高靈敏電流測控器的製作方法

2023-06-10 04:55:26

專利名稱：高靈敏電流測控器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種交流電力系統繼電保護裝置，特別是一種用於交流電機或有關交 流控制系統中，在發生過流、過載、斷相、短路等故障時切斷故障電路的電流測控器。
背景技術：
在交流電機和有關交流控制系統的過流、過載、斷相、短路等的保護系統中均接有 電流測控器，該電流測控器與繼電器配合，在線路發生過流、過載、斷相、短路等故障時，向 繼電器提供信號切斷故障電路，以保護供電系統的安全。目前的電流測控器大體可化分為二種結構一種是機械式調節結構，是由磁感線 圈彈簧、螺杆等機械觸點組成整定電流調節結構，另一種是電子式調節結構，參照圖1，它由 電流互感器、電源變壓器、整流穩壓器、電子調節器和繼電器五大部分組成，具體的電路圖 參見圖2、圖3，由於該電路經多級耦合放大、調節後再外加直流穩壓器驅動等，電路繁雜而 繁瑣，製造成本高，元器件愈多愈易出故障，若發生故障，不易修復，也就降低了測控器的可 靠性職能的質量關。目前電流測控器主要元器件為電流互感器。公知的，正常工作時電流互感器的次 級線圈處於近似短路狀態，這教導人們電路互感器的次級線圈不能接阻抗較大的負載，上 述的電子式調節結構的電流測控器也遵循這一教導，僅把電流互感器做為隔離轉換感應電 壓的一個媒介器件，其感應電壓很小(在測量交變電流的大電流時，為便於二次儀表測量 需要轉換為比較統一的電流，我國規定電流互感器的次級線圈額定為5A或1A，初級線圈只 有幾匝，導線截面積大，串入被測電路，次級線圈匝數多，導線細，與阻抗較小的儀表(電流 表/功率表的電流線圈)構成閉路，輸出電壓很低)，不足以驅動後級電子調節器和繼電器 工作，所以，必須外接電源變壓器、整流穩壓器來啟動繼電器工作，雖然電子式調節結構的 電流測控器調節簡便、精確、靈敏、穩定，但價格高於機械式調節結構的電流測控器2 3倍 以上，所以，人們寧願實用前者，也不願用後者，使電子式調節結構的電流測控器的應用受 到限制。

發明內容
為了克服現有技術的不足，本發明提供一種檢測電流靈敏度高，響應速度快、準確 性高的電流測控器。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是高靈敏電流測控器，該電流測控器與繼電器JL配合使用，該電流測控器由互感變 壓器BT、前級調節電路、整流濾波電路和後級調節電路四部分構成，所述互感變壓器BT的 初級線圈Ii1串接在被測電路中，次級線圈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，所述前級調節電路串接在由所述互 感變壓器BT和整流濾波電路構成的交流迴路中，所述後級調節電路串接在由所述整流濾 波電路和繼電器幾構成的直流迴路中。
3
作為本發明的進一步改進，所述互感變壓器BT的初級線圈Ii1和次級線圈n2繞 置在XEI型矽鋼片鐵芯上，鐵芯的參數為34X24X8. 7mm，初級線圈Ii1的線徑為QZY-0. 6 1. 5mm,次級線圈n2的線徑為QZ-0. 15 0. 5mm,初級線圈Ii1和次級線圈n2的匝數比為 1 (6 15)。所述初級線圈Ii1最佳為50匝。所述初級線圈Ii1的線徑為0. 72mm,次級線圈n2的線徑為0. 3mm,初級線圈Ii1和次 級線圈 的匝數比最佳為1 12。所述前級調節電路主要為電位器W1,參數為WS1011-0. 5W/50K。所述後級調節電路主要為帶鎖緊功能的電位器W2,型號為WS-2型0. 5W/5. 1K。所述整流濾波電路由四隻IN4007/1000V的整流二極體構成的全橋整流器QL和並 聯在全橋整流器QL輸出端間的鉭電容Cl (用於抗幹擾)，電解電容器C2構成，其中鉭電容 Cl 的參數為CA-0. Oluf-O. luf/50V,電解電容器 C2 的參數為CD_35uf-200uf/50V。