发电控制板的保护电路、方法及低压差燃气发电控制板与流程

本技术涉及燃气发电，进一步的涉及一种发电控制板的保护电路、方法及低压差燃气发电控制板。

背景技术：

1、天然气压差发电技术，是一种利用天然气进气口与出气口之间的管道压力差来实现发电。其基本原理是将进气口的中高压天然气经过适当的减压处理后，输入到发电机的驱动轮，将天然气的压力差能量转换为机械能，带动发电机驱动轮快速运转，利用发电机内部的定子、转子的交互运动，从而再次将机械能转化为电能，实现压差发电。

2、目前利用燃气进行压差发电的电多为交流电，且发电频率，发电功率与发电机的转速有很大的关系。受不同调压站气源流量的不同及压力差不同的影响，对燃气发电控制板有很高的要求。在压力差高且气源流量大时，发电机转速加快，输出的高电压容易超出后端负载所能承受的极限，从而导致后端负载损坏。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本技术提供一种发电控制板的保护电路、方法及低压差燃气发电控制板，避免了高电压导致后端负载损坏的问题，并提高了对后端负载保护的稳定性。

2、第一方面，本技术提供一种发电控制板的保护电路，包括：电压采样电路，用于采集发电机的输出电压；转速检测电路，用于采集所述发电机的转速；控制电路，分别与所述电压采样电路和所述转速检测电路连接，用于在所述发电机的输出电压大于第一阈值或所述发电机的转速大于预设转速时，控制所述发电机上的切断阀切断所述发电机的气源，使所述发电机停止工作。电压保护电路，与所述控制电路连接，用于在所述控制电路失效，且所述发电机的输出电压大于预设电压值时，切断所述发电机的供电。

3、以上发电控制板的保护电路，通过控制电路控制切断阀进行切断发电机气源以及电压保护电路切断发电机的输出电压向后端负载的供电，实现了对后端负载的多级保护，避免了发电机输出的高电压导致后端负载损坏的问题，并提高了对后端负载保护的稳定性。控制电路还通过发电机的转速对发电机的工作状态进行控制，提高了本方案的兼容性。

4、在一种实现中，所述预设电压值包括第二阈值，且所述电压保护电路，包括：超电压保护电路，用于在所述控制电路失效，且所述发电机的输出电压大于所述第二阈值时，切断所述发电机的供电；所述超电压保护电路，包括：第一稳压管、第一mos管、第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第四电阻、第五电阻；所述第一三极管的基极连接所述第一稳压管的阳极，所述第一三极管的集电极连接所述第一电阻，所述第一三极管的发射极接地；所述第五电阻的一端连接所述第一三极管的基极，另一端接地；所述第二电阻一端连接所述第一mos管的源极，另一端连接所述第二三极管的集电极；所述第四电阻连接在所述第一mos管和所述第二三极管之间；所述第二三极管的基极连接所述第一三极管的集电极，所述第二三极管的集电极连接所述第一mos管的栅极，且所述第二三极管的发射极接地。

5、以上发电控制板的保护电路，超电压保护电路在发电机输出电压大于第二阈值时，触发一系列保护动作。此时，第一稳压管启动工作，第一三极管在基极电压由第一稳压管和第五电阻决定的情况下导通，导致第二三极管截止。这一连锁反应导致第一mos管截止，截断了发电机的输出电压向后端vcc的传递，防止了可能对后端负载造成的损害。同时超电压保护电路在检测到发电机输出电压大于第二阈值时，能够即时响应，提高了对后端负载的保护的效率和稳定性。

6、在一种实现中，所述超电压保护电路还包括：第三电阻、第二稳压管；所述第三电阻连接在所述第一稳压管和所述第五电阻之间；所述第二稳压管的阴极连接所述第一mos管的源极，所述第二稳压管的阳极连接所述第四电阻。

7、在一种实现中，所述预设电压值包括第三阈值，且所述电压保护电路，还包括：超电流保护电路，用于在所述控制电路失效，且所述发电机的输出电压大于所述第三阈值时，切断所述发电机的供电；所述超电流保护电路，包括：保险丝和tvs二极管；所述保险丝一端连接所述第一mos管的漏极，另一端通过所述tvs二极管接地。

