電器K10t，插頭座X23，X24a，X25等元件，經邏輯設計而組成的接點邏輯電路。結合Ⅰ單元的電路原理圖，可實現圖3所述的第5條功能。
圖5，表示出了Ⅲ單元與Ⅳ單元之間的兩地操作聯鎖的邏輯電路原理圖，它是由按鈕1SA1，1SAO，1Ste1，1Steo，SI1，SIO，1S101，1S110，1S120，1S130，開關1S1，1Sana，1SI，2SI，1S91，1S92，訊號燈1Hno，1HGo，1HG1，1Hm1，2Hm1，1HDF1，2HDF1，1Hma，1Hau，1Hana，1HⅠ，1HⅡ，1H13，1Hch，報警器1HA，1HB熔斷器F11，插頭座X34a，X34b等元件經邏輯設計而組成的接點邏輯電路。以及是由按鈕2SA1，2SAO，2Ste1，2Steo，2S101，2S110，2S120，2S130，SⅡ1，SⅡO，開關2S1，2Sana，1SⅡ，2SⅡ，2S91，2S92訊號燈2Hno，2HGo，2HG1，1Hm2，2Hm2，1HDF2，2HDF2，2Hma，2Hau，2Hana，2HI，2HⅡ，2H13，2Hch，2H9，2H11，報警器2HA，2HB，熔斷器F12，插頭座X4ab，X4a5等元件所組成的接點邏輯電路，以及由具有4個轉換接點的小型中間繼電器Kau，Kana1～2，KⅠ，KⅡ，KA1，KA2，KB1，KB2，Kte1～Kte5，幹簧電流繼電器Krc，插頭座X4b5等元件所組成的接點邏輯電路，並與遠距操作邏輯單元，經互鎖邏輯設計，最後組成完整的聯鎖邏輯操作的接點電路。其操作聯鎖功能如下1、設Ⅲ單元為甲地操作，Ⅳ單元為乙地操作，則甲乙兩地均可應急操作柴油發電機組的自起動供電的功能，也可予置無人職守自動供電功能。也可手動操作，兩地作業系統互不幹擾。
2、一旦甲地或乙地，有一處功能開關未恢復狀態，配合訊號燈指示的狀況，具有甲地可以關閉乙地。或乙地可以關閉甲地的功能，使其恢復原始狀況。即具有甲乙兩地可以共同操作一個裝置的功能。
作為一實施例的圖2，如果關健設備是高層建築的電梯設備，則可選用功率為24KW柴油發電機組作為應急電源，其發電機為三相交流同步發電機，額定電壓為400V，頻率為50HZ，並附有蓄電池組24V一組，加上根據本實用新型設計的自控裝置一套，安裝配套用於電梯設備。如果電梯設備是無人操縱的，則遠距離操作邏輯單元，可安裝於電梯設備管理人員的值班室內，如電梯設備是有人操縱的，則該單元可以安裝於轎廂內。這樣配套安裝完畢後，即按上述功能選擇操作，可實現本裝置的全部應急供電功能。
本實施例是用於說明本實用新型的發明構思，並不是用來限制本實用新型的應用範圍，例如地面衛星站的關健設備用的柴油發電機組，也可以採用本裝置配套安裝使用。
權利要求1.一種用於關鍵設備的應急電源自控裝置，其特徵在於它是由應急電源自動供電和電網聯鎖切換邏輯單元，應急電源的自動保護單元，遠距離操作邏輯單元，裝置就地操作邏輯單元等四部分單元模塊，並在其間採用插頭座進行聯接，組成完整模塊化了的接點邏輯電路的自控裝置。
2.如權利要求1所述的，用於關鍵設備的應急電源自控裝置，其特徵在於其中所述的應急電源自動供電和電網聯鎖切換單元，是由有4個轉換接點的小型中間繼電器KA，KO，KDF1，KF12，K14，KGV2，KmV2，K1，K2，KEX，超級時間繼電器Kot，K4t1，KGV1，KGVt1，Kst，KV2t，K5t，K15t，K1t，檢測電壓訊號的電壓繼電器KmV1，KGV1，KV200，頻率繼電器KF11，KF21，電壓互感器TV，執行接觸器Km，KG1，KG2，執行電磁鐵YA，熔斷器F9，F10，插頭座X12，X13，X14，X14b，X15等元件，經過邏輯設計後而組成的接點邏輯電路。
3.如權利要求1所述的用於關鍵設備的應急電源自控裝置，其特徵在於其中所述的應急電源的自動保護單元，是由具有4個轉換接點的小型中間繼電器KF22，K9，K11，K12，K13，K16，K151，KDF2，超級時間繼電器K10t，插頭座X23，X24a，X25等元件，經邏輯設計而組成的接點邏輯電路。
4.如權利要求1所述的，用於關鍵設備的應急電源自控裝置，其特徵在於其中所述的遠距離操作邏輯單元，是由按鈕1SA1，S1，1SAO，1Ste1，1SI1，SIO，1S101，1S110，1S120，1S130，開關1S1，1Sana，1SI，2SI，1S91，1S92，訊號燈1Hno，1HGo，1HG1，1Hm1，2Hm1，1HDF1，2HDF1，1Hma，1Hau，1Hana，1HI，1HⅡ，1H13，1Hch，報警器、1HA，1HB熔斷器F11，插頭座X34a，X34b等元件經邏輯設計而組成的接點邏輯電路。
5.如權利要求1所述的，用於關鍵設備的應急電源自控裝置，其特徵在於其中所述的，裝置就地操作邏輯單元，是由按鈕2SA1，2SAO，2Stel，2Steo，2S101，2S110，2S120，2S130，SⅡ1，SⅡO，開關2S1，2Sana，1SⅡ，2SⅡ，2S91，2S92訊號燈2Hno，2HGo，2HG1，1Hm2，2Hm2，1HDF2，2HDF2，2Hma，2Hau，2Hana，2HⅠ，2HⅡ，2H13，2Hch，2H9，2H11，報警器2HA，2HB，熔斷器F12，插頭座X4ab，X4a5等元件組成的接點邏輯電路，以及由具有4個轉換接點的小型中間繼電器Kau，Kana1～2，KⅠ，Ⅱ，KA1，KA2，KB1，KB2，Ktel～Kte5，幹簧電流繼電器Krc，插頭座X4b5等元件所組成的接點邏輯電路，並與如權利要求4年述的遠距操作邏輯單元，經互鎖邏輯設計，最後組成完整的聯鎖邏輯操作的接點電路。
專利摘要一種用於關鍵設備的應急電源自控裝置。當關鍵設備，在運行中遇到電源突然中斷時，該裝置能在幾秒鐘內，使應急電源及時供電於關鍵設備，保持設備仍然正常運行，而當電網恢復供電時，又能自動切斷應急電源，使關鍵設備得到電網的正常供電，該裝置是由應急電源自動供電與電網聯鎖切換邏輯單元，應急電源的自動保護單元，遠距離操作邏輯單元，裝置就地操作邏輯單元等四部分組成。
該裝置比目前類似裝置的功能完善，電路簡單可靠，成本低廉，同時能方便地與關鍵設備原電控系統配套，不影響原設備功能。
文檔編號H02J9/06GK2149052SQ9220316
公開日1993年12月8日 申請日期1992年2月28日 優先權日1992年2月28日
發明者段敏芳, 鄒柏發 申請人:段敏芳, 鄒柏發