一種解決磁飽和造成脫扣異常的湧流控制器的製作方法
2023-10-19 03:07:27 1
專利名稱：一種解決磁飽和造成脫扣異常的湧流控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於湧流控制器技術領域，具體涉及一種有效解決磁飽和造成脫扣異常的湧流控制器。
技術背景浪湧也叫突波，顧名思義就是超出正常工作電壓的瞬間過電壓。本質上講，浪湧是發生在僅僅幾百萬分之一秒時間內的一種劇烈脈衝。可能引起浪湧的原因有重型設備、短路、電源切換或大型發動機。而含有浪湧阻絕裝置的產品可以有效地吸收突發的巨大能量，以保護連接設備免於受損。湧流控制器用於當開關合閘或電網處於工作狀態線路上有浪湧電流形成時，能夠實時監測線路電流並進行延時脫扣控制，防止浪湧產生開關誤動脫扣。具體要求是在工作運行時能夠實時監測電網運行中的參數，並對其通過運算控制外接分閘脫扣線圈動作。目前在湧流控制器中廣泛採用小變比電流互感器，用於對交流電進行採樣分析，其經常遇到的問題是，一次合閘到故障點時易導致鐵芯磁飽和，使得一二次傳變特性非常差，當嚴重深度飽和時，二次幾乎無輸出；此時也就不能保證湧流控制器的正常工作，需要進行瞬時脫扣保護，但是傳統湧流控制器不能及時識別出磁飽和狀態，只能進行延時脫扣甚至不脫扣，造成脫扣異常；如何有效解決因磁飽和帶來的脫扣異常問題，就成了本領域技術人員研發的亟需解決的難題。
發明內容本實用新型的目的是提供一種能夠解決上述的鐵芯磁飽和造成的脫扣異常的解決磁飽和造成脫扣異常的湧流控制器。實現本實用新型目的的技術方案是一種解決磁飽和造成脫扣異常的湧流控制器，包括設有電流互感器的三相採樣單元、穩壓直流電源單元、主中央處理單元、用於控制外接分閘脫扣線圈電路通斷的繼電器、用於控制繼電器動作的繼電器驅動單元；所述三相採樣單元的三個輸出端各自與主中央處理單元的相應一個信號輸入腳相連；其結構特點在於還包括用於識別電流互感器鐵芯是否處於磁飽和狀態的副中央處理單元；所述三相採樣單兀的三個輸出端並聯後與副中央處理單兀的一個信號輸入腳相連。上述技術方案中，所述三相採樣單元的三個輸出端並聯後串接第一分壓電阻和第二分壓電阻，所述第一分壓電阻的輸出端與副中央處理單元的信號輸入腳相連，所述第二分壓電阻的輸出端接地。上述技術方案中，所述穩壓直流電源單元具有用於作為繼電器動作電源的高電壓輸出端、和用於作為主中央處理單元電源以及副中央處理單元電源的低電壓輸出端。上述技術方案中，所述穩壓直流電源單元包括橋式整流濾波電路、三端集成穩壓器、和LC-π型濾波電路，所述三端集成穩壓器的輸入端與橋式降壓整流濾波電路的輸出端相連，所述三端集成穩壓器的輸出端與LC-π型濾波電路的輸入端相連。[0010]上述技術方案中，所述三相採樣單元的三個輸出端並聯後與LC-π型濾波電路的輸入端相連。上述技術方案中，所述主中央處理單元的一個信號輸出腳與繼電器驅動單元相連；所述副中央處理單元與主中央處理單元相連。上述技術方案中，所述繼電器驅動電路包括第一三極體、第二三極體、LED指示燈、限流電阻；所述第一三極體的基極與主中央處理單元的一個信號輸出腳相連，所述第一三極體的集電極與穩壓直流電源單元的低電壓輸出端相連，所述第一三極體的發射極與第二三極體的發射極相連後接地；所述第一三極體的集電極還在串接LED指示燈和限流電阻後與第二三極體的基極相連，所述第二三極體的集電極與繼電器線圈的一端相連；所述繼電器線圈的另一端與穩壓直流電源單元的高電壓輸出端相連。 