所述鉭電容Cl的參數最佳為0. luf/50V,電解電容器C2的參數最佳為 50uf/50Vo本發明的有益效果是本發明的高靈敏電流測控器由互感變壓器和簡易的電子調 節器組成，互感變壓器一方面作為隔離轉換感應電壓的一個媒介器件提供過流控制信號， 另一方面，互感變壓器初級線圈上的感應測控到的電壓(電流)經整流、濾波變成直流，直 接推動繼電器的通與斷，以達到過流保護監測迴路電流之目的，省去了現有技術中電流測 控器的直流穩壓電源，改變了傳統的電流測控器需要對後級電子調節器必須施加直流穩壓 電源才能工作的傳統方案，生產成本降低十倍以上，本發明的電流測控器元件少，電路轉換 的環節少，電流檢測響應速度快，電流檢測精度高(元器件也不會發熱)，對負載迴路的檢 測保護可靠性、穩定性大大提高，彌補了傳統電子式電流測控器元器件多，價格高，穩定性 差的缺陷，其結構簡單、穩定可靠、耗電少、體積小，響應速度快，電流檢測精度和靈敏高，有 很高的生產效益和實用價值，主要適用於交流電機和有關交流控制系統的過流、過載、斷 相、短路等的保護系統中。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖1是電子式調節結構的電流測控器電路原理方框圖；圖2是目前的一種電子式調節結構的電流測控器電路原理圖；圖3是目前的另一種電子式調節結構的電流測控器電路原理圖；圖4是本發明的電路原理方框圖；
圖5是本發明實施例的電路原理圖。
具體實施例方式
參照圖4至圖5，高靈敏電流測控器，該電流測控器主要與繼電器JL配合使用，該 電流測控器由互感變壓器BT、前級調節電路、整流濾波電路和後級調節電路四部分構成，所 述互感變壓器BT的初級線圈Ii1串接在被測電路中，次級線圈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，所述前級調節電路串接在由所述互感變壓器BT和整流濾波電路構成的交流迴路中，所述後級調節電路串 接在由所述整流濾波電路和繼電器JL構成的直流迴路中。所述互感變壓器BT的初級線圈Ii1和次級線圈n2繞置在XEI型矽鋼片鐵芯上，本 發明互感變壓器BT的參數如下1、鐵芯XEI 型矽鋼片 34X24X8. 7mm2、Um1磁感應強度8000 15000高斯，最佳為9000高斯3、初級線圈 Ii1 線徑QZY-0. 6 1. 5mm，最佳選 0. 72mm4、初級線圈Ii1匝數40 100匝，最佳選50匝5、次線線圈n2線徑QZ-0. 15 0. 5mm，最佳選0. 3mm6、次級線圈n2匝數350 1000匝，最佳選600匝7、初級線圈叫、次線線圈n2匝比1 (6 15)，最佳為1 128、初級電壓、電流 Um1 = 0. 6 3V，I1 = 0. 3 IOA9、次級電壓、電流 um2 = 6 12V，I2 彡 0. 05A10、互感器額定功率1_8VA，最佳為2VA所述前級調節電路主要為電位器W1,所述後級調節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隻整流二極體構成的全橋整流器QL和並聯在全橋整流器QL 輸出端間的鉭電容Cl、電解電容器C2構成。本發明中，上述電位器W1、電位器W2、整流二極體、鉭電容Cl和電解電容器C2的參 數如下(1)、全橋整流器QL 四隻IN4007/1000V整流二極體(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或其它類型繼電器DC :9V 12V本發明的工作原理是互感變壓器BT的初級線圖Ii1有交變電流「流過產生磁通， 其中一部分磁通與次級線圈n2相環鏈形成互感磁鏈，產生感應電壓咖2(同樣互感變壓器 BT初級線圈Ii1形成交流電壓恤)。經橋式整流器QL和鉭電容Cl、電解電容器C2整流濾 波形成次級交流電壓咖2，當互感變壓器BT初級線圖Ii1的交變電流△ I1變化時，Um2也隨
之變化。例如，初級線圖叫電流增加Ai1時，次級感應電壓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，切斷控制網絡的負載電源，達到過流保 護的目的。調節電位器W1(粗調)和^ (細調)的阻值(注為防止機械震動或誤碰電位器而 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範圍。由於本發明的高靈敏電流測控器屬於較為精密的電器件，元器件及其參數的選擇 對電流測控器的性能好壞有直接的影響，本發明的上述電子元器件的及其參數範圍是通過 實驗手段得到的，鉭電容Cl的作用主要為抑制電磁幹擾，在靈敏度及電路穩定性方面起著 很重要的作用，電解電容器C2主要為濾波電容。
