CN201509066U - 一种具有电力监视***的发电机组电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有电力监视***的发电机组电路，其包括具有相线和零线的交流发电机；与所述交流发电机的相线和零线相连的控制器；与所述控制器相连的直流供电电路以及与所述直流供电电路和所述控制器相连的机组启动电路。其中，所述发电机组电路还包括电力监视***，所述电力监视***包括转换开关以及与所述转换开关相连的电压表及频率表，所述转换开关分别与所述交流发电机的相线和零线相连。采用本实用新型的发电机组电路，能够对发电机组的线电压、频率、电流、功率等电力情况进行实时监控，从而保护发电机组。

Description

一种具有电力监视***的发电机组电路

技术领域

本实用新型涉及发电机组，更具体地涉及一种具有电力监视***的发电机组电路。

背景技术

发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流、气流、燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产，国防，科技及日常生活中有广泛的用途。

发电机系列中的柴油发电机组是一种小型发电设备，是指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、应急柜等部件组成。整体可以固定在基础上，定位使用，亦可装在拖车上，供移动使用。柴油发电机组属非连续运行发电设备，若连续运行超过12小时，其输出功率将低于额定功率约90％。尽管柴油发电机组的功率较低，但由于其体积小、灵活、轻便、配套齐全，便于操作和维护，所以广泛应用于矿山、铁路、野外工地、道路交通维护、以及工厂、企业、医院等部门，作为备用电源或临时电源。

现有的柴油发电机组的电路一般包括：交流发电机、控制器、直流电路、运行状态监控***、机组启动电路。交流发电机为整个机组提供交流电源，控制器对发电机组的发动机的启闭，运行状态等进行控制。直流电源与控制器相连，并为其提供直流的启动电源，控制器获得启动电源后，结合机组启动电路，使机组工作。而运行状态监控***与控制器连接从而对发动机的油压、油温、转速等情况进行监控，若发生意外事件时能及时报警从而通知工作人员对所述发电机组的相关部件进行测试检修。控制器与交流发电机连接从而能够监控到其工作的电力情况。

然而，当控制器发生故障时，则无法再对电力情况进行监控。此时，若交流发电机的电力发生异常，如线电压过高，因短路而电流过大，导致功率超负时，工作人员无法直观实时监控到电力状况，则容易造成发电机组电路的损坏，更严重时存在安全隐患。

因此，亟待一种改进的具有电力监视***的发电机组电路以克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种能够对发电机组的线电压、电流及功率情况进行实时监控的具有电力监视***的发电机组电路。

本实用新型的具有电力监视***的发电机组电路，包括具有相线和零线的交流发电机；与所述交流发电机的相线和零线相连的控制器；与所述控制器相连的直流供电电路以及与所述直流供电电路和所述控制器相连的机组启动电路。其中，所述发电机组电路还包括电力监视***，所述电力监视***包括转换开关以及与所述转换开关相连的电压表及频率表，所述转换开关分别与所述交流发电机的三相线和零线相连。通过该电压表及频率表，能够对发电机组的线电压跟频率进行实时监控，从而保护发电机组。

较佳地，对应所述交流发电机的三相线，并在所述交流发电机的相线和所述转换开关之间设有保险盒。

较佳地，所述电力监视***还包括互感器和电流表，所述互感器对应所述交流发电机的相线而设，所述电流表与对应的所述互感器相连。

较佳地，所述电力监视***还包括功率表，所述功率表分别与所述交流发电机的相线以及所述电流表相连。通过电流及功率监控，能够进一步对发电机组的电力进行监控及保护。

较佳地，所述电力监视***还包括分别与对应的所述交流发电机的相线和零线相连的指示灯。该指示灯能对交流发电机的正常发电进行指示监控。

较佳地，所述交流发电机为三相交流发电机。

采用本实用新型的具有电力监视***的发电机组电路，能够对发电机组的线电压、电流及功率情况进行实时监控，从而及时发现发电机组的异常情况，以达到保护发电机组的目的。

为使本实用新型更加容易理解，下面将结合附图进一步阐述本实用新型的具体实施例。

附图说明

图1为本实用新型发电机组电路的原理框图；

图2为本实用新型发电机组电路的一个实施例的原理图；

图3为图2所示发电机组电路的电力监视***的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步说明。

参考图1及图2，本实用新型具有电力监视***的发电机组电路，包括交流发电机G1、控制器IC1、直流供电电路U1、机组启动电路U2及电力监视***MS。所述直流供电电路U1与所述控制器IC1相连，所述机组启动电路U2与该直流供电电路U1连接，并由其导通，从而为该控制器IC1提供启动电源，进而控制发电机组的动作。所述交流发电机G1为发电机组提供交流工作电源，其与该控制器IC1相连。本实用新型发电机组电路的电力监视***MS设于所述交流发电机G1及控制器IC1之间，以对发电机组的电力情况进行监控。

