一种双电压在线备份调压系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及发电系统的控制技术领域，具体的，涉及一种双电压在线备份调压系统以及这种系统的工作方法。

背景技术

发电机是常见的用于发电的设备，为了控制发电机输出的电压，现有的一些发电机使用电压调节器对发电机的输出电压进行控制。如果仅仅使用一个电压调节器，在电压调节器出现故障时，容易导致发电机输出的电压波动，影响后级电器的正常工作。为了确保发电机的输出电压稳定，通常设置两个电压调节器，其中一个电压调节器作为主电压调节器，另一个作为备用电压调节器，如果主电压调节器出现故障情况，将切换至备用电压调节器。

为了实现两个电压调节器的切换，现有的方式是设置一个切换单元，切换单元可以是继电器，并且设置一个控制开关，通过控制开关带动切换单元的动作，例如带动继电器的动作。然而，在一些特殊的使用环境，对供电可靠性要求比较高，但由于使用环境较为特殊，在电压调节器出现故障时，无法更换或者更换需要耗费成本、大量时间，并且对任务保障产生巨大影响，因此通过人工操作更换或者切换备用电压调节器不现实。例如，当发电机组设置在山上或者高楼的顶部，发电机距离地面的可能高达几百米设置上千米，这种使用环境下，发电机往往需要通过光缆与地面进行通信。

由于现有的方式对电压调节器的切换需要使用手动的方式进行，在特殊的使用环境下，电压调节器的切换非常困难，不利于发电机输出电压的调节。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种双电压在线备份调压系统，以解决用特殊使用环境下电压调节器切换困难的问题。

本发明还提供上述双电压在线备份调压系统的工作方法。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种双电压在线备份调压系统，包括发电机、第一电压调节器以及第二电压调节器，第一电压调节器与第二电压调节器通过切换单元向发电机输出调压信号，切换单元接收控制开关输出的第一切换信号；并且，该双电压在线备份调压系统还设置一个控制器，控制器接收发电机输出的电压信号，并且将电压信号发送至上位机，控制器接收上位机发送的控制信号，并根据控制信号向切换单元发送第二切换信号。

进一步的，切换单元包括继电器，继电器开关连接第一电压调节器或者第二电压调节器；控制器与继电器的线圈电连接。

进一步的，继电器开关的常闭触点连接至第一电压调节器，继电器开关的常开触点连接至第二电压调节器。

进一步的，控制器设置有电压采样模块，电压采样模块对发电机输出的电压信号进行采样。

进一步的，控制器与上位机通过数据传输线进行数据传输；或者控制器与上位机以无线方式进行数据传输。

进一步的，控制开关为旋钮开关或按钮或选择开关或微型断路器。

本发明提供的上述双电压在线备份调压系统的工作方法包括：控制器采集发电机输出的电压信号，将电压信号发送至上位机，上位机判断电压信号的电压值是否异常，如异常，则向控制器发送控制信号，控制器并根据控制信号向切换单元发送第二切换信号，切换单元根据第二切换信号切换向发电机输出调压信号的电压调节器。

进一步的，切换单元还接收控制开关输出的第一切换信号，切换单元根据第一切换信号切换向发电机输出调压信号的电压调节器。

进一步的，上位机判断电压信号的电压值异常时，发出报警信号。

进一步的，切换单元包括继电器，继电器开关连接第一电压调节器或者第二电压调节器；控制器并根据控制信号向切换单元发送第二切换信号包括：控制器向继电器线圈通电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过设置本地手动控制的控制开关以及远程遥控两种切换模式，当发电机的使用环境容易通过本地手动控制的方式进行电压调节器的切换时，可以通过控制开关实现两个电压调节器的切换，当发电机的使用环境特殊，不便于进行手动切换时，可以采用远程控制的方式进行切换，即使用控制器以及上位机对两个电压调节器进行切换。因此，本发明可以解决发电站运维中出现的不可控因素导致发电不正常，实际环境又无法进行维护的问题，本发明能够很好的解决这种特殊应用场景下的现实问题，具有很好的可操作性和针对性。

附图说明

图1为本发明双电压在线备份调压系统实施例的电原理框图。

图2为本发明双电压在线备份调压系统实施例的电原理图。

图3为本发明双电压在线备份调压系统的工作方法实施例的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明是一种双电压在线备份调压系统，参见图1，双电压在线备份调压系统包括发电机11、切换单元12、控制开关13、控制器15、上位机16以及两个电压调节器，分别是电压调节器21以及电压调节器22。

发电机11输出的电压信号可以被控制器15采集，控制器15内设置有电压采样模块，用于对发电机11输出的电压信号进行采样，例如采样发电机11输出的电压信号的电压值，并且将所采样的电压值发送至上位机16。上位机16可以是远程设置的计算机，上位机16判断发电机11输出的电压信号的电压值是否异常，例如电压过高或者电压过低，如果发电机11输出的电压异常，则需要通过控制器15切换当前工作的电压调节器。

