電站事故照明切換電路設計

王文恒

(包頭職業技術學院，內蒙古包頭014000)

1 引言

事故照明切換電路設計，在正常情況下照明由交流回路380V提供照明，當發生事故時，由直流220V投入運行提供照明。其中電站在交直流切換中都是利用各自連接公共母線實現可靠供電。本次設計為完善切換電路，加入了報警控制電路，利用這個電路實現對交直流切換過程的報警，使得電站事故照明切換電路更加完善。

2 主要元器件特性

2.1 電阻、電容

電阻是所有電路中使用最多的元件之一。在物理學中，用電阻來表示導體對電流阻礙作用的大小。導體的電阻越大，表示導體對電流的阻礙作用越大。不同的導體，電阻一般不同，電阻是導體本身的一種特性。電容(或稱電容量)是表現電容器容納電荷本領的物理量。它是一種靜態電荷存儲介質，可能電荷會永久存在。

2.2 熔斷器

熔斷器稱為保險絲，是一種保證電路安全運行的電器元件。熔斷器其實就是一種短路保護器，廣泛用于配電系統和控制系統，主要進行短路保護或嚴重過載保護。

2.3 隔離開關

隔離開關是高壓開關電器中使用最多的一種電器，隔離開關用于各級電壓，用作改變電路連接或使線路或設備與電源隔離。

2.4 電磁繼電器

電磁繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(又稱輸入回路)和被控制系統(又稱輸出回路)，通常應用于自動控制電路中。

2.5 晶體管

晶體管(transistor)是一種固體半導體器件，可以用于檢波、整流、放大、開關、穩壓、信號調制和許多其它功能。

2.6 555 定時器

555定時器是一種模擬和數字功能相結合的中規模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為 555，用CMOS工藝制作的稱為7555，除單定時器外，還有對應的雙定時器556/7556。555定時器的電源電壓范圍寬，可在4.5～16V工作，7555可在 3～18V工作，輸出驅動電流約為200 mA，因而其輸出可與TTL、CMOS或者模擬電路電平兼容。555定時器，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現多諧振蕩器、單穩態觸發器特觸發器等脈沖產生與變換電路。它也常作為定時器廣泛應用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。

2.7 計數器

計數器是一種非常典型應用很廣的時序電路，計數器不僅能統計輸入時鐘脈沖的個數，還能用于分頻，定時、產生節拍脈沖等。計數器的類型很多，按計數器時鐘脈沖引入方式和觸發器翻轉時序的異同，可分為二進制計數器、二－十進制計數器和任意進制計數器。

二進制加法計數器運用起來比較簡潔方便，結構圖和原理圖也比其它進制的簡單明了，但二進制表示一個數時，位數一般比較長。十進制是我們日常生活中經常用到的，不用轉換，所以設計十進制加法計數器比設計二進制加法計數器應用廣泛，加法器是以數據的累加過程，對我們的生活有一個積極地促進作用。

74LS161是可編程中規模同步4位二進制加法計數器，其中，Q3、Q2、Q1、Q0 為計數狀態輸出端，C 為進位輸出端，EP，ET為計數控制端，LD為預置數控制端，D3、D2、D1、D0為預置數輸入端，RD為異步置零控制端，CP為計數脈沖輸入端。

2.8 數字顯示譯碼器

在數字系統中，譯碼器的功能是將一種數碼變換成另一種數碼。譯碼器的輸出狀態是其輸入變量各種組合的結果。譯碼器的輸出既可以用于驅動或控制系統其他部分，也可驅動顯示器，實現數字、符號的顯示。顯示譯碼包括驅動液晶顯示器(LCD)、發光二極管(LED)、熒光數碼管等。數碼譯碼主要是用來完成各種碼制之間的轉換。例如可用來完成BCD－十進制數、十進制數－BCD之間數制的轉換。把所使用的每一種二進制代碼狀態都賦于特定的含義，表示一個特定的信號或對象，叫編碼。如用四位二進制數的0000～1001這十種狀態，分別表示0～9這十個十進制數碼，稱為8421編碼。反過來把代碼的特定含義翻譯出來，稱為譯碼。

3 事故照明切換電路設計

電路如圖1所示，給事故照明負荷。PV、PA為直流監視儀對于變電站，事故照明正常時由交流電源供電，當交流電源失電時，經事故照明切換裝置自動切換為直流電。事故照明切換電路如圖一所示，KV1－KV3為電源監視繼電器，當交流電源消失時，KV1－KV3失電，一方面其常開觸點斷開，km1失勵，斷開交流電源，另一方面其常閉觸點返回閉合，啟動接觸器 km2.km2帶電起勵后常開觸點閉合，同時啟動直流接觸器 k m3，自動投入直流電源，供給事故照明負荷PA、PV為直流監視儀。

正常供電時指示燈HG亮，當交流失電時，指示燈HR亮，k m3得電，k m3的常開觸點閉合 km4線圈得電，km4的常開觸點閉合，報警器接通，當發出報警信號后，需要人工復位，按下復位按鈕SB1，km5得電，km5常開觸點閉合，形成自鎖，km4線圈失電，停止報警。

圖1 事故照明切換電路

4 電路設計的拓展

在本電路設計的基礎之上，可以再加一部分計數顯示電路，即可以把每月或者每年發生故障的次數記錄并顯示出來。所用元器件為計數器、譯碼顯示器等。方法為在事故照明切換電路要提供直流電的220V直流電源處，通過一個滑動變阻器接計數器，然后再連接譯碼器顯示器。

因為十進制計數器的有效狀態位為10個，而74LS161的有效狀態位為16個，所以用十六進制計數器構成十進制計數器時只需要保持10個狀態位即可，又因為74LS161計數器計到0000或者1111又進位標志，所以選擇其一進行保留，在應用同步置數或者異步清零的方法使其循環即可。計算機在處理各種文字符號或數碼時，必須把這些信息進行二進制編碼，在編碼時所使用的第一種二進制編碼狀態都賦予了特定的含義，即表示一個確定的信號或者對象，實現這種功能的電路叫編碼器，如用于鍵盤的BCD碼，ASCII碼編碼器等。譯碼器可以將輸入代碼的狀態翻譯成相應的輸出信號，以高、低電平的形式在各自的輸出端口送出，以表示其意愿。譯碼器有多個輸入端和多個輸出端。假如輸入的端個數為n，每個輸出端只能有兩個狀態，則輸出端個數最多有2n個。

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