上述技術方案中，所述繼電器線圈還並聯一個續流二極體；所述第二三極體的集電極和發射極之間還串接一個瞬態抑制二極體；所述第二三極體的基極和發射極之間還串接一個電容器；所述第一三極體的集電極串接第三電阻後與穩壓直流電源單元的低電壓輸出端相連，所述第一三極體的基極依次串接第四電阻和第五電阻後與穩壓直流電源單元的低電壓輸出端相連，且第四電阻的輸入端與主中央處理單兀的一個信號輸出腳相連。本實用新型具有積極的效果(I)本實用新型通過在傳統湧流控制器的基礎上增加了能夠識別電流互感器鐵芯是否處於磁飽和狀態的副中央處理單元，有效克服了傳統產品的不足，能夠在鐵芯處於磁飽和時發出正確的工作指令；另外，通過將三相採樣單元的輸出端並聯後再接入副中央處理單元，既能夠有效增強採樣信號強度，又可充分保證即使單相電路出現鐵芯磁飽和也能準確識別，不會漏判，有效提高了可靠性；此外，通過優化的電源處理，在因電網短路故障而造成二次電流採樣元件進入磁飽和後，仍然能使以採集的電流信號通過換能器提供給控制器的工作電源保持穩定，保證湧流控制器還能正常工作。(2)本實用新型和傳統湧流控制器相比增加了副中央處理單元和採用了低功耗、低壓降穩壓器件，在硬體設計上保證了控制器在上電時刻能快速使控制器處在有效穩定的監控狀態。副中央處理單元能快速根據採集的電流信號的變化狀態及變化速率判別是否有電網短路故障，主中央處理單元根據副中央處理單元對採集的電流信號判別的結果控制外接分閘脫扣線圈。克服了同類產品多年以來小變比電流互感器在一次合閘至故障點時不動作的難題。
圖I為本實用新型的一種結構示意圖。
具體實施方式
(實施例I)圖I為本實用新型的一種結構示意圖，顯示了本實用新型的一種具體實施方式
。本實施例是一種解決磁飽和造成脫扣異常的湧流控制器，包括設有電流互感器Tl/A、Tl/B、T1/C的三相採樣單元、穩壓直流電源單元、主中央處理單元Π、用於控制外接分閘脫扣線圈電路通斷的繼電器J1、用於控制繼電器Jl動作的繼電器驅動單元；所述三相採樣單元的三個輸出端分別與主中央處理單元的16、17、18三個信號輸入腳相連；主中央處理單元Ul根據第16、17、18三個信號腳輸入的採樣信號計算是否處於湧流、過流、缺相、短路等狀態，並通過第15腳向繼電器驅動電路輸出相應控制信號。本實施例中，外接脫扣線圈的兩端分別與圖I中的AB兩點電連接。本實施例的結構特點在於還包括用於識別電流互感器鐵芯是否處於磁飽和狀態的副中央處理單元U2 ;所述三相採樣單元的三個輸出端並聯後與副中央處理單元的一個信號輸入腳相連。所述三相採樣單元的三個輸出端分別串接二極體D10、D11、D12中的一個後並聯，然後再串接第一分壓電阻R12和第二分壓電阻R13，所述第一分壓電阻R12的輸出端與副中央處理單元U2的第6信號輸入腳相連，所述第二分壓電阻R13的輸出端接地。本實施例通過這種方式將電流採樣信號傳輸給副中央處理單元U2，U2則根據第6信號輸出腳傳來的採樣信號進行計算，並判斷鐵芯是否處於磁飽和狀態。如果認為處於磁飽和狀態，則通過信號腳傳輸給與其相連的主中央處理單元U1，由主中央處理單元Ul通過第15腳向繼電器驅動電路輸出脫扣控制信號。所述穩壓直流電源單元具有用於作為繼電器動作電源的高電壓輸出端(見圖I中的VDD引出端)、和用於作為主中央處理單元電源以及副中央處理單元電源的低電壓輸出端(見圖I中的VCC引出端)，一般來說VDD引出端電壓可以是IOV或5V，VCC引出端電壓是3V，當然也可以使其它數值電壓，但VDD引出端電壓總是高於VCC引出端電壓。