專(zhuān)利名稱(chēng)：高靈敏電流測(cè)控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交流電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置，特別是一種用于交流電機(jī)或有關(guān)交 流控制系統(tǒng)中，在發(fā)生過(guò)流、過(guò)載、斷相、短路等故障時(shí)切斷故障電路的電流測(cè)控器。
背景技術(shù)：
在交流電機(jī)和有關(guān)交流控制系統(tǒng)的過(guò)流、過(guò)載、斷相、短路等的保護(hù)系統(tǒng)中均接有 電流測(cè)控器，該電流測(cè)控器與繼電器配合，在線(xiàn)路發(fā)生過(guò)流、過(guò)載、斷相、短路等故障時(shí)，向 繼電器提供信號(hào)切斷故障電路，以保護(hù)供電系統(tǒng)的安全。目前的電流測(cè)控器大體可化分為二種結(jié)構(gòu)一種是機(jī)械式調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，是由磁感線(xiàn) 圈彈簧、螺桿等機(jī)械觸點(diǎn)組成整定電流調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，另一種是電子式調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，參照?qǐng)D1，它由 電流互感器、電源變壓器、整流穩(wěn)壓器、電子調(diào)節(jié)器和繼電器五大部分組成，具體的電路圖 參見(jiàn)圖2、圖3，由于該電路經(jīng)多級(jí)耦合放大、調(diào)節(jié)后再外加直流穩(wěn)壓器驅(qū)動(dòng)等，電路繁雜而 繁瑣，制造成本高，元器件愈多愈易出故障，若發(fā)生故障，不易修復(fù)，也就降低了測(cè)控器的可 靠性職能的質(zhì)量關(guān)。目前電流測(cè)控器主要元器件為電流互感器。公知的，正常工作時(shí)電流互感器的次 級(jí)線(xiàn)圈處于近似短路狀態(tài)，這教導(dǎo)人們電路互感器的次級(jí)線(xiàn)圈不能接阻抗較大的負(fù)載，上 述的電子式調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的電流測(cè)控器也遵循這一教導(dǎo)，僅把電流互感器做為隔離轉(zhuǎn)換感應(yīng)電 壓的一個(gè)媒介器件，其感應(yīng)電壓很小(在測(cè)量交變電流的大電流時(shí)，為便于二次儀表測(cè)量 需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流，我國(guó)規(guī)定電流互感器的次級(jí)線(xiàn)圈額定為5A或1A，初級(jí)線(xiàn)圈只 有幾匝，導(dǎo)線(xiàn)截面積大，串入被測(cè)電路，次級(jí)線(xiàn)圈匝數(shù)多，導(dǎo)線(xiàn)細(xì)，與阻抗較小的儀表(電流 表/功率表的電流線(xiàn)圈)構(gòu)成閉路，輸出電壓很低)，不足以驅(qū)動(dòng)后級(jí)電子調(diào)節(jié)器和繼電器 工作，所以，必須外接電源變壓器、整流穩(wěn)壓器來(lái)啟動(dòng)繼電器工作，雖然電子式調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的 電流測(cè)控器調(diào)節(jié)簡(jiǎn)便、精確、靈敏、穩(wěn)定，但價(jià)格高于機(jī)械式調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的電流測(cè)控器2 3倍 以上，所以，人們寧愿實(shí)用前者，也不愿用后者，使電子式調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的電流測(cè)控器的應(yīng)用受 到限制。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種檢測(cè)電流靈敏度高，響應(yīng)速度快、準(zhǔn)確 性高的電流測(cè)控器。