一種直跳開(kāi)入回路電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于電力繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直跳開(kāi)入回路電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技以及電力保護(hù)應(yīng)用技術(shù)的日趨成熟完善，對(duì)繼電保護(hù)裝置的可靠性和準(zhǔn) 確性要求越來(lái)越高。電網(wǎng)無(wú)故障情況下產(chǎn)生的跳閘武動(dòng)會(huì)對(duì)生產(chǎn)效率、用電設(shè)備以及關(guān)鍵 用電部門產(chǎn)生較大的影響，而有故障不跳閘產(chǎn)生的電網(wǎng)故障、設(shè)備損毀以及經(jīng)濟(jì)損失更是 不可估量。
[0003] 因此對(duì)于電力保護(hù)中直接跳閘開(kāi)入回路的要求極為嚴(yán)格：1、直跳回路的動(dòng)作時(shí)間 應(yīng)在20~35ms之間；2、直跳回路串入工頻交流時(shí)可靠不動(dòng)作；3、大于5W的直流輸入信號(hào) 電壓在額定值的55~70%時(shí)可靠動(dòng)作，并滿足《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措 施》中第15. 7. 8的要求，即所有涉及直接跳閘的重要回路應(yīng)采用動(dòng)作電壓在額定直流電源 電壓的55%~70%范圍以內(nèi)的中間繼電器，并要求其動(dòng)作功率不低于5W。
[0004]傳統(tǒng)的直跳開(kāi)入回路電路基本都是以電阻、穩(wěn)壓管、繼電器等線性器件以及光電 親合器和一部分容性器件組成，導(dǎo)致電路的復(fù)雜度大、穩(wěn)態(tài)功耗大、動(dòng)作閾值的準(zhǔn)確度不 高、后期的批量生產(chǎn)調(diào)測(cè)以及實(shí)際運(yùn)行應(yīng)用中有種種不可控因素等不足之處。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種穩(wěn)態(tài)功耗可控，動(dòng) 作時(shí)間精確抗擾度高，動(dòng)作閾值準(zhǔn)確，抗交流干擾信號(hào)能力強(qiáng)的直跳開(kāi)入回路電路。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：包括串聯(lián)設(shè)置在直跳開(kāi)入信 號(hào)端與輔助電源負(fù)極信號(hào)端之間的：
[0007] 由若干只穩(wěn)壓管串聯(lián)組成的穩(wěn)壓閾值控制電路；
[0008] 基于MOS管建立的恒流源電路；
[0009] 用于削去交流輸入負(fù)半周信號(hào)的防反接二極管電路；
[0010] 用于進(jìn)行濾波和儲(chǔ)能的電容電路；
[0011] 用于切掉不足功率負(fù)載以及輸出跳閘信號(hào)的繼電器電路。
[0012]所述的恒流源電路包括用于對(duì)MOS管門極濾波的第一電容，組成反饋網(wǎng)絡(luò)用于控 制MOS管飽和度的第一穩(wěn)壓管和第一電阻，串聯(lián)設(shè)置用于對(duì)MOS管門極限流的第二電阻和 第三電阻。
[0013]所述的穩(wěn)壓閾值控制電路包括設(shè)置在恒流源電路輸入端線路上的第二穩(wěn)壓管，以 及串聯(lián)設(shè)置在恒流源電路輸出端線路上的第三穩(wěn)壓管和第四穩(wěn)壓管。
[0014]所述的防反接二極管電路包括設(shè)置在恒流源電路輸入端線路上的第一二極管，以 及設(shè)置在恒流源電路輸出端線路上的第二二極管。
[0015]所述的電容電路包括并聯(lián)設(shè)置的第二電容和第三電容。
[0016]所述的繼電器電路包括繼電器，繼電器的線圈并聯(lián)設(shè)置在直跳開(kāi)入回路電路上。
[0017] 所述的繼電器的線圈與設(shè)置在直跳開(kāi)入回路電路上的第五穩(wěn)壓管并聯(lián)。