所述穩壓直流電源單元包括橋式整流濾波電路、三端集成穩壓器WVlJP LC- π型濾波電路，所述橋式整流濾波電路由橋堆D4、電阻R3、濾波電容C2組成；所述三端集成穩壓器WVl的輸入端Vin與橋式降壓整流濾波電路的輸出端相連，所述三端集成穩壓器的輸出端Vout與LC-型濾波電路的輸入端相連。本實施例中，LC-型濾波電路由電容C3、電感LI、電容C4組成。所述三相採樣單元的三個輸出端並聯後與LC- π型濾波電路的輸入端相連，也即與電感LI的輸入端相連。本實施例通過這種方式提高穩壓直流電源單元的可靠性和穩定性。所述副中央處理單元U2通過其第3、4、5三隻腳分別連接主中央處理單元的第5、9、20 腳。本實施例中，所述繼電器驅動電路包括第一三極體Q1、第二三極體Q2、指示燈LED、限流電阻R8、瞬態抑制二極體TVS、第三電阻R7、第四電阻R6、第五電阻R5、電容器C9 ;所述第一三極體Ql的集電極串接第三電阻R7後與穩壓直流電源單元的低電壓輸出端VCC相連，所述第一三極體Ql的基極依次串接第四電阻R6和第五電阻R5後與穩壓直流電源單兀的低電壓輸出端VCC相連,且第四電阻R6的輸入端與主中央處理單兀Ul的第15信號輸出腳相連；所述第一三極體Ql的發射極與第二三極體Q2的發射極相連後接地；所述第一三極體Ql的集電極還在串接LED指示燈和限流電阻R8後與第二三極體Q2的基極相連，所述第二三極體Q2的集電極與繼電器Jl中線圈的一端相連；所述繼電器Jl線圈的另一端與穩壓直流電源單元的高電壓輸出端VDD相連。瞬態抑制二極體TVS串接在所述第二三極體Q2的集電極和發射極之間，電容器C9串接在第二三極體Q2的基極和發射極之間；所述繼電器Jl中的線圈與一個續流二極體D7並聯設置。本實施例具有以下優點[0029](I)本實施例通過在傳統湧流控制器的基礎上增加了能夠識別電流互感器鐵芯是否處於磁飽和狀態的副中央處理單元，有效克服了傳統產品的不足，能夠在鐵芯處於磁飽和時發出正確的工作指令；另外，通過將三相採樣單元的輸出端並聯後再接入副中央處理單元，既能夠有效增強採樣信號強度，又可充分保證即使單相電路出現鐵芯磁飽和也能準確識別，不會漏判，有效提高了可靠性；此外，通過優化的電源處理，在因電網短路故障而造成二次電流採樣元件進入磁飽和後，仍然能使以採集的電流信號通過換能器提供給控制器的工作電源保持穩定，保證湧流控制器還能正常工作。(2)本實施例和傳統湧流控制器相比增加了副中央處理單元和採用了低功耗、低壓降穩壓器件，在硬體設計上保證了控制器在上電時刻能快速使控制器處在有效穩定的監控狀態。副中央處理單元能快速根據採集的電流信號的變化狀態及變化速率判別是否有電網短路故障，主中央處理單元根據副中央處理單元對採集的電流信號判別的結果控制外接脫扣線圈。克服了同類產品多年以來小變比電流互感器在一次合閘至故障點時不動作的難題。 顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而並非是對本實用新型的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬於本實用新型的實質精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種解決磁飽和造成脫扣異常的湧流控制器，包括設有電流互感器的三相採樣單元、穩壓直流電源單元、主中央處理單元、用於控制外接分閘脫扣線圈電路通斷的繼電器、用於控制繼電器動作的繼電器驅動單元；所述三相採樣單元的三個輸出端各自與主中央處理單元的相應一個信號輸入腳相連； 其特徵在於還包括用於識別電流互感器鐵芯是否處於磁飽和狀態的副中央處理單元；所述三相採樣單元的三個輸出端並聯後與副中央處理單元的一個信號輸入腳相連。
