[發明專利]加溫爐缺相保護控制系統

無效

• 申請號: 201110223738.0
• 申請日: 2011-08-05
• 公開（公告）號: CN102290781A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 湯小松;袁阿明;李國興;張建軍
• 申請（專利權）人: 西安思坦儀器股份有限公司
• 主分類號: H02H3/253
• 分類號: H02H3/253
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 徐平

技術領域

本發明涉及一種缺相保護控制系統，尤其涉及應用于感應測井儀的加溫爐缺相保護控制系統。

背景技術

感應測井儀是重要的地層電阻率測井儀器，在石油工業勘探開發中發揮著重要作用。在石油勘探測井中，一般井下最高溫度可達175℃，而感應測井儀器由于儀器尺寸較長、在高溫試驗及刻度時對環境要求又較高——儀器徑向5m，軸向兩端2m范圍內不能有鐵磁物質。因此，感應測井儀的加溫爐是整個儀器研發、生產環節中的核心設備，必須使加溫試驗系統的可靠性和三相負載安全得到保證。

發明內容

本發明的目的在于提供一種加溫爐缺相保護控制系統，使感應測井儀加溫爐可靠、安全工作。

本發明的技術解決方案是：

加溫爐缺相保護控制系統，包括缺相及中性點漂移檢測電路、采集及控制單元、保護控制電路和報警電路；所述缺相及中性點漂移檢測電路包括依次連接的穩壓濾波部分、光耦隔離部分和比較放大部分，比較放大部分的信號輸出端連接至采集及控制單元的檢測信號輸入端，采集及控制單元輸出控制信號至保護控制電路以實現電源的開關控制；

設待檢測的加溫爐負載有M個，則所述缺相及中性點漂移檢測電路共有M+3個，分別對應于加溫爐總電源的L1、L2、L3三相電壓和M個負載電源；對于負載電源，負載的A、B、C三相電源的匯合節點與中性線端子接入所述穩壓濾波部分；對于加溫爐總電源，L1、L2、L3相的端子分別與中性線的端子接入不同的缺相及中性點漂移檢測電路的穩壓濾波部分。

上述穩壓濾波部分采用兩個穩壓二極管和一個整流二極管構成兩級穩壓電路。

上述保護控制電路包括光電耦合單元和雙向可控硅，所述光電耦合單元的發光二極管一側接入所述微處理器輸出控制信號，光電耦合單元的三極管側經雙向可控硅輸出至用以開關電源的交流接觸器線圈。

本發明具有以下優點：

1、不但能夠對出現的缺相進行立即動作，切斷相應電源，還能夠實時反映出各負載電路的中性點漂移情況，便于技術人員及時處理，防患于未然。

2、本發明適用于三相四線制，能夠使加溫試驗系統的可靠性和三相負載安全得到保證。

附圖說明

圖1是本發明的系統原理圖；

圖2是本發明風機中性點漂移及缺相檢測原理圖及電路結構圖，卷揚機、加熱負載檢測電路與此相同；

圖3是本發明加溫爐總電源的L1相缺相檢測原理圖及電路結構圖，L2、L3相檢測電路與此相同；

圖4是本發明控制系統原理圖及電路結構圖，其中，(a)為控制系統原理圖，(b)為電路結構圖；在電路結構圖中，由U1B、SCR1等元器件組成的為卷揚機電源控制電路，風機和加熱負載的控制電路與此相同；圖中依次為晶振電路(時鐘振蕩電路)、復位電路、采集及控制單元、串行通訊接口、保護控制電路、缺相故障報警電路。

具體實施方式

本發明應用電子電路實現對感應加溫爐各三相電路的缺相及中性點漂移進行檢測和自動保護。本發明系統主要由缺相及中性點漂移檢測電路、采集及控制單元、保護控制電路和報警電路組成。其中檢測電路主要針對風機、卷揚機、加熱負載以及總電源的L1、L2、L3三相共6道檢測電路。

下面參照附圖對本發明加以詳細描述：

各負載(以風機為例)的中性點漂移及缺相檢測電路原理圖如圖2所示，當負載的三相電源平衡時，C1，C2，C3三個電容的節點電位很低，光耦的輸出接近于零電平，比較器U2A此時輸出高電平；當缺相或三相不平衡到一定程度時，C1，C2，C3三個電容的節點為12V幅值的脈動信號，經過電容濾波并再次穩壓后輸出6.2V直流電壓到光耦的輸入端，此時光耦輸出側飽和導通輸出接近于VCC的電源電壓，U2A輸出低電平。Rw1用來調節缺相保護的動作閾值，該檢測電路適用于三相四線制，采用光耦隔離強電，安全可靠。

端口A，B，C為三相負載的入口電源節點，端口N為中性線，VCC為+5V供電，運放輸出信號FJ_Sa(風機采樣信號)到MCU信號采集模塊；卷揚機和加熱負載保護也是相同的電路，輸出信號JYJ_Sa及JR_Sa到MCU信號采集模塊；L1、L2、L3為總的三相電源入口節點。運算放大器選擇TL072P；光耦選擇TLP521；電容C1，C2，C3為1uF/63OV?CBB電容；穩壓二極管D2，D3分別為2CW110，2CW54。

圖3為加溫爐總電源L1相缺相檢測電路，其原理與圖2所述基本相同，是用來確定總電源具體是哪一項缺相或欠壓。