消磁電源柜輸入缺相報(bào)警分析及改進(jìn)設(shè)計(jì)

余錫斌，魏文新

（海軍駐桂林地區(qū)軍事代表室，桂林 541002）

0 引言

某新型消磁電源柜，屬新研制的最新一代智能型消磁電源，具有在設(shè)備輸出過(guò)電流、缺相和設(shè)備自身故障等各種故障發(fā)生時(shí)，提供故障顯示、報(bào)警和保護(hù)功能。但在初次裝艦后的系泊試驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)輸入電源缺A相時(shí)，監(jiān)控模塊報(bào)警顯示“1～N#電源模塊故障”，而在缺B或C相時(shí)，監(jiān)控模塊報(bào)警卻顯示“1～N#電源模塊通訊故障”的不一樣現(xiàn)象。

1 原因分析

1.1 電源柜配電設(shè)計(jì)原理分析

原電源柜主回路供電控制線路如圖1所示。圖中，KM1為控制繼電器，由監(jiān)控模塊控制接觸器控制其通斷，上電后KM1吸合。KM為主回路電源模塊供電接觸器，因接觸器KM的控制線圈由B相和C相兩相供電，當(dāng)B相或C相缺相時(shí)，接觸器KM不能吸合，致使消磁電源模塊都不能上電工作。通過(guò)以上分析，我們認(rèn)為電源柜配電設(shè)計(jì)不合理。

1.2 監(jiān)控模塊缺相報(bào)警設(shè)計(jì)原理分析

其工作原理為：當(dāng)有缺相時(shí)，AB、BC、CA有零壓出現(xiàn)，圖中HM231（D10）的11腳由低電平變?yōu)楦唠娖剑怦頓5導(dǎo)通，缺相告警指示VD6亮，HM231（D10）的8腳由高電平變?yōu)榈碗娖剑珼11導(dǎo)通動(dòng)作，光耦D11送出缺相告警信號(hào)給后級(jí)缺相動(dòng)作電路，以實(shí)現(xiàn)缺相告警功能[1-3]。當(dāng)從設(shè)備中取出含缺相報(bào)警電路的電源插件,使插件外殼不與船體相連時(shí)，可正常缺相報(bào)警；而插件外殼與船體相連時(shí)，不能正常報(bào)警。經(jīng)分析判定，這種現(xiàn)象與缺相報(bào)警電路并聯(lián)的電路有關(guān)。

將KM接觸器線圈的控制電源由交流改為直流，D1為三相整流橋，將輸入交流電源整流為直流電。R2為降壓電阻，將整流后的直流電壓降低到接觸器線圈正常工作范圍內(nèi)。C1、C2為兩個(gè)串接的電解電容，為接觸器吸合瞬間提供較大的啟動(dòng)電流。R1并接在電容兩端，通過(guò)接觸器KM的常閉觸點(diǎn)，在接觸器斷開(kāi)時(shí)給電容放電，以實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)接觸器能斷開(kāi)、吸合正常工作，達(dá)到兩舷電源轉(zhuǎn)換時(shí)間要求。D2為續(xù)流二極管，起保護(hù)作用。如圖8所示。

采用此方案線路，給接觸器KM的控制線圈供電，實(shí)現(xiàn)控制接觸器KM通斷的目的[6]。

2.2 監(jiān)控模塊缺相報(bào)警的改進(jìn)

將原來(lái)以缺相時(shí)缺相腳為“0”判斷缺相，改為缺相時(shí)輸入信號(hào)下降作為缺相判定條件。具體原理如圖9所示：

A～、B～、C～為三相電源的輸入，VD27、VD26、VD29與圖 2的VD12、VD16、VD17組成三相整流電路，AC-SAMP為平均值取信號(hào)，當(dāng)三相輸入電源工作正常時(shí)，AC-SAMP取樣信號(hào)大于VR基準(zhǔn)電壓，D7比較器輸出低電平信號(hào)，光耦D5和D8不導(dǎo)通，缺相告警紅燈VD38不亮，監(jiān)控信號(hào)IN-D4保持高電平，監(jiān)控正常；當(dāng)輸入電源缺相時(shí)，A～、B～、C～至少有一路電壓幅值降低，AC-SAMP取樣信號(hào)小于 VR基準(zhǔn)電壓，D7比較器輸出高電平信號(hào)，光耦D5和D8導(dǎo)通，缺相告警紅燈VD38亮，監(jiān)控信號(hào)IN-D4被拉低，監(jiān)控輸出缺相告警信息，此時(shí)不論機(jī)殼接地線、接零線都能做出正常缺相告警[7]。

3 結(jié)論

電源柜輸入電源經(jīng)三相調(diào)壓器輸入，工作在380 V±10%的的正常電壓范圍內(nèi)分別缺A相、缺B相、缺C相和不缺相時(shí)，主電路接觸器應(yīng)能正常吸合，電源模塊能正常供電。輸入電源在機(jī)柜接地線接地、接零、懸浮等狀態(tài)下分別缺A相、缺B相、缺C相和不缺相時(shí)，檢驗(yàn)缺相報(bào)警結(jié)果：缺任一相時(shí)，監(jiān)控模塊兩塊供電電源插件上的“缺相”指示燈亮，電源模塊故障指示燈亮，監(jiān)控告警顯示“交流輸入缺相”，不缺相時(shí)燈不亮，電源模塊正常工作，表明改進(jìn)后的告警電路能正確報(bào)警，達(dá)到原設(shè)計(jì)要求。

[1] 高玉奎. 常用新型電子元器件. 北京:中國(guó)電力出版社, 2012.

[2] 風(fēng)村迪夫著；王玲、徐雅珍、李武平譯. OP放大電路設(shè)計(jì)[M]. 北京:科學(xué)出版社，2004.

[3] 李宏. 電力電子設(shè)備用器件與集成電路應(yīng)用指南.北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2001.

[4] 于占河. 電路基礎(chǔ)知識(shí). 北京: 電子工業(yè)出版社,2003.

[5] 霍亮生. 電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京: 清華大學(xué)出版社,2006.

[6] 陽(yáng)鴻鈞等編著. 特殊元器件應(yīng)用與檢測(cè). 北京:中國(guó)電力出版社, 2010.

[7] 王兆安、劉進(jìn)軍. 電力電子技術(shù). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2011.