[0018] 所述的繼電器外接直跳開(kāi)入信號(hào)端，直跳回路輸出至跳閘保持回路的控制信號(hào) 端，輔助電源正極信號(hào)端以及輔助電源負(fù)極信號(hào)端；輔助電源負(fù)極信號(hào)端與繼電器之間設(shè) 置有用于調(diào)節(jié)負(fù)載功率閾值的電阻。
[0019] 所述的繼電器與直跳開(kāi)入信號(hào)端之間設(shè)置用于防止信號(hào)反接的第三二極管。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下的有益效果：
[0021] 1、穩(wěn)態(tài)功耗可控；
[0022] 傳統(tǒng)直跳開(kāi)入回路電路采用阻容及穩(wěn)壓管網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)輸入信號(hào)電壓U上升時(shí)， 電路中的電流I也隨之上升，故而電路功耗p=n也會(huì)隨之以二次函數(shù)上升；本實(shí)用新型 采用恒流源方法設(shè)計(jì)，當(dāng)輸入信號(hào)電壓u上升時(shí)，電路中的電流I不隨之上升，因此電路功 耗p=n僅會(huì)線性上升，做到了穩(wěn)態(tài)功耗可控，使得電路穩(wěn)定可靠。
[0023] 2、動(dòng)作時(shí)間精確抗擾度高；
[0024] 傳統(tǒng)直跳開(kāi)入回路電路采用多級(jí)電容充電的方式保證電路動(dòng)作時(shí)間，但當(dāng)輸入電 壓變化率不同或者尖峰擾動(dòng)出線時(shí)，電容充電時(shí)間也有小范圍的不可控。本實(shí)用新型采用 恒流充電方式工作，即使尖峰擾動(dòng)出現(xiàn)時(shí)，可對(duì)電路動(dòng)作時(shí)間精確控制。
[0025] 3、動(dòng)作閾值準(zhǔn)確；
[0026] 傳統(tǒng)直跳開(kāi)入回路電路閾值控制采用單個(gè)穩(wěn)壓管和線性光耦配合控制輸入動(dòng)作 閾值，在器件離散度大或線性度不好的情況下，往往必須采用元器件篩選的工藝方法保證 產(chǎn)品的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型采用多個(gè)穩(wěn)壓管串連的方法抵消補(bǔ)償了單個(gè)穩(wěn)壓管離散性的問(wèn) 題，并將動(dòng)作閾值選取在55%~70%中間，為電路動(dòng)作值提供了充足裕度空間，不僅免除 了器件篩選帶來(lái)的復(fù)雜工藝及費(fèi)用，還提升了電路的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
[0027] 4、抗交流干擾信號(hào)能力強(qiáng)；
[0028] 以二極管正向?qū)ㄌ匦韵魅ソ涣鬏斎胴?fù)半周，在正半周時(shí)向電容充電，在負(fù)半周 時(shí)電容通過(guò)繼電器線圈放電，從而精確控制繼電器線圈電壓，做到交流串入時(shí)不動(dòng)作，并且 直流輸入時(shí)動(dòng)作時(shí)間可控。
[0029] 進(jìn)一步的，本實(shí)用新型繼電器的線圈與設(shè)置在直跳開(kāi)入回路電路上的第五穩(wěn)壓管 并聯(lián)，當(dāng)穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)時(shí)，為繼電器線圈分流，起到鉗位繼電器線圈電壓的保護(hù) 功能，當(dāng)穩(wěn)壓管工作在正向?qū)▍^(qū)時(shí)，為繼電器線圈起到續(xù)流作用。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1本實(shí)用新型的電路原理示意圖；
[0031] 圖2本實(shí)用新型直流電壓輸入仿真電路圖；
[0032] 圖3本實(shí)用新型交流220V電壓輸入仿真電路圖；
[0033] 圖4本實(shí)用新型交流220V電壓輸入仿真波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明；
[0035] 參見(jiàn)圖1，端口KM+為輔助電源正極信號(hào)端；端口KM-為輔助電源負(fù)極信號(hào)端；端 口TJF為直跳開(kāi)入信號(hào)端；端口TJFO為直跳回路輸出至跳閘保持回路的控制信號(hào)端。