需要说明的是，本实施例的控制器IC1采用HGM6100芯片控制器，由于其结构为本领域技术人员所熟知，故此在此省略对其引脚结构的详细描述。

下面详细描述本实用新型发电机组电路的结构和工作原理。

参考图2，直流供电电路U1包括第一旋钮开关SB1、控制继电器KJ、电瓶GB及保险盒FU1。本实施例中，控制继电器KJ可以为电磁继电器。具体地，该第一旋钮开关SB1与该控制继电器KJ串联后分别与电瓶GB的正负极相连，保险盒FU1设于第一旋钮开关SB1和电瓶GB的正极之间。而控制继电器KJ的常开触点KJ-1与电瓶GB的负极相连。电瓶GB24V的直流电源由旋钮开关SB1控制通断，当旋钮开关SB1导通时，控制继电器KJ导通，从而使其常开触点KJ-1闭合，进而能够为控制器IC1提供正常的直流电源。如图所示，该发电机组电路还包括充电发电机G2，该充电发电机G2并联于电瓶GB的正负极之间，当发电机组启动后，该充电发电机G2对电瓶GB持续充电，以保持正常的直流启动电源。

机组启动电路U2包括马达M1、油阀YV、第二旋钮开关SB2、第一、第二、第三及第四继电器KA1-KA4。具体地，该马达M1并联于电瓶GB的正负极之间，该第一继电器KA1及其常开触点KA1-1均与马达M1相连。第二继电器KA2和第三继电器KA3分别接于控制器IC1的5号及4号引脚上，由该5号引脚控制机组马达M1的启动，4号引脚为油阀输出端，控制机组油阀YV的启动。具体地，第二继电器KA2的两个常开触点KA2-1，KA2-2并联后，一端与直流供电电路U1相连，另一端与第一继电器KA1相连。第二旋钮开关SB2与第四继电器KA4串联后与第二继电器KA2的常开触点KA2-2并联，由此，第二旋钮开关SB2直接控制第四继电器KA4的通断。而第四继电器KA4的常开触点KA4-1一端与直流供电电路U1相连，另一端与控制器IC1的直流电源输入引脚2相连。第三继电器KA3的常开触点KA3-1串联发电机组的发动机油阀YV后与控制器IC1的3号引脚相连，则发动机油阀YV的启动关闭由第三继电器KA3控制。如图2所示，该发电机组电路还包括用于检测转速信号的转速传感器SS、用于调节发动机油门大小从而调节转速的电子调速器EFC，以及执行油门调整动作的油门执行器Y1。具体地，该转速传感器SS与控制器IC1的15及16号引脚相连；该电子调速器EFC的工作电源输入1号端口通过第三继电器KA3的常开触点KA3-2与直流供电电路U1相连，其3号及4号端口与油门执行器Y1相连，其5号及6号端口与转速传感器SS相连。

由机组启动电路U2启动控制器IC工作，进而控制发动机的工作原理如下：

当直流供电电路U1正常工作时，把第二旋钮开关SB2旋至控制器运行，第二旋钮开关SB2闭合，第四继电器KA4导通，从而使常开触点KA4-1闭合，进而接入直流电源使控制器IC1启动。此时，控制器IC1的5号启动端口接通，从而使第二继电器KA2导通，其常开触点KA2-2闭合，进而使连接马达M1的第一继电器KA1的常开触点KA1-1闭合，从而启动马达。与此同时，控制器IC1的4号端口接通，由于第二继电器KA2的导通使得其与控制器IC1的4号端口的常开触点KA2-3闭合，从而导通第三继电器KA3，进而使连接在发动机油阀YV上的常开触点KA3-1闭合，此时发动机油阀被打开，使发动机供油畅通。第三继电器KA3导通的同时，其另一常开触点KA3-2闭合，使电子调速器EFC与直流供电电路U1接通以获得工作电源。此时，电子调速器EFC能够接收来自转速传感器SS的信号，接着通过油门执行器Y1进行油门的调节，实现稳定调速的功能。

