发电厂直流油泵软启动控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种发电厂直流油泵软启动控制器，包括与DCS系统连接的DCS控制系统接口端子，及与该DCS控制系统接口端子连接的继电保护单元，其特征在于：继电保护单元通过三路信号与主控制单元连接，主控制单元与降压斩波主电路单元连接，降压斩波主电路单元的输入端和输出端分别通过隔离开关和电流分流器与直流电源及油泵电机的接口端子连接，直流电源及油泵电机的接口端子与继电保护单元连接。该基于先进电力半导体器件IGBT和高频斩波技术为特征的新型直流油泵软起动控制器，用以替换传统的机械开关投切电阻式起动装置，以提高直流油泵控制系统的可靠性，降低故障率和维护工作量，为电厂发电机的安全运行提供保障。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种发电厂润滑油泵系统直流油泵启动器，特别是一种用于控制 发电厂直流油泵系统双备份中后备直流电机油泵的软启动控制器。
技术介绍
发电厂润滑油泵系统用于汽轮机轴承的润滑和密封，通常，润滑油泵采用双备份 的方式，即平时采用交流电机驱动油泵，而在交流电机由于电源故障停机时，启动另外一套 后备直流电机油泵。由于直流油泵电机在启停时会产生很大的冲击电流，不仅对电动机的 电枢绕组造成危害，严重时会造成继电保护和自动装置误动作，酿成事故。例如油泵出现故 障，会造成发电机轴承“烧瓦”事故的发生。还可能引起直流电瓶的保护装置动作，结果使 直流油泵不能正常启动。发电厂直流油泵起动控制装置目前绝大多数都采用机械开关(接 触器)投切起动电阻的方式。尽管传统的方法是采用接触器触头开关分段切除起动限流电 阻来限制起动电流，但是这种方法很容易使接触器触头被烧毁粘结，存在着开关寿命低，维 护工作量大，装置损耗大，起动速度慢等问题。解决这个问题的有效方法之一是不用机械开关，而采用先进的电力电子半导体器 件和高频斩波技术实现对电机的“软起动”。由于半导体器件没有机械触头，也不存在燃弧 的问题，因此其寿命很长。而通过高频斩波则可实现对电动机电枢电压的连续控制；另外， 通过斩波控制还能实现对电动机最大电流的限制。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种发电厂直流油泵软启动控制器，在交流电机由于电 源故障停机时，能够保证油泵系统的可靠运行。其接触器触头不存在燃弧被烧毁粘结现象， 开关寿命长，维护工作量小，起动速度快。本技术的目的是通过下述技术方案来实现的。发电厂直流油泵软启动控制器，包括与DCS系统连接的DCS控制系统接口端子，及 与该DCS控制系统接口端子连接的继电保护单元，其特征在于继电保护单元通过三路信 号与主控制单元连接，主控制单元与降压斩波主电路单元连接，降压斩波主电路单元的输 入端和输出端分别通过隔离开关和电流分流器与直流电源及油泵电机接口端子连接，直流 电源及油泵电机接口端子与继电保护单元连接，从而实现电机励磁电压的控制。本技术的进一步特征在于所述主控制单元包括与继电保护单元相连接的继电保护接口，继电保护接口与时 序发生器连接，时序发生器与积分电路连接，积分电路与脉宽调制器相连，脉宽调制器通过 隔离光耦电路与驱动保护电路连接，驱动保护电路再通过隔离光耦电路与报警故障和限流 保护电路相连，报警故障和限流保护电路与脉宽调制器连接。所述降压斩波主电路单元包括单模块主电路和双模块主电路，所述单模块主电路 由IGBT模块Gl和FRD快恢复二极管Dl模块以及一个LC滤波器连接构成；所述双模块主电路为在单模块主电路IGBT模块Gl和FRD快恢复二极管Dl模块输入端及LC滤波器的Ll 的输出端并联另一组IGBT模块G2和FRD快恢复二极管D3模块及LC滤波器L2。所述降压斩波主电路单元设置在软启动控制器箱体的风扇和散热器上。所述直流电源及油泵电机接口端子设有励磁绕组端子、直流母线正负端子、电枢 绕组正极端子及电枢绕组公共端；所述降压斩波主电路单元输入端通过隔离开关分别与直 流电源及油泵电机接口端子的直流母线正负端子连接；且直流母线正端和励磁绕组端子与 继电保护单元相连，直流母线的负端与电枢绕组的公共端短接。所述降压斩波主电路单元输出端上连接两个电流分流器，该两个电流分流器分别 与继电保护单元和主控制单元相连。本技术适用于直流油泵电机他励直流电机的启动，电枢电流将由电枢电压和 很小的电枢电阻来决定。如果电枢电压比较高，那么启动电流将非常大，结果对电机绕组和 电源造成冲击。