[0036] 本實(shí)用新型包括串聯(lián)設(shè)置在直跳開(kāi)入信號(hào)端TJF與輔助電源負(fù)極信號(hào)端KM-之間 的：穩(wěn)壓閾值控制電路，恒流源電路I，防反接二極管電路，電容電路II，繼電器電路。
[0037] 由第二穩(wěn)壓管D52、第三穩(wěn)壓管D55、第四穩(wěn)壓管D56,三個(gè)穩(wěn)壓管完成輸入動(dòng)作閾 值控制。
[0038] 由MOS管Q15、第一穩(wěn)壓管D51、第一電容C114、第一電阻R112組成恒流源電路。 其中第一電容C114對(duì)MOS管Q15門極起濾波作用；第一穩(wěn)壓管D51和第一電阻R112組成 反饋網(wǎng)絡(luò)控制MOS管Q15的飽和度；第二電阻Rl16和第三電阻Rl17對(duì)MOS管Q15起到門 極限流作用；此外，MOS管Q15源極還外接第七電阻R92。
[0039] 第二電容C47和第三電容C50起到濾波和儲(chǔ)能的作用。當(dāng)電路動(dòng)作時(shí)，恒流源以 恒定電流向它們充電。當(dāng)其電壓達(dá)到繼電器K3線圈的工作電壓時(shí)，繼電器K3才會(huì)動(dòng)作；第 二電容C47和第三電容C50并聯(lián)，負(fù)極經(jīng)第六電阻R4連接輔助電源負(fù)極信號(hào)端KM-。
[0040] 與繼電器K3線圈并聯(lián)的第五穩(wěn)壓管D6工作在反向擊穿區(qū)時(shí)，為繼電器K3的線圈 分流，起到鉗位繼電器K3線圈電壓的保護(hù)功能；當(dāng)?shù)谖宸€(wěn)壓管D6工作在正向?qū)▍^(qū)時(shí)，為 繼電器K3的線圈起到續(xù)流作用；
[0041]設(shè)置在恒流源電路I輸入端線路上的第一二極管D54和設(shè)置在輸出端線路上的 第二二極管D8起到防反接，以及削去交流輸入負(fù)半周信號(hào)的功能；
[0042] 設(shè)置在繼電器K3與直跳開(kāi)入信號(hào)端TJF之間的第三二極管D7起到防止直跳輸入 信號(hào)反接的功能；
[0043] 輔助電源負(fù)極信號(hào)端KM-與繼電器K3之間并聯(lián)設(shè)置的第四電阻R2和第五電阻 R93提供直跳輸入信號(hào)5W負(fù)載；
[0044] 繼電器K3起到切掉5W負(fù)載以及輸出跳閘信號(hào)的功能。
[0045] 參見(jiàn)圖2, 3,在仿真電路圖中，第二穩(wěn)壓管D52、第三穩(wěn)壓管D55、第四穩(wěn)壓管D56 均采用1N4754A，MOS管Q15采用IRF420,第一穩(wěn)壓管D51采用1N4741A;第一電容C114為 150pF;第一電阻R112為510D;第八電阻R6為820kQ，等效串聯(lián)的第二電阻R116和第三 電阻R117 ;第七電阻R92為47Q;第四電容C2為8yF，等效并聯(lián)的第二電容C47和第三電 容〇50;第九電阻1?3為1.921^，等效繼電器1(3線圈；第五穩(wěn)壓管06采用謂47494 ;第一二 極管D54和第二二極管D8采用1N4007。
[0046] 本實(shí)用新型輸入直流55%、70%、100%電壓時(shí)，V2分別為121V、154V和220V，仿 真結(jié)果如下表所示：
[0047]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種直跳開(kāi)入回路電路，其特征在于，包括串聯(lián)設(shè)置在直跳開(kāi)入信號(hào)端（TJF)與輔 助電源負(fù)極信號(hào)端（KM-)之間的： 由若干只穩(wěn)壓管串聯(lián)組成的穩(wěn)壓閾值控制電路； 基于MOS管（Q15)建立的恒流源電路（I ); 用于削去交流輸入負(fù)半周信號(hào)的防反接二極管電路； 用于進(jìn)行濾波和儲(chǔ)能的電容電路（II ); 用于切掉不足功率負(fù)載以及輸出跳閘信號(hào)的繼電器電路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直跳開(kāi)入回路電路，其特征在于：所述的恒流源電路（I )包 