继续参考图2，该发电机组还包括还包括第一、第二紧急按钮SJ1，SJ2，该第一、第二紧急按钮SJ1，SJ2的第一常闭触点SJ1-1及SJ2-1与第三继电器KA3串联，第二常闭触点SJ1-2及SJ2-2与第二继电器KA2串联。当发生紧急情况需要停机时，按下第一或第二紧急按钮SJ1，SJ2，其对应的常闭触点断开，第二继电器KA2和第三继电器KA3断开，从而使得其正处于吸合状态的常开触点KA2-1及KA2-2断开，从而使控制马达工作的第一继电器KA1停止，从而使马达停止工作；同时，由于第三继电器KA3的断开，使得其正处于吸合状态的常开触点KA3-1断开，从而使发动机油阀YV关闭。本实用新型的两个紧急按钮，保证了发电机组在每个位置能迅速让机组停机，尤其在移动电站、方舱电站、汽车电站。通过该两紧急按钮控制机组马达及油阀，以确保机组紧急停机。

再次参考图2，该发电机组电路还包括选择启动按钮J1，该选择启动按钮J1的输入端与第四继电器KA4的常闭触点KA4-4相连，其两输出端分别与第四继电器的常闭触点KA4-2，KA4-3相连后，分别与第二和第三继电器KA2，KA3相接。选择启动按钮J1用于应急启动。此应急情况为如控制器IC1因发生故障而无法启动。故此，使用该应急启动时，将第二旋钮SB2旋钮至应急档，同时按下该选择启动按钮J1。旋至应急第二旋钮SB2的应急档时，第四继电器KA4无法导通，其常闭触点KA4-4，KA4-2及KA4-3一直闭合，从而使第二、第三继电器KA2，KA3导通，进而由其常开触点KA2-1，KA2-2，KA3-1控制导通发电机组的马达M及油阀YV的工作，从而实现应急启动。

结合图1及图2，该发电机组还包括对发电机组的各种运行状态，如油压、油温、水温、转速进行监控并报警的两套监控***M1、M2。第一监控***M1与直流供电电路U1连接，其包括第一油压传感器SOP1、第一水温传感器SWT1、第一油温传感器SOT1，以及对应该第一油压传感器SOP1、第一水温传感器SWT1、第一油温传感器SWT1相连的仪表组OP、WT、OT。第一油压传感器SOP1对发电机组的润滑油压力进行监控，通过仪表OP来显示运行参数；第一水温传感器SWT1对发电机组的冷却***进行监控，其运行参数通过仪表WT显示；第一油温传感器SOT1对发电机组的润滑油温度进行监控，通过仪表OT显示运行参数。第二监控***M2则由控制器IC1监控，其包括第二水温传感器SWT2及第二油压传感器SOP2，以及分别并联在该第二水温传感器SWT2及第二油压传感器SOP2上的第一开关量S1及第二开关量S2。第二水温传感器SWT2对发电机组的冷却***进行监控，模拟数据通过控制器IC1的17引脚实施数据监控并报警，第一开关S1通过控制器IC1的20引脚实施开关监控报警；第二油压传感器SOP2对发电机组的润滑油压力进行监控，模拟数据通过控制器IC1的18引脚实施参数监控并报警，第二开关通过控制器IC10的21引脚实施开关监控报警。

此两套监控***能够实时发电机组的运作情况，当发生异常时及时发出警报，从而作出相应措施，保证了发电机组的运作安全。

以下将对本实用新型的发电机组的电力监视***MS进行详细描述。

参考图3，本实施例的交流发电机为三相交流发电机。交流发电机G1具有三相线U、V、W及零线N，该四条引线分别与控制器IC1的27-30号引脚相连。交流发电机G1的U、V、W的一次电源端对应接上三个保险盒FU2、FU3、FU4，一次电源经过该三个保险盒后获得二次电源。电力监视***MS的转换开关VS的输入端与二次电源线U1、V1、W1相连，其输出端分别接上电压表V及频率表HZ，以此来监视发电机组的线电压和频率。

电力监视***MS还包括互感器、电流表及功率表KW。具体地，互感器包括分别对应交流发电机G1的U、V、W线而设的TA1、TA2及TA3。电流表包括A1、A2、A3，其一端分别与对应的互感器TA1、TA2及TA3相连，电流表A1及A3的另一端与功率表KW连接后与控制器IC1相连，电流表A2的另一端直接与控制器IC1连接。功率表KW与交流发电机的二次电源线U1、V1、W1相连。由此，通过对电流、频率、电压及功率的参数监控，从而能够对发电机组的电力实时监控和保护。电力监视***MS还包括用于指示交流发电机G1正常工作的指示灯HL1、HL2及HL3，该指示灯的输入端分别与交流发电机G1的二次电源线U1、V1、W1相连，其输出端与零线N相接。