本技术设法控制电动机的电枢电压来限制起动电流。由于直流油泵电机直接连接直流电源，为了改变电机的电枢电压，必须设法将恒 定的220V直流电源变换成受控电压源。因此采用全控型IGBT模块和快恢复二极管FRD构 成降压斩波电路，并采用高频脉宽调制技术实现这种变换。采用降压斩波技术实现电机软 起动控制，通过控制IGBT的占空比从0 100%变化，则斩波电路的输出给M的电压从零开 始逐渐上升到最大值，即可实现电机的“软起动”。另外，在控制中需要检测并反馈电机的电 枢电流，进而通过对输出电压的控制限制电机电枢电流的最大值。本技术特点在于1)用先进的电力半导体器件IGBT(降压斩波主电路单元)来替换传统的机械开 关，将之应用于发电机直流油泵电机控制中，解决了传统方式在开关过程中发生的燃弧烧 损机械触头的问题，提高了装置的可靠性，基本上实现了免维护。2)采用电力电子高频斩波技术(主控制单元与降压斩波主电路单元)代替机械开 关投切电阻的控制方式，实现油泵电机电枢电压的连续调节，避免了分级切换对发电机的 冲击，电机启动更平稳，同时也避免了传统方式由于串联电阻造成的电机起动转矩较低的 问题，从而可以实现快速启动。3)采用双模块并联均流、最大电流限制以及励磁电源控制等措施，可以大大提高 了控制器承受较大过载电流的能力。附图说明图1为直流油泵软起动控制器结构示意框图；图2为软起动控制器主控制单元结构示意框图；图3为单模块斩波电路构造原理图；图4为双模块斩波电路构造原理图。图中1、继电保护单元；2、主控制单元；3、风扇和散热器；4、降压斩波主电路单 元；5、电流分流器；6、隔离开关；7、直流电源及油泵电机接口端子；8、DCS控制系统接口端 子；9、继电保护接口 ；10、积分电路；11、脉宽调制(PWM)器；12、驱动保护电路；13、隔离光 耦电路；14、报警故障和限流保护电路；15、时序发生器。DC——200V直流电源；M——油泵直流电机；G(G1，G2)——IGBT ；D(D1、D2、D3、D4、)--决恢复二极管；L——电感；C——电容。具体实施方式如图1所示，该发电厂直流泵软启动控制器，包括与DCS系统连接的DCS控制系统 接口端子8，及与该DCS控制系统接口端子8连接的继电保护单元1，DCS控制系统接口端 子8是电厂主控制室DCS系统与直流油泵软启动控制器的连接端子，通过DCS控制系统接 口端子8将继电保护单元1与DCS系统连接起来。连接信号包括DCS系统送给软启动器的 两路信号——起动信号或停止信号，以及软启动器反馈给DCS系统的六路信号——当前工 作状态(合间状态、电压值、电流值、报警状态、电机状态、电源状态)。其中继电保护单元1通过三路信号与主控制单元2连接，主控制单元2与降压斩 波主电路单元4连接，降压斩波主电路单元4设置在软启动控制器箱体的风扇和散热器3 上。降压斩波主电路单元4的输入端和输出端分别通过隔离开关6和电流分流器5与直流 电源及油泵电机接口端子7连接，直流电源及油泵电机接口端子7与继电保护单元1连接。本启动控制器的继电保护单元1采取常规的继电保护单元。包括有启动和停止控 制电路、就地和软操控制电路、工作状态指示装置、报警控制电路、电源和风扇控制电路和 励磁控制电路。直流电源及油泵电机接口端子7设有励磁绕组端子、直流母线正负端子、电枢绕 组正端及电枢绕组公共端；所述降压斩波主电路单元4输入端通过隔离开关6分别与直流 电源及油泵电机接口端子7的直流母线正负端子连接；且直流母线正端和励磁绕组端子与 继电保护单元1相连，直流母线的负端本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．发电厂直流油泵软启动控制器，包括与ＤＣＳ系统连接的ＤＣＳ控制系统接口端子（８），及与该ＤＣＳ控制系统接口端子（８）连接的继电保护单元（１），其特征在于：继电保护单元（１）通过三路信号与主控制单元（２）连接，主控制单元（２）与降压斩波主电路单元（４）连接，降压斩波主电路单元（４）的输入端和输出端分别通过隔离开关（６）和电流分流器（５）与直流电源及油泵电机的接口端子（７）连接，直流电源及油泵电机接口端子（７）与继电保护单元（１）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾翔君，骆一萍，陈继明，申淼，申忠如，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：实用新型
国别省市：87