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是高靈敏電流測(cè)控器，該電流測(cè)控器與繼電器JL配合使用，該電流測(cè)控器由互感變 壓器BT、前級(jí)調(diào)節(jié)電路、整流濾波電路和后級(jí)調(diào)節(jié)電路四部分構(gòu)成，所述互感變壓器BT的 初級(jí)線(xiàn)圈Ii1串接在被測(cè)電路中，次級(jí)線(xiàn)圈n2接整流濾波電路的交流輸入端，所述整流濾波 電路的輸出端與所述繼電器JL的控制輸入端電連接，所述前級(jí)調(diào)節(jié)電路串接在由所述互 感變壓器BT和整流濾波電路構(gòu)成的交流回路中，所述后級(jí)調(diào)節(jié)電路串接在由所述整流濾 波電路和繼電器幾構(gòu)成的直流回路中。
3
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述互感變壓器BT的初級(jí)線(xiàn)圈Ii1和次級(jí)線(xiàn)圈n2繞 置在XEI型硅鋼片鐵芯上，鐵芯的參數(shù)為34X24X8. 7mm，初級(jí)線(xiàn)圈Ii1的線(xiàn)徑為QZY-0. 6 1. 5mm,次級(jí)線(xiàn)圈n2的線(xiàn)徑為QZ-0. 15 0. 5mm,初級(jí)線(xiàn)圈Ii1和次級(jí)線(xiàn)圈n2的匝數(shù)比為 1 (6 15)。所述初級(jí)線(xiàn)圈Ii1最佳為50匝。所述初級(jí)線(xiàn)圈Ii1的線(xiàn)徑為0. 72mm,次級(jí)線(xiàn)圈n2的線(xiàn)徑為0. 3mm,初級(jí)線(xiàn)圈Ii1和次 級(jí)線(xiàn)圈 的匝數(shù)比最佳為1 12。所述前級(jí)調(diào)節(jié)電路主要為電位器W1,參數(shù)為WS1011-0. 5W/50K。所述后級(jí)調(diào)節(jié)電路主要為帶鎖緊功能的電位器W2,型號(hào)為WS-2型0. 5W/5. 1K。所述整流濾波電路由四只IN4007/1000V的整流二極管構(gòu)成的全橋整流器QL和并 聯(lián)在全橋整流器QL輸出端間的鉭電容Cl (用于抗干擾)，電解電容器C2構(gòu)成，其中鉭電容 Cl 的參數(shù)為CA-0. Oluf-O. luf/50V,電解電容器 C2 的參數(shù)為CD_35uf-200uf/50V。所述鉭電容Cl的參數(shù)最佳為0. luf/50V,電解電容器C2的參數(shù)最佳為 50uf/50Vo本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的高靈敏電流測(cè)控器由互感變壓器和簡(jiǎn)易的電子調(diào) 節(jié)器組成，互感變壓器一方面作為隔離轉(zhuǎn)換感應(yīng)電壓的一個(gè)媒介器件提供過(guò)流控制信號(hào)， 另一方面，互感變壓器初級(jí)線(xiàn)圈上的感應(yīng)測(cè)控到的電壓(電流)經(jīng)整流、濾波變成直流，直 接推動(dòng)繼電器的通與斷，以達(dá)到過(guò)流保護(hù)監(jiān)測(cè)回路電流之目的，省去了現(xiàn)有技術(shù)中電流測(cè) 控器的直流穩(wěn)壓電源，改變了傳統(tǒng)的電流測(cè)控器需要對(duì)后級(jí)電子調(diào)節(jié)器必須施加直流穩(wěn)壓 電源才能工作的傳統(tǒng)方案，生產(chǎn)成本降低十倍以上，本發(fā)明的電流測(cè)控器元件少，電路轉(zhuǎn)換 的環(huán)節(jié)少，電流檢測(cè)響應(yīng)速度快，電流檢測(cè)精度高(元器件也不會(huì)發(fā)熱)，對(duì)負(fù)載回路的檢 測(cè)保護(hù)可靠性、穩(wěn)定性大大提高，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電子式電流測(cè)控器元器件多，價(jià)格高，穩(wěn)定性 差的缺陷，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠、耗電少、體積小，響應(yīng)速度快，電流檢測(cè)精度和靈敏高，有 很高的生產(chǎn)效益和實(shí)用價(jià)值，主要適用于交流電機(jī)和有關(guān)交流控制系統(tǒng)的過(guò)流、過(guò)載、斷 相、短路等的保護(hù)系統(tǒng)中。