需要注意的是，当机组正常启动的时候，该电力监视***具有双重的监视功能，一方面能通过控制器IC1的27-30端口来显示电压及频率参数，23-26端口显示电流参数，同时即有功率参数显示；另一方面，亦能同时直接在电压表、电流表、频率表及功率表来显示。当控制器IC1发生故障而启用应急启动模式时，控制器IC1无法工作，则电力监视则由电压表、电流表、频率表及功率表直接实现。

再次参考图2，该发电机组电路还包括直流照明指示灯。如图所示，指示灯HL7-HL10并联后，与直流供电电路U1相连，其中，由一旋钮开关SB5控制其开闭。其中，HL7及HL8为方舱和消音箱的维修照明灯，HL9和HL10为防爆灯。该直流照明指示灯保证了舱内发电机组的维修照明以及外部操作照明，并且方便了电站的夜间操作。

另外，该发电机组电路还包括交流照明指示灯。如图所示，指示灯HL4-HL6并联后与交流发电机G1的二次电源线W1及零线N相连，其中，有旋钮开关SB6控制其开闭。需要说明的是，该交流照明指示灯HL4-HL6可与交流发电机G1的二次电源的任一相线连接。该指示灯HL4-HL6除照明用外，同样可用作运行监控，以监控交流发电机G1是否能正常运作。

另外，该发电机组还能为用户提供终端用电。如图2所示，交流发电机G1发电后，通过三相线及零线U、V、W、N经空气开关QF的控制输出，使得用户能得到安全、可靠、稳定的三相四线电源。同时空气开关QF有断路过流的保护功能。

本实施例以三相交流发电机为例对本实用新型的发电机组电路进行说明，易知，单相发电机等也可以采用前述的双重监视***进行监控，在前述基础上，此变换为本领域技术人员熟知，在此不再赘述。

以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。

Claims (10)

1.一种具有电力监视***的发电机组电路，包括：

具有相线和零线的交流发电机；

与所述交流发电机的相线和零线相连的控制器；

与所述控制器相连的直流供电电路；以及

与所述直流供电电路和所述控制器相连的机组启动电路；

其特征在于：所述发电机组电路还包括电力监视***，所述电力监视***包括转换开关以及与所述转换开关相连的电压表及频率表，所述转换开关分别与所述交流发电机的相线和零线相连。

2.如权利要求1所述的发电机组电路，其特征在于：对应所述交流发电机的相线，并在所述交流发电机的相线和所述转换开关之间设有保险盒。

3.如权利要求2所述的发电机组电路，其特征在于：所述电力监视***还包括互感器和电流表，所述互感器对应所述交流发电机的相线而设，所述电流表与对应的所述互感器相连。

4.如权利要求3所述的发电机组电路，其特征在于：所述电力监视***还包括功率表，所述功率表分别与所述交流发电机的相线以及所述电流表相连。

5.如权利要求4所述的发电机组电路，其特征在于：所述电力监视***还包括分别与对应的所述交流发电机的相线和零线相连的指示灯。

6.如权利要求1-5任一项所述的发电机组电路，其特征在于：所述交流发电机为三相交流发电机。

7.如权利要求6所述的发电机组电路，其特征在于：所述直流供电电路包括第一旋钮开关、控制继电器、电瓶及保险盒，所述第一旋钮开关与所述控制继电器串联后分别与所述电瓶的正负极相连，所述保险盒设于所述第一旋钮开关与所述电瓶的正极之间。

8.如权利要求7所述的发电机组电路，其特征在于：所述机组启动电路包括马达、油阀、第二旋钮开关、第一、第二、第三及第四继电器，所述马达并联于所述电瓶的正负极之间，所述第一继电器与所述马达相连，所述第二和第三继电器并联，并分别接于所述控制器上，所述第二继电器的常开触点分别与所述直流供电电路及所述第一继电器相连，所述第三继电器的第一常开触点与所述油阀串联，所述第二旋钮开关与所述第四继电器串联后与所述第二继电器的常开触点并联。

9.如权利要求8所述的发电机组电路，其特征在于：所述发电机组还包括选择启动按钮，所述选择启动按钮的输入端与所述第四继电器的第一常闭触点相连，两输出端分别与所述第四继电器的第二、第三常闭触点相连后，分别与所述第二及第三继电器相连。

10.如权利要求9所述的发电机组电路，其特征在于：所述发电机组电路还包括与所述直流供电电路相连的电子调速器、与所述控制器相连的转速传感器以及与机组油门相连的油门执行器，所述电子调速器与所述第三继电器的第二常开触点相连。

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