電流互感器監測保護系統的製作方法

2023-07-26 05:44:11 1

本實用新型涉及一種電力保護系統，尤其涉及一種電流互感器監測保護系統。

背景技術：

電流互感器是電網中極為重要的設備，用於採集電力系統的中電流信息、隔離電力設備等，因此，電流互感器的穩定運行關係到電網的運行安全，然而，電流互感器在運行過程中容易出現開路現象，而電流互感器開路將導致嚴重的供電事故，這是由於當電流互感器開路後，在電流互感器的二次側感應出高壓，將會對電流互感器自身以及二次側設備造成嚴重損壞，從而威脅到電力系統的供電安全，然而目前還沒有有效的方法或者設備對電流互感器的二次側的開路狀態進行準確的檢測以及開路保護。

因此，需要提出一種新的電流互感器二次側開路保護系統，能夠準確檢測電流互感器二次側的開路狀態，並且在檢測的同時執行電流互感器的二次側保護，並且能夠及時作出電流互感器的二次側開路預警，利於準確作出應對措施，確保電網的運行安全。

技術實現要素：

有鑑於此，本實用新型的目的是提供一種電流互感器監測保護系統，能夠準確檢測電流互感器二次側的開路狀態，並且在檢測的同時執行電流互感器的二次側保護，並且能夠及時作出電流互感器的二次側開路預警，利於準確作出應對措施，確保電網的運行安全。

本實用新型提供的一種電流互感器監測保護系統，包括用於檢測電流互感器二次側開路狀態的檢測單元、用於對電流互感器二次側在開路狀態下執行保護的保護指示單元以及控制報警單元；

所述檢測單元的輸出端與控制報警單元的輸入端連接，所述控制報警單元控制保護指示單元迴路閉合與斷開並執行開路保護，所述保護指示單元與負載RL形成並聯結構。

進一步，所述檢測單元包括雙向瞬態二極體TVS1、雙向瞬態二極體TVS2、電阻R1、檢測電流互感器CT1以及整流電路ZL；

所述雙向瞬態二極體TVS1的一端與電流互感器的二次線圈的一端連接，另一端通過電阻R1與檢測電流互感器CT1的一次線圈的一端連接，檢測電流互感器的一次線圈的另一端接地，檢測電流互感器CT1的二次線圈的兩端與整流電路ZL的正輸入端和負輸入端連接，整流電路ZL的輸出端作為檢測單元的輸出端，雙向瞬態二極體TVS2的兩端分別連接於檢測電流互感器CT1的二次線圈的兩端。

進一步，所述控制報警單元包括信號輸入模塊以及控制模塊以及報警模塊；

所述輸入模塊的輸入端與整流電路ZL的輸出端連接，輸入模塊的輸出端與控制模塊的輸入端連接，所述控制模塊控制保護指示單元迴路閉合與斷開，所述報警模塊與控制模塊連接。

進一步，所述輸入模塊包括電容C1、電阻R3、可調電阻R4、電阻R5、電阻R6以及運放U1；

電容C1的一端與整流電路ZL的輸出端連接，另一端接地，電容C1與整流電路ZL輸出端的公共連接點通過電阻R3和可調電阻R4串聯後接地，電阻R3和可調電阻R4之間的公共連接點通過電阻R5與運放U1的同相端連接，運放U1的反相端通過電阻R6接地，運放U1的輸出端作為輸入模塊的輸出端。

進一步，所述控制模塊包括光耦G1、處理電路IC1、電阻R7、電阻R8、MOS管Q1、晶閘管SCR1以及繼電器J1；

所述光耦G1的發光二極體的正極與運放U1的輸出端連接，光耦G1的發光二極體的負極接地，光耦U1的光敏三極體的集電極通過電阻R7接電源VCC，光耦U1的光敏三極體的發射極通過電阻R8接地，光耦U1的光敏三極體的集電極還與晶閘管SCR1的控制極連接，晶閘管SCR1的陽極與MOS管Q1的源極連接，MOS管的漏極接電源VCC，MOS管的柵極與處理電路IC1的控制端連接，晶閘管SCR1的陰極通過繼電器J1的線圈接地，處理電路IC1的輸入端與運放U1的輸出端連接。

進一步，所述報警模塊為GPRS電路，所述處理電路IC1通過GPRS電路與控制中心通信連接。

進一步，所述保護指示單元包括電阻R2、繼電器J1的控制開關J1-K1以及指示燈LED1，所述電阻R1的一端與雙向瞬態二極體TVS1和電流互感器的二次線圈之間的公共連接點連接，電阻R1的另一端通過繼電器J1的控制開關J1-K1與指示燈LED1的正極連接，指示燈LED1的負極極地。

本實用新型的有益效果：通過本實用新型，能夠準確檢測電流互感器二次側的開路狀態，並且在檢測的同時執行電流互感器的二次側保護，並且能夠及時作出電流互感器的二次側開路預警，利於準確作出應對措施，確保電網的運行安全。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述：

圖1為本實用新型的電路原理圖。

具體實施方式

圖1為本實用新型的電路原理圖，如圖所示，本實用新型提供的一種電流互感器監測保護系統，包括用於檢測電流互感器二次側開路狀態的檢測單元、用於對電流互感器二次側在開路狀態下執行保護的保護指示單元以及控制報警單元；