本發明的高靈敏電流測控器由互感變壓器BT和簡易的電子調節器組成，互感變 壓器BT —方面隔離轉換感應電壓的一個媒介器件提供過流控制信號，另一方面，互感變壓 器BT初級線圈上的感應測控到的電壓(電流)經整流、濾波變成直流，直接推動繼電器JL 的通與斷，以達到過流保護監測迴路電流之目的，省去了現有技術中電流測控器的直流穩 壓電源，改變了傳統的電流測控器需要對後級電子調節器必須施加直流穩壓電源才能工作 的傳統方案，生產成本降低十倍以上，本發明的電流測控器元件少，電路轉換的環節少，電 流檢測響應速度快，電流檢測精度高(元器件也不會發熱)，對負載迴路的檢測保護可靠 性、穩定性大大提高，彌補了傳統電子式電流測控器元器件多，價格高，穩定性差的缺陷，其 結構簡單、穩定可靠、耗電少、體積小，響應速度快，電流檢測精度和靈敏高，給用戶使用帶 來方便，有很高的生產效益和實用價值，主要適用於交流電機和有關交流控制系統的過流、 過載、斷相、短路等的保護系統中。實施例公開的電路圖只是本發明的較佳實施方式，電路的具體結構及參數的選擇 範圍不能限定本發明的保護範圍，只要是依照本發明的保護範圍所做的均等修飾與變化， 仍然屬於本發明創造涵蓋的範圍之內。
權利要求
1.高靈敏電流測控器，該電流測控器與繼電器幾配合使用，其特徵在於所述電流測控 器由互感變壓器BT、前級調節電路、整流濾波電路和後級調節電路四部分構成，所述互感變 壓器BT的初級線圈Ii1串接在被測電路中，次級線圈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，所述前級調節電路串接在 由所述互感變壓器BT和整流濾波電路構成的交流迴路中，所述後級調節電路串接在由所 述整流濾波電路和繼電器JL構成的直流迴路中。
2.根據權利要求1所述的高靈敏電流測控器，其特徵在於所述互感變壓器BT的初級線 圈Ii1和次級線圈n2繞置在XEI型矽鋼片鐵芯上，所述鐵芯的參數為34X24X8. 7mm，初級線 圈的線徑為QZY-0. 6 1. 5mm，次級線圈Ii1的線徑為QZ-0. 15 0. 5mm，初級線圈Ii1和次級 線圈n2的匝數比為1 (6 15)。
3.根據權利要求1所述的高靈敏電流測控器，其特徵在於所述初級線圈Ii1為50匝。
4.根據權利要求2或3所述的高靈敏電流測控器，其特徵在於所述初級線圈Ii1的線徑 為0.72mm，次級線圈 的線徑為0.3mm，初級線圈Ii1和次級線圈n2的匝數比為1 12。
5.根據權利要求1所述的高靈敏電流測控器，其特徵在於所述前級調節電路為電位器 W1,參數為 WSlOl 1-0. 5W/50K。
6.根據權利要求1所述的高靈敏電流測控器，其特徵在於所述後級調節電路為帶鎖緊 功能的電位器w2，型號為WS-2型0. 5W/5. 1K。
7.根據權利要求1所述的高靈敏電流測控器，其特徵在於所述整流濾波電路由四隻 IN4007/1000V的整流二極體構成的全橋整流器QL和並聯在全橋整流器QL輸出端間的鉭 電容Cl、電解電容器C2構成，其中鉭電容Cl的參數為CA-0. Oluf-O. luf/50V，電解電容器 C2 的參數為CD-35uf-200uf/50V。
8.根據權利要求7所述的高靈敏電流測控器，其特徵在於所述鉭電容Cl的參數為 0. luf/50V,電解電容器C2的參數為50uf/50V。
全文摘要
本發明公開了一種高靈敏電流測控器，它由互感變壓器和簡易的電子調節器組成，互感變壓器一方面作為隔離轉換電壓(電流)的媒介器件提供過流測控信號，另一方面次級線圈上的電壓(電流)經過整流、濾波變成直流，直接推動繼電器的通與斷，省去了現有技術中電流測控器的直流穩壓電源，生產成本降低十倍以上，本發明的電流測控器元件少，電路轉換環節少，響應速度快，電流檢測精度高，對負載迴路檢測保護的可靠性、穩定性大大提高，彌補了傳統電子式電流測控器電子元器件多，價格高，穩定性差的缺陷，有很高的生產效益和實用價值，適用於交流電機和有關交流控制系統的過流，過載，短路等的保護系統中。
文檔編號G01R19/00GK102064518SQ201010585489
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月8日 優先權日2010年12月8日
發明者葉孜姿, 唐池連, 程崢嶸, 蒲濤 申請人:中山火炬職業技術學院