两个电压调节器21、22可以向发电机11输出电压调节信号，具体的，电压调节器21与电压调节器22只有一个处于工作状态，即两个电压调节器不会同时向发电机11输出电压调节信号。电压调节器21与电压调节器22均通过切换单元12向发电机11输出电压调节信号，切换单元12是一个继电器，通过继电器的切换动作，可以实现电压调节器21与电压调节器22之间的切换。电压调节器21与电压调节器22均采用已知的电压调节器，在此不对电压调节器21、22的工作原理展开介绍。

切换单元12可以接收控制开关13输出的第一切换信号，控制开关13可以是旋钮开关或按钮或选择开关或微型断路器。另外，切换单元12还可以接收控制器15输出的第二切换信号，控制器15可以是发电机组控制器、PLC等，控制器15可用于检测发电机11输出的电压，确定电压调节器的状态。

参见图2，发电机11输出的电压信号可以被控制器15检测，控制器15与上位机16之间进行通信，例如通过光纤等数据传输线进行有线通信，或者以无线通信的方式进行数据传输，例如控制器15内设置无线通信模块，上位机16也设置无线通信模块，控制器15与上位机16通过各自的无线通信模块进行无线通信。

电压调节器21为U1，电压调节器22为U2，切换单元12包括一个继电器KA1，从图2可见，继电器KA1的常闭触点连接至电压调节器U1的两个输出端子上，继电器KA1的常开触点连接至电压调节器U2的两个输出端子上，继电器KA1的开关的固定端连接至发电机11。并且，控制器15连接至继电器KA1的线圈，因此控制器15可以向继电器KA1的线圈通电。

当控制器15没有向继电器KA1的线圈通电时，继电器KA1连接至电压调节器U1，电压调节器U1通过继电器KA1向发电机11输出电压调节信号。当控制器15向继电器KA1的线圈通电时，继电器KA1的开关动作，继电器KA1的开关切换至常开触点上，即继电器KA1的开关连接至电压调节器U2，电压调节器U2通过继电器KA1向发电机11输出电压调节信号。当控制器15停止向继电器KA1的线圈通电，继电器KA1的开关恢复到初始状态，即连接至常闭触点上，电压调节器U1通过继电器KA1向发电机11输出电压调节信号。

这样，控制器15通过向继电器KA1的线圈通电或者断电可以实现两个电压调节器的切换。

当然，控制开关13也可以实现继电器KA1的开关状态的改变，例如通过控制开关13来控制继电器KA1的线圈通电或者断电，实现手动对两个电压调节器的切换。

下面结合图3介绍双电压在线备份调压系统的工作流程。首先执行步骤S1，控制器接收发动机输出的电压信号，并且执行步骤S2，控制器对发电输出的电压信号进行采样，并且获取发电机输出的电压信号的电压值，将电压值发送至上位机。

上位机接收到控制器发送的发电机输出的电压信号的电压值后，执行步骤S3，判断发电机的电压信号是否异常，也就是电压值是否异常，例如电压值过高或者过低，如果电压值没有出现异常情况，则返回执行步骤S1，继续接收发电机输出的电压信号，也就是继续对发电机输出的电压信号进行监控。

如果发电机输出的电压信号异常，则执行步骤S4，上位机发出报警信号。例如，上位机上显示一个报警的窗口，在该窗口中显示报警的文字。或者上位机输出报警声音，例如通过语音提示的方式进行报警。当然，上位机还可以通过驱动LED灯的方式发出报警信号。

另外，上位机还执行步骤S5，向控制器发送控制信号，具体的，发出对电压调节器进行切换的控制信号。例如，上位机的显示屏上显示一个虚拟按键，当用户点击该虚拟按键后，随即向控制器发出对电压调节器进行切换的控制信号。当然，上位机也可以自动的向控制器发出对电压调节器进行切换的控制信号。

控制器接收到控制信号后，执行步骤S6，向切换单元输出第二切换信号，具体的，控制器向继电器KA1的线圈通电，改变继电器KA1的线圈的通电状态，从而使得继电器KA1的开关进行动作，实现电压调节器的切换。

当然，如果控制器还没有向继电器KA1的线圈通电前，用户已经通过手动的方式向继电器KA1的线圈通电，即用户通过控制开关13向继电器KA1的线圈加载电流，则表示用户通过手动的方式实现两个电压调节器的切换，控制器15不再向继电器KA1的线圈通电。

本发明的双电压在线备份调压系统使用两台电压调节器向发电机输出电压调节信号，即使某一台电压调节器出现故障，另一台电压调节器也可以及时启动并向发电机输出电压调节信号，确保发电机输出的电压保持稳定。另外，本发明提供两种对电压调节器切换的方式，即用户可以通过控制开关实现手动的切换，还可以由控制器采集发电机输出的电压信号，由上位机通过控制器来发出第二切换信号，实现电压调节器的远程切换，即使发电机处于高空的状态，也能够快速的对电压调节器进行切换，避免发电机输出的电压长期处于异常的状态，保证发电机输出电压的稳定性，也使得电压调节器的切换更加灵活、方便。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。