本發(fā)明公開(kāi)了繼電器簡(jiǎn)單快速切換型的永磁斷路器分合閘智能控制模塊，屬于低壓斷路器控制的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

斷路器作為電力系統(tǒng)中重要的開(kāi)關(guān)電器設(shè)備，在供配電系統(tǒng)中主要起著接通和分?jǐn)嗾＞€路以及快速切斷故障線路的作用，永磁斷路器具有的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分合閘速度快、免維護(hù)、可靠性高和易操控等優(yōu)點(diǎn)，在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中得到了廣泛的應(yīng)用，其操控性能的好壞直接關(guān)系到智能電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定與可靠運(yùn)行。作為永磁斷路器重要組成部分的智能控制模塊部分，其工作性能的好壞直接影響到永磁斷路器的整體可靠性。常規(guī)的永磁斷路器的智能控制模塊部分控制斷路器分合閘是利用兩套功率開(kāi)關(guān)和驅(qū)動(dòng)電路，導(dǎo)致控制電路元器件多、電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，以及整體的控制模塊體積增大、可控性能差，且不利于永磁斷路器小型化的發(fā)展方向?；诖?，提出了一種繼電器簡(jiǎn)單快速切換型的永磁斷路器分合閘智能控制模塊。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的是針對(duì)上述背景技術(shù)的不足，提供了繼電器簡(jiǎn)單快速切換型的永磁斷路器分合閘智能控制模塊，利用一套功率開(kāi)關(guān)和驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)了合分閘控制，解決了現(xiàn)有永磁真空斷路器合分閘智能控制模塊電路復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案：

繼電器簡(jiǎn)單快速切換型的永磁斷路器分合閘智能控制模塊，包括：

包含橋式整流電路、具有兩組觸頭的繼電器切換開(kāi)關(guān)、分閘線圈、合閘線圈、功率開(kāi)關(guān)、功率開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路、合閘電容、分閘電容的主回路，所述橋式整流電路的輸入端接交流電源，繼電器切換開(kāi)關(guān)第一組觸頭的公共端、合閘線圈的一端、分閘線圈的一端均與橋式整流電路的正極性輸出端連接，繼電器切換開(kāi)關(guān)第一組觸頭的常閉點(diǎn)接合閘電容的正極板，繼電器切換開(kāi)關(guān)第一組觸頭的常開(kāi)點(diǎn)接分閘電容的正極板，合閘電容的負(fù)極板和分閘電容的負(fù)極板均與橋式整流電路的負(fù)極性輸出端連接，合閘線圈的另一端接繼電器切換開(kāi)關(guān)第二組觸頭的常閉點(diǎn)，分閘線圈的另一端接繼電器切換開(kāi)關(guān)第二組觸頭的常開(kāi)點(diǎn)，繼電器切換開(kāi)關(guān)第二組觸頭的公共端接功率開(kāi)關(guān)的電流流入端，功率開(kāi)關(guān)的電流流出端接橋式整流電路的負(fù)極性輸出端，功率開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)微處理器I/O端口輸出的合分閘指令向功率開(kāi)關(guān)的控制端輸出控制信號(hào)，

合閘電容電壓檢測(cè)電路，其輸入端與合閘電容的兩極板連接，輸出合閘電容電壓檢測(cè)值至微處理器I/O端口，

分閘電容電壓檢測(cè)電路，其輸入端與分閘電容的兩極板連接，輸出分閘電容電壓檢測(cè)值至微處理器I/O端口，

繼電器切換開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，根據(jù)微處理器輸出的切換指令控制繼電器線圈得電或失電，及，

微處理器，根據(jù)其I/O端口接收的合閘電容電壓檢測(cè)值以及分閘電容電壓檢測(cè)值生成合分閘指令及切換指令。

作為繼電器簡(jiǎn)單快速切換型的永磁斷路器分合閘智能控制模塊的進(jìn)一步優(yōu)化方案，功率開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路包括：第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第二穩(wěn)壓管、第三二極管、第四穩(wěn)壓管、第一光耦，

第一電阻的一端接橋式整流電路的正極性輸出端，第一電阻的另一端與第二穩(wěn)壓管的陰極、第一電容的一極、第二電容的正極板、第三電容的正極板、第一光耦的集電極相連接，第四電容的一極、第二電阻的一端、第六電阻的一端均與功率開(kāi)關(guān)的柵極連接，第六電阻的另一端接第一光耦的發(fā)射極，第一光耦的陽(yáng)極接微處理器的電源，第一光耦的陰極接第五電阻的一端，第五電阻的另一端接微處理器的I/O端口，第四穩(wěn)壓管的陰極接功率開(kāi)關(guān)的漏極，第二穩(wěn)壓管的陽(yáng)極、第一電容的另一極