所述檢測單元的輸出端與控制報警單元的輸入端連接，所述控制報警單元控制保護指示單元迴路閉合與斷開並執行開路保護，所述保護指示單元與負載RL形成並聯結構，通過本實用新型，能夠準確檢測電流互感器二次側的開路狀態，並且在檢測的同時執行電流互感器的二次側保護，並且能夠及時作出電流互感器的二次側開路預警，利於準確作出應對措施，確保電網的運行安全。

本實施例中，所述檢測單元包括雙向瞬態二極體TVS1、雙向瞬態二極體TVS2、電阻R1、檢測電流互感器CT1以及整流電路ZL；

所述雙向瞬態二極體TVS1的一端與電流互感器的二次線圈的一端連接，另一端通過電阻R1與檢測電流互感器CT1的一次線圈的一端連接，檢測電流互感器的一次線圈的另一端接地，檢測電流互感器CT1的二次線圈的兩端與整流電路ZL的正輸入端和負輸入端連接，整流電路ZL的輸出端作為檢測單元的輸出端，雙向瞬態二極體TVS2的兩端分別連接於檢測電流互感器CT1的二次線圈的兩端，通過這種結構，當電流互感器的二次側出現開路時，在電流互感器的二次側被感應出瞬間高電壓和大電流，雙向瞬態二極體被擊穿，並通過電阻R1和檢測電流互感器的一次線圈導入大地，從而對電流互感器的二次負載設備進行有效的保護，並且同時檢測電流互感器輸出感應信號並通過整流電路輸出，由於電阻R1和檢測電流互感器一次線圈的共同作用，檢測電流互感器的二次側輸出的感應信號不會太大，從而不會對檢測電流互感器的後續電路造成影響，其中，整流電路ZL採用全橋式二極體整流電路。

本實施例中，所述控制報警單元包括信號輸入模塊以及控制模塊以及報警模塊；

所述輸入模塊的輸入端與整流電路ZL的輸出端連接，輸入模塊的輸出端與控制模塊的輸入端連接，所述控制模塊控制保護指示單元迴路閉合與斷開，所述報警模塊與控制模塊連接。

本實施例中所述輸入模塊包括電容C1、電阻R3、可調電阻R4、電阻R5、電阻R6以及運放U1；

電容C1的一端與整流電路ZL的輸出端連接，另一端接地，電容C1與整流電路ZL輸出端的公共連接點通過電阻R3和可調電阻R4串聯後接地，電阻R3和可調電阻R4之間的公共連接點通過電阻R5與運放U1的同相端連接，運放U1的反相端通過電阻R6接地，運放U1的輸出端作為輸入模塊的輸出端；被保護電流互感器正常運行時，由於檢測電流互感器無信號輸出，此時運放U1輸出低電平，當整流電路ZL輸出檢測信號後，通過電阻R3和可調電阻R4的分壓後輸入到運放U1的同相端，此時，運放U1輸出高電平，該高電平一方面輸入處理電路IC1中，另一方面，控制光耦G1的導通，通過上述結構能夠利於本系統穩定運行，而且運放U1還能夠起到一定的隔離作用。

本實施例中，所述控制模塊包括光耦G1、處理電路IC1、電阻R7、電阻R8、MOS管Q1、晶閘管SCR1以及繼電器J1；

所述光耦G1的發光二極體的正極與運放U1的輸出端連接，光耦G1的發光二極體的負極接地，光耦U1的光敏三極體的集電極通過電阻R7接電源VCC，光耦U1的光敏三極體的發射極通過電阻R8接地，光耦U1的光敏三極體的集電極還與晶閘管SCR1的控制極連接，晶閘管SCR1的陽極與MOS管Q1的源極連接，MOS管的漏極接電源VCC，MOS管的柵極與處理電路IC1的控制端連接，晶閘管SCR1的陰極通過繼電器J1的線圈接地，處理電路IC1的輸入端與運放U1的輸出端連接，當運放U1輸出高電平後，IC1控制MOS管Q1導通，且光耦G1導通使得晶閘管SCR1導通，繼電器J1得電,此時繼電器J1的常開型控制開關J1-K1閉合，從而保護指示單元執行保護，並通過指示燈LED1進行保護狀態指示以及被保護電流互感器的開路狀態指示；當保護指示單元執行保護時，由於電壓的下降，雙向瞬態二極體TVS1恢復到截止，檢測電流互感器CT1無輸出，運放U1輸出低電平，此時光耦G1截止，但是IC1仍然持續輸出高電平是MOS管Q1導通，由於晶閘管SCR1的觸發特性，繼電器J1仍然工作，保護指示單元持續執行保護，當IC1接收到保護結束指令後，MOS管Q1截止，繼電器J1失電，繼電器J1的控制開關J1-K1恢復到常開狀態，其中，處理電路IC1採用現有的處理晶片，比如STM32系列的嵌入式晶片。

本實施例中，所述報警模塊為GPRS電路，所述處理電路IC1通過GPRS電路與控制中心通信連接，通過這種結構，利於處理電路IC1及時反饋報警信息以便於控制中心作出合理、及時有效的處理措施，而且利於輸入控制指令到處理電路IC1中，控制MOS管Q1斷開。

本實施例中，所述保護指示單元包括電阻R2、繼電器J1的控制開關J1-K1以及指示燈LED1，所述電阻R1的一端與雙向瞬態二極體TVS1和電流互感器的二次線圈之間的公共連接點連接，電阻R1的另一端通過繼電器J1的控制開關J1-K1與指示燈LED1的正極連接，指示燈LED1的負極極地，通過這種結構，能夠對被保護電流互感器的二次側負載設備形成良好的保護。

最後說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。