8、以上发电控制板的保护电路，超电流保护电路在发电机输出电压异常升高超过第三阈值时，tvs二极管d4迅速击穿短路，导致电路板电流激增，触发保险丝f1烧毁，有效切断了对后端vcc的供电，确保了在发电机切断阀损坏、控制电路失效以及超电压保护电路失灵等极端情况下，后端负载的安全。此外，即使后端负载本身出现短路，同样的保护机制也能及时切断电流，避免损害扩散，提升了整个电力系统的安全性和可靠性。

9、在一种实现中，所述电压采样电路包括：第八电阻、第十电阻、第一滤波电容；所述第八电阻连接所述控制电路的电压采样管脚；所述第十电阻一端连接所述第八电阻，另一端接地；所述第一滤波电容一端连接所述第八电阻，另一端接地。

10、在一种实现中，所述电压采样电路还包括：射极跟随器、第九电阻；所述射极跟随器的输入端连接所述第八电阻，所述第九电阻一端连接所述射极跟随器输出端，另一端连接所述控制电路的电压采样管脚。

11、在一种实现中，所述转速检测电路，包括：转速检测接口，所述转速检测接口的第二管脚与所述控制电路的第一转速检测管脚连接，所述转速检测接口的第三管脚与所述控制电路的第二转速检测管脚连接，用于将采集到的所述发电机的转速脉冲信号发送至所述控制电路。

12、在一种实现中，所述转速检测电路，还包括：第六电阻、第七电阻、第二滤波电容；所述第二滤波电容一端连接所述转速检测接口的第一管脚，另一端接地；所述第六电阻一端连接所述转速检测接口的第二管脚，另一端连接所述第二滤波电容；所述第七电阻一端连接所述转速检测接口的第三管脚，另一端连接所述第二滤波电容。

13、在一种实现中，还包括：整流电路，所述整流电路与所述发电机连接，用于将所述发电机输出的交流电变换为直流电；储能电路，所述储能电路连接在所述电压保护电路和所述控制电路之间，用于在所述发电机停止工作时，为所述控制电路供电。

14、第二方面，本技术还提供一种低压差燃气发电控制板，包括以上任一实现所述的发电控制板的保护电路。

15、第三方面，本技术还提供一种发电控制板的保护方法，使用以上任一实现所述的发电控制板的保护电路，包括：通过所述电压采样电路获取所述发电机的输出电压，以及通过所述转速检测电路获取所述发电机的转速；将所述发电机的输出电压与预设电压值进行比对，以及将所述发电机的转速与预设转速进行比对，所述预设电压值包括第一阈值、第二阈值和第三阈值；在所述发电机的输出电压大于所述第一阈值或所述发电机的转速大于预设转速时，通过所述控制电路控制所述发电机上的切断阀切断所述发电机的气源，使所述发电机停止工作；在所述控制电路失效，且所述发电机的输出电压大于第二阈值时，通过所述超电压保护电路切断所述发电机的供电；在所述超电压保护电路失效，且所述发电机的输出电压大于第三阈值时，通过所述超电流保护电路切断所述发电机的供电。

16、与现有技术相比，本发明至少具有以下一项有益效果：

17、1、通过控制电路控制切断阀进行切断发电机气源以及电压保护电路切断发电机的输出电压向后端负载的供电，实现了对后端负载的多级保护，避免了高电压导致后端负载损坏的问题，并提高了对后端负载保护的稳定性。控制电路还通过发电机的转速对发电机的工作状态进行控制，提高了本方案的兼容性。

18、2、超电压保护电路在发电机输出电压大于第二阈值时，触发一系列保护动作。此时，第一稳压管启动工作，第一三极管在基极电压由第一稳压管和第五电阻决定的情况下导通，导致第二三极管截止。这一连锁反应导致第一mos管截止，截断了发电机的输出电压向后端vcc的传递，防止了可能对后端负载造成的损害。同时超电压保护电路在检测到发电机输出电压大于第二阈值时，能够即时响应，提高了对后端负载的保护的效率和稳定性。

19、3、超电流保护电路在发电机输出电压异常升高超过第三阈值时，tvs二极管d4迅速击穿短路，导致电路板电流激增，触发保险丝f1烧毁，有效切断了对后端vcc的供电，确保了在发电机切断阀损坏、控制电路失效以及超电压保护电路失灵等极端情况下，后端负载的安全。此外，即使后端负载本身出现短路，同样的保护机制也能及时切断电流，避免损害扩散，提升了整个电力系统的安全性和可靠性。