[发明专利]加温炉缺相保护控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种缺相保护控制系统，尤其涉及应用于感应测井仪的加温炉缺相保护控制系统。

背景技术

感应测井仪是重要的地层电阻率测井仪器，在石油工业勘探开发中发挥着重要作用。在石油勘探测井中，一般井下最高温度可达175℃，而感应测井仪器由于仪器尺寸较长、在高温试验及刻度时对环境要求又较高——仪器径向5m，轴向两端2m范围内不能有铁磁物质。因此，感应测井仪的加温炉是整个仪器研发、生产环节中的核心设备，必须使加温试验系统的可靠性和三相负载安全得到保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加温炉缺相保护控制系统，使感应测井仪加温炉可靠、安全工作。

本发明的技术解决方案是：

加温炉缺相保护控制系统，包括缺相及中性点漂移检测电路、采集及控制单元、保护控制电路和报警电路；所述缺相及中性点漂移检测电路包括依次连接的稳压滤波部分、光耦隔离部分和比较放大部分，比较放大部分的信号输出端连接至采集及控制单元的检测信号输入端，采集及控制单元输出控制信号至保护控制电路以实现电源的开关控制；

设待检测的加温炉负载有M个，则所述缺相及中性点漂移检测电路共有M+3个，分别对应于加温炉总电源的L1、L2、L3三相电压和M个负载电源；对于负载电源，负载的A、B、C三相电源的汇合节点与中性线端子接入所述稳压滤波部分；对于加温炉总电源，L1、L2、L3相的端子分别与中性线的端子接入不同的缺相及中性点漂移检测电路的稳压滤波部分。

上述稳压滤波部分采用两个稳压二极管和一个整流二极管构成两级稳压电路。

上述保护控制电路包括光电耦合单元和双向可控硅，所述光电耦合单元的发光二极管一侧接入所述微处理器输出控制信号，光电耦合单元的三极管侧经双向可控硅输出至用以开关电源的交流接触器线圈。

本发明具有以下优点：

1、不但能够对出现的缺相进行立即动作，切断相应电源，还能够实时反映出各负载电路的中性点漂移情况，便于技术人员及时处理，防患于未然。

2、本发明适用于三相四线制，能够使加温试验系统的可靠性和三相负载安全得到保证。

附图说明

图1是本发明的系统原理图；

图2是本发明风机中性点漂移及缺相检测原理图及电路结构图，卷扬机、加热负载检测电路与此相同；

图3是本发明加温炉总电源的L1相缺相检测原理图及电路结构图，L2、L3相检测电路与此相同；

图4是本发明控制系统原理图及电路结构图，其中，(a)为控制系统原理图，(b)为电路结构图；在电路结构图中，由U1B、SCR1等元器件组成的为卷扬机电源控制电路，风机和加热负载的控制电路与此相同；图中依次为晶振电路(时钟振荡电路)、复位电路、采集及控制单元、串行通讯接口、保护控制电路、缺相故障报警电路。

具体实施方式

本发明应用电子电路实现对感应加温炉各三相电路的缺相及中性点漂移进行检测和自动保护。本发明系统主要由缺相及中性点漂移检测电路、采集及控制单元、保护控制电路和报警电路组成。其中检测电路主要针对风机、卷扬机、加热负载以及总电源的L1、L2、L3三相共6道检测电路。

下面参照附图对本发明加以详细描述：

各负载(以风机为例)的中性点漂移及缺相检测电路原理图如图2所示，当负载的三相电源平衡时，C1，C2，C3三个电容的节点电位很低，光耦的输出接近于零电平，比较器U2A此时输出高电平；当缺相或三相不平衡到一定程度时，C1，C2，C3三个电容的节点为12V幅值的脉动信号，经过电容滤波并再次稳压后输出6.2V直流电压到光耦的输入端，此时光耦输出侧饱和导通输出接近于VCC的电源电压，U2A输出低电平。Rw1用来调节缺相保护的动作阈值，该检测电路适用于三相四线制，采用光耦隔离强电，安全可靠。

端口A，B，C为三相负载的入口电源节点，端口N为中性线，VCC为+5V供电，运放输出信号FJ_Sa(风机采样信号)到MCU信号采集模块；卷扬机和加热负载保护也是相同的电路，输出信号JYJ_Sa及JR_Sa到MCU信号采集模块；L1、L2、L3为总的三相电源入口节点。运算放大器选择TL072P；光耦选择TLP521；电容C1，C2，C3为1uF/63OV CBB电容；稳压二极管D2，D3分别为2CW110，2CW54。

图3为加温炉总电源L1相缺相检测电路，其原理与图2所述基本相同，是用来确定总电源具体是哪一项缺相或欠压。