括用于對(duì)MOS管（Q15)門極濾波的第一電容（C114)，組成反饋網(wǎng)絡(luò)用于控制MOS管（Q15) 飽和度的第一穩(wěn)壓管（D51)和第一電阻（R112)，串聯(lián)設(shè)置用于對(duì)MOS管（Q15)門極限流的 第二電阻（R116)和第三電阻（R117)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直跳開(kāi)入回路電路，其特征在于：所述的穩(wěn)壓閾值控制 電路包括設(shè)置在恒流源電路（I )輸入端線路上的第二穩(wěn)壓管（D52)，以及串聯(lián)設(shè)置在恒流 源電路（I )輸出端線路上的第三穩(wěn)壓管（D55)和第四穩(wěn)壓管（D56)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直跳開(kāi)入回路電路，其特征在于：所述的防反接二極管 電路包括設(shè)置在恒流源電路（I )輸入端線路上的第一二極管（D54)，以及設(shè)置在恒流源電 路（I )輸出端線路上的第二二極管（D8)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直跳開(kāi)入回路電路，其特征在于：所述的電容電路（II )包 括并聯(lián)設(shè)置的第二電容（C47)和第三電容（C50)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直跳開(kāi)入回路電路，其特征在于：所述的繼電器電路包括繼 電器（K3)，繼電器（K3)的線圈并聯(lián)設(shè)置在直跳開(kāi)入回路電路上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的直跳開(kāi)入回路電路，其特征在于：所述的繼電器（K3)的線圈 與設(shè)置在直跳開(kāi)入回路電路上的第五穩(wěn)壓管（D6)并聯(lián)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的直跳開(kāi)入回路電路，其特征在于：所述的繼電器（K3)外接直 跳開(kāi)入信號(hào)端（TJF)，直跳回路輸出至跳閘保持回路的控制信號(hào)端（TJFO)，輔助電源正極 信號(hào)端（KM+)以及輔助電源負(fù)極信號(hào)端（KM-);輔助電源負(fù)極信號(hào)端（KM-)與繼電器（K3) 之間設(shè)置有用于調(diào)節(jié)負(fù)載功率閾值的電阻。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的直跳開(kāi)入回路電路，其特征在于：所述的繼電器（K3)與直跳 開(kāi)入信號(hào)端（TJF)之間設(shè)置用于防止信號(hào)反接的第三二極管（D7)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種直跳開(kāi)入回路電路，包括串聯(lián)設(shè)置在直跳開(kāi)入信號(hào)端與輔助電源負(fù)極信號(hào)端之間的：由若干只穩(wěn)壓管串聯(lián)組成的穩(wěn)壓閾值控制電路；基于MOS管建立的恒流源電路；用于削去交流輸入負(fù)半周信號(hào)的防反接二極管電路；用于進(jìn)行濾波和儲(chǔ)能的電容電路；用于切掉不足功率負(fù)載以及輸出跳閘信號(hào)的繼電器電路。本實(shí)用新型具有穩(wěn)態(tài)功耗可控，動(dòng)作時(shí)間精確抗擾度高，動(dòng)作閾值準(zhǔn)確，抗交流干擾信號(hào)能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
【IPC分類】H02H3-02
【公開(kāi)號(hào)】CN204578055
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520158112
【發(fā)明人】劉波, 靳小飛, 劉平, 邢偉奇, 劉鵬
【申請(qǐng)人】西電通用電氣自動(dòng)化有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年3月19日