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是電子式調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的電流測(cè)控器電路原理方框圖；圖2是目前的一種電子式調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的電流測(cè)控器電路原理圖；圖3是目前的另一種電子式調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的電流測(cè)控器電路原理圖；圖4是本發(fā)明的電路原理方框圖；
圖5是本發(fā)明實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D4至圖5，高靈敏電流測(cè)控器，該電流測(cè)控器主要與繼電器JL配合使用，該 電流測(cè)控器由互感變壓器BT、前級(jí)調(diào)節(jié)電路、整流濾波電路和后級(jí)調(diào)節(jié)電路四部分構(gòu)成，所 述互感變壓器BT的初級(jí)線(xiàn)圈Ii1串接在被測(cè)電路中，次級(jí)線(xiàn)圈n2接整流濾波電路的交流輸 入端，所述整流濾波電路的輸出端與所述繼電器JL的控制輸入端電連接，所述前級(jí)調(diào)節(jié)電路串接在由所述互感變壓器BT和整流濾波電路構(gòu)成的交流回路中，所述后級(jí)調(diào)節(jié)電路串 接在由所述整流濾波電路和繼電器JL構(gòu)成的直流回路中。所述互感變壓器BT的初級(jí)線(xiàn)圈Ii1和次級(jí)線(xiàn)圈n2繞置在XEI型硅鋼片鐵芯上，本 發(fā)明互感變壓器BT的參數(shù)如下1、鐵芯XEI 型硅鋼片 34X24X8. 7mm2、Um1磁感應(yīng)強(qiáng)度8000 15000高斯，最佳為9000高斯3、初級(jí)線(xiàn)圈 Ii1 線(xiàn)徑QZY-0. 6 1. 5mm，最佳選 0. 72mm4、初級(jí)線(xiàn)圈Ii1匝數(shù)40 100匝，最佳選50匝5、次線(xiàn)線(xiàn)圈n2線(xiàn)徑QZ-0. 15 0. 5mm，最佳選0. 3mm6、次級(jí)線(xiàn)圈n2匝數(shù)350 1000匝，最佳選600匝7、初級(jí)線(xiàn)圈叫、次線(xiàn)線(xiàn)圈n2匝比1 (6 15)，最佳為1 128、初級(jí)電壓、電流 Um1 = 0. 6 3V，I1 = 0. 3 IOA9、次級(jí)電壓、電流 um2 = 6 12V，I2 彡 0. 05A10、互感器額定功率1_8VA，最佳為2VA所述前級(jí)調(diào)節(jié)電路主要為電位器W1,所述后級(jí)調(diào)節(jié)電路主要為帶鎖緊功能的電位 器W2,所述整流濾波電路由四只整流二極管構(gòu)成的全橋整流器QL和并聯(lián)在全橋整流器QL 輸出端間的鉭電容Cl、電解電容器C2構(gòu)成。本發(fā)明中，上述電位器W1、電位器W2、整流二極管、鉭電容Cl和電解電容器C2的參 數(shù)如下(1)、全橋整流器QL 四只IN4007/1000V整流二極管(2)、鉭電容 Cl :CA-0. Oluf 至 0. luf/50V，最佳為 0. luf/50V(3)、電解電容器 C2 :CD-35uf 至 CD_200uf/50V，最佳為 5OufV5OV(4)、電位器(或微調(diào)電阻)Wl =WSlOll-O. 5W/50K(5)、電位器W2 :WS-2型0. 5W/5. IK (帶鎖緊功能電位器)(6)、繼電器JL :CCN21F或其它類(lèi)型繼電器DC :9V 12V本發(fā)明的工作原理是互感變壓器BT的初級(jí)線(xiàn)圖Ii1有交變電流“流過(guò)產(chǎn)生磁通， 其中一部分磁通與次級(jí)線(xiàn)圈n2相環(huán)鏈形成互感磁鏈，產(chǎn)生感應(yīng)電壓咖2(同樣互感變壓器 BT初級(jí)線(xiàn)圈Ii1形成交流電壓恤)。經(jīng)橋式整流器QL和鉭電容Cl、電解電容器C2整流濾 波形成次級(jí)交流電壓咖2，當(dāng)互感變壓器BT初級(jí)線(xiàn)圖Ii1的交變電流△ I1變化時(shí)，Um2也隨
之變化。例如，初級(jí)線(xiàn)圖叫電流增加Ai1時(shí)，次級(jí)感應(yīng)電壓Um2也增加AUm2= ^2·，若
