１常规调节器工作电源设计方案
常规设计方案中励磁装置的调节器等工作电源采用厂用电与直流电分别给开关电源供电，然后在开关电源输出侧隔离，通过二极管阻塞反向电压，再将同电压等级的输出电源并接在一起给调节器或其它设备供电，其供电模式为双电源热备，如图１所示。这样的设计方案虽然简单，有较高的可靠性，但是存在以下缺点：没有相应声光指示工作电源状态。四个开关电源中如有损坏时或直流系统或厂用电中的某一路供电出现故障后，这时励磁装置虽然能正常工作，但此时运行人员可能在较长时间不能及时发现问题。若此时再发生供电系统异常或开关电源损坏，就会造成发电机失磁的重大故障。工作电源出现故障后无法准确判断出是哪路电源出了故障，就无法在不停机的状态下更换开关电源，需停机检修更换，这样会对用户造成不必要的经济损失。
２改进后的设计方案
２．１系统原理
针对现有的设计方案暴露出的缺点，我们在２０１３年４月提出设计变更方案，进行了大量的试验工作，对新增的电源监测装置进行了长时间的烤机，最终于２０１３年６月完成成品。
２．２电源监测装置原理
开送电源监测装置的电路结构如图３。第一分压电路９包括串联连接的电阻Ｒ１和电阻Ｒ２，其的一端与基准电压（例如＋９Ｖ）连接，另一端接地，电阻Ｒ１和电阻Ｒ２的节点作为输出端输出第一参考电压至运放ＩＣ１Ｄ和运放ＩＣ１Ｂ的反相输入端。所述第二分压电路１０包括串联连接的电阻Ｒ４和电阻Ｒ５，第二分压电路１０的一端与基准电压（例如＋９Ｖ）连接，另一端接地，电阻Ｒ４和电阻Ｒ５的节点作为输出端输出第二考电压至运放ＩＣ１Ｃ和运放ＩＣ１Ａ的同相输入端。运放ＩＣ１Ｄ的同相输入端和运放ＩＣ１Ｃ的反相输入端分别通过电阻Ｒ３接入电源１，运放ＩＣ１Ｂ的同相输入端和运放ＩＣ１Ａ的反相输入端分别通过电阻Ｒ６接入电源２。运放ＩＣ１Ｄ、运放ＩＣ１Ｃ、运放ＩＣ１Ｂ、运放ＩＣ１Ａ的输出端分别通过电阻Ｒ１１、电阻Ｒ１２、电阻Ｒ１３、电阻Ｒ１４与发光二极管ＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４的阳极连接。这样，由运放ＩＣ１Ｃ、ＩＣ１Ｄ等元件组成具有迟滞特性的电压比较电路，检测＋５Ｖ（Ⅰ）（即电源１）电压是否正常，假设＋５Ｖ电压升高至＋５．５Ｖ或降低至＋４．７Ｖ电压时，运放ＩＣ１Ｃ或ＩＣ１Ｄ输出高电平，驱动发光二极管ＬＥＤ１、ＬＥＤ２发出警示。＋５Ｖ（Ⅱ）（电源２）的电压检测由运放ＩＣ１Ａ、ＩＣ１Ｂ等元件组成，原理同上。本装置还包括分别与电源３、电源４、电源５、电源６、电源７、电源８连接的光耦ＯＣ１Ａ、ＯＣ１Ｂ、ＯＣ２Ａ、ＯＣ２Ｂ、ＯＣ３Ａ、ＯＣ３Ｂ，每一光耦的输入端与待测电源连接，光耦接收端的集电极接上拉电阻，发射极接地，所述上拉电阻的一端接直流电压，另一端与发光二极管的阳极连接。以光耦ＯＣ１Ａ为例，光耦ＯＣ１Ａ的输入端通过电阻Ｒ２３接入电源３，光耦ＯＣ１Ａ接收端的集电极通过上拉电阻Ｒ１５接入直流电压（＋１２Ｖ），光耦ＯＣ１Ａ接收端的发电极接地，上拉电阻Ｒ１５的另一端与发光二极管ＬＥＤ５的阳极连接。在上述电源３的电压正常时，光耦ＯＣ１Ａ的集电极电平是零，若电源３的电压消失时，光耦ＯＣ１Ａ的集电极输出高电平，发光二极管ＬＥＤ５亦被点亮。其它光耦的连接方式和工作原理与前述相同，在此不再赘述。发光二极管ＬＥＤ１～ＬＥＤ１０的阴极与开关管Ｔ１的控制端连接，开关管Ｔ１的第一端通过继电器Ｊ１线圈接入直流电压（＋１２Ｖ），二极管Ｄ５连接在线圈的两端，开关管Ｔ１的第二端接地。开关管Ｔ１为ＮＰＮ三极管。由发光二极管ＬＥＤ１～ＬＥＤ１０构成或门电路，任何一个发光二极管被点亮后其阴极均可输出高电平，开关管Ｔ１的控制端（即ＮＰＮ三极管的基极）在得到高电平后导通，继电器Ｊ１动作，其动作接点输出故障信号。开关管Ｔ１的第一端与直流电压之间还连接一发光二极管ＬＥＤ１１，用于总故障报警。电源检测单元内部工作电源：由双路＋２４Ｖ（Ⅰ）、＋２４Ｖ（Ⅱ）经Ｄ３、Ｄ４隔离后并联给ＤＣ－ＤＣ直流变换器Ｐ１供电，Ｐ１输出＋１２Ｖ电压。电路中工作电源的＋１２Ｖ亦由＋１２Ｖ（Ⅰ）、＋１２Ｖ（Ⅱ）经Ｄ１、Ｄ２隔离后并联提供。这样整个电路的工作电源就有四路电源共同供电，可提高本电路工作的可靠性。
２．３新方案实施后的效果
通过大量的模拟故障试验与长时间烤机试验后，证明该电源设计方案稳定可靠，并且在任意开关电源不正常时均可对外发出信号警示，由此得出新方案比传统方案更智能化、安全化，能使现场调试人员及运行人员及时发现故障问题，从而及时消除其故障，避免造成更大的损失。
３结论
新设计方案与常规设计方案相比虽然成本上略有增加，但却极大提高了整个系统的运行稳定与可靠性，从长远考虑应发展新设计方案。新设计方案已在多个电站投入使用，运行至今未出现任何误报等故障，因此改进效果显著，应大力推广广东职称。
作者：胡海燕 朱云新 单位：武汉市陆水自动控制技术有限公司 长江水利委员会陆水枢纽工程局机电安装工程处