2.根據權利要求I所述的解決磁飽和造成脫扣異常的湧流控制器，其特徵在於所述三相採樣單元的三個輸出端並聯後串接第一分壓電阻和第二分壓電阻，所述第一分壓電阻的輸出端與副中央處理單元的信號輸入腳相連，所述第二分壓電阻的輸出端接地。
3.根據權利要求I所述的解決磁飽和造成脫扣異常的湧流控制器，其特徵在於所述穩壓直流電源單元具有用於作為繼電器動作電源的高電壓輸出端、和用於作為主中央處理單元電源以及副中央處理單元電源的低電壓輸出端。
4.根據權利要求3所述的解決磁飽和造成脫扣異常的湧流控制器，其特徵在於所述穩壓直流電源單元包括橋式整流濾波電路、三端集成穩壓器、和LC-π型濾波電路，所述三端集成穩壓器的輸入端與橋式降壓整流濾波電路的輸出端相連，所述三端集成穩壓器的輸出端與LC-π型濾波電路的輸入端相連。
5.根據權利要求4所述的解決磁飽和造成脫扣異常的湧流控制器，其特徵在於所述三相採樣單元的三個輸出端並聯後與LC-Ji型濾波電路的輸入端相連。
6.根據權利要求I所述的解決磁飽和造成脫扣異常的湧流控制器，其特徵在於所述主中央處理單元的一個信號輸出腳與繼電器驅動單元相連；所述副中央處理單元與主中央處理單元相連。
7.根據權利要求I所述的解決磁飽和造成脫扣異常的湧流控制器，其特徵在於所述繼電器驅動電路包括第一三極體、第二三極體、LED指示燈、限流電阻；所述第一三極體的基極與主中央處理單元的一個信號輸出腳相連，所述第一三極體的集電極與穩壓直流電源單元的低電壓輸出端相連，所述第一三極體的發射極與第二三極體的發射極相連後接地；所述第一三極體的集電極還在串接LED指示燈和限流電阻後與第二三極體的基極相連，所述第二三極體的集電極與繼電器線圈的一端相連；所述繼電器線圈的另一端與穩壓直流電源單元的高電壓輸出端相連。
8.根據權利要求7所述的解決磁飽和造成脫扣異常的湧流控制器，其特徵在於所述繼電器線圈還並聯一個續流二極體；所述第二三極體的集電極和發射極之間還串接一個瞬態抑制二極體；所述第二三極體的基極和發射極之間還串接一個電容器；所述第一三極體的集電極串接第三電阻後與穩壓直流電源單元的低電壓輸出端相連，所述第一三極體的基極依次串接第四電阻和第五電阻後與穩壓直流電源單元的低電壓輸出端相連，且第四電阻的輸入端與主中央處理單元的一個信號輸出腳相連。
專利摘要本實用新型公開了一種解決磁飽和造成脫扣異常的湧流控制器，包括設有電流互感器的三相採樣單元、穩壓直流電源單元、主中央處理單元、用於控制外接分閘脫扣線圈電路通斷的繼電器、用於控制繼電器動作的繼電器驅動單元；所述三相採樣單元的三個輸出端各自與主中央處理單元的相應一個信號輸入腳相連；其結構特點在於還包括用於識別電流互感器鐵芯是否處於磁飽和狀態的副中央處理單元；所述三相採樣單元的三個輸出端並聯後與副中央處理單元的一個信號輸入腳相連。本實用新型能夠有效解決傳統的鐵芯磁飽和造成的脫扣異常問題。
文檔編號H02H3/10GK202633897SQ20112050669
公開日2012年12月26日 申請日期2011年12月8日 優先權日2011年12月8日
發明者施孟偉 申請人:施孟偉