Δ 增壓恰為繼電器JL的吸合電壓，則繼電器JL吸合，切斷控制網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載電源，達(dá)到過(guò)流保 護(hù)的目的。調(diào)節(jié)電位器W1(粗調(diào))和^ (細(xì)調(diào))的阻值(注為防止機(jī)械震動(dòng)或誤碰電位器而 變值，W1和W2電位器最好帶鎖緊功能電位器)，可改變整定電流的大小保護(hù)范圍。由于本發(fā)明的高靈敏電流測(cè)控器屬于較為精密的電器件，元器件及其參數(shù)的選擇 對(duì)電流測(cè)控器的性能好壞有直接的影響，本發(fā)明的上述電子元器件的及其參數(shù)范圍是通過(guò) 實(shí)驗(yàn)手段得到的，鉭電容Cl的作用主要為抑制電磁干擾，在靈敏度及電路穩(wěn)定性方面起著 很重要的作用，電解電容器C2主要為濾波電容。
本發(fā)明的高靈敏電流測(cè)控器由互感變壓器BT和簡(jiǎn)易的電子調(diào)節(jié)器組成，互感變 壓器BT —方面隔離轉(zhuǎn)換感應(yīng)電壓的一個(gè)媒介器件提供過(guò)流控制信號(hào)，另一方面，互感變壓 器BT初級(jí)線(xiàn)圈上的感應(yīng)測(cè)控到的電壓(電流)經(jīng)整流、濾波變成直流，直接推動(dòng)繼電器JL 的通與斷，以達(dá)到過(guò)流保護(hù)監(jiān)測(cè)回路電流之目的，省去了現(xiàn)有技術(shù)中電流測(cè)控器的直流穩(wěn) 壓電源，改變了傳統(tǒng)的電流測(cè)控器需要對(duì)后級(jí)電子調(diào)節(jié)器必須施加直流穩(wěn)壓電源才能工作 的傳統(tǒng)方案，生產(chǎn)成本降低十倍以上，本發(fā)明的電流測(cè)控器元件少，電路轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)少，電 流檢測(cè)響應(yīng)速度快，電流檢測(cè)精度高(元器件也不會(huì)發(fā)熱)，對(duì)負(fù)載回路的檢測(cè)保護(hù)可靠 性、穩(wěn)定性大大提高，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電子式電流測(cè)控器元器件多，價(jià)格高，穩(wěn)定性差的缺陷，其 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠、耗電少、體積小，響應(yīng)速度快，電流檢測(cè)精度和靈敏高，給用戶(hù)使用帶 來(lái)方便，有很高的生產(chǎn)效益和實(shí)用價(jià)值，主要適用于交流電機(jī)和有關(guān)交流控制系統(tǒng)的過(guò)流、 過(guò)載、斷相、短路等的保護(hù)系統(tǒng)中。實(shí)施例公開(kāi)的電路圖只是本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，電路的具體結(jié)構(gòu)及參數(shù)的選擇 范圍不能限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，只要是依照本發(fā)明的保護(hù)范圍所做的均等修飾與變化， 仍然屬于本發(fā)明創(chuàng)造涵蓋的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.高靈敏電流測(cè)控器，該電流測(cè)控器與繼電器幾配合使用，其特征在于所述電流測(cè)控 器由互感變壓器BT、前級(jí)調(diào)節(jié)電路、整流濾波電路和后級(jí)調(diào)節(jié)電路四部分構(gòu)成，所述互感變 壓器BT的初級(jí)線(xiàn)圈Ii1串接在被測(cè)電路中，次級(jí)線(xiàn)圈n2接整流濾波電路的交流輸入端，所述 整流濾波電路的輸出端與所述繼電器JL的控制輸入端電連接，所述前級(jí)調(diào)節(jié)電路串接在 由所述互感變壓器BT和整流濾波電路構(gòu)成的交流回路中，所述后級(jí)調(diào)節(jié)電路串接在由所 述整流濾波電路和繼電器JL構(gòu)成的直流回路中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏電流測(cè)控器，其特征在于所述互感變壓器BT的初級(jí)線(xiàn) 圈Ii1和次級(jí)線(xiàn)圈n2繞置在XEI型硅鋼片鐵芯上，所述鐵芯的參數(shù)為34X24X8. 7mm，初級(jí)線(xiàn) 圈的線(xiàn)徑為QZY-0. 6 1. 5mm，次級(jí)線(xiàn)圈Ii1的線(xiàn)徑為QZ-0. 15 0. 5mm，初級(jí)線(xiàn)圈Ii1和次級(jí) 線(xiàn)圈n2的匝數(shù)比為1 (6 15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏電流測(cè)控器，其特征在于所述初級(jí)線(xiàn)圈Ii1為50匝。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高靈敏電流測(cè)控器，其特征在于所述初級(jí)線(xiàn)圈Ii1的線(xiàn)徑 為0.72mm，次級(jí)線(xiàn)圈 的線(xiàn)徑為0.3mm，初級(jí)線(xiàn)圈Ii1和次級(jí)線(xiàn)圈n2的匝數(shù)比為1 12。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏電流測(cè)控器，其特征在于所述前級(jí)調(diào)節(jié)電路為電位器 W1,參數(shù)為 WSlOl 1-0. 5W/50K。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏電流測(cè)控器，其特征在于所述后級(jí)調(diào)節(jié)電路為帶鎖緊 功能的電位器w2，型號(hào)為WS-2型0. 5W/5. 1K。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏電流測(cè)控器，其特征在于所述整流濾波電路由四只 IN4007/1000V的整流二極管構(gòu)成的全橋整流器QL和并聯(lián)在全橋整流器QL輸出端間的鉭 電容Cl、電解電容器C2構(gòu)成，其中鉭電容Cl的參數(shù)為CA-0. Oluf-O. luf/50V，電解電容器 C2 的參數(shù)為CD-35uf-200uf/50V。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高靈敏電流測(cè)控器，其特征在于所述鉭電容Cl的參數(shù)為 0. luf/50V,電解電容器C2的參數(shù)為50uf/50V。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高靈敏電流測(cè)控器，它由互感變壓器和簡(jiǎn)易的電子調(diào)節(jié)器組成，互感變壓器一方面作為隔離轉(zhuǎn)換電壓(電流)的媒介器件提供過(guò)流測(cè)控信號(hào)，另一方面次級(jí)線(xiàn)圈上的電壓(電流)經(jīng)過(guò)整流、濾波變成直流，直接推動(dòng)繼電器的通與斷，省去了現(xiàn)有技術(shù)中電流測(cè)控器的直流穩(wěn)壓電源，生產(chǎn)成本降低十倍以上，本發(fā)明的電流測(cè)控器元件少，電路轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)少，響應(yīng)速度快，電流檢測(cè)精度高，對(duì)負(fù)載回路檢測(cè)保護(hù)的可靠性、穩(wěn)定性大大提高，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電子式電流測(cè)控器電子元器件多，價(jià)格高，穩(wěn)定性差的缺陷，有很高的生產(chǎn)效益和實(shí)用價(jià)值，適用于交流電機(jī)和有關(guān)交流控制系統(tǒng)的過(guò)流，過(guò)載，短路等的保護(hù)系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)G01R19/00GK102064518SQ201010585489
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者葉孜姿, 唐池連, 程崢嶸, 蒲濤 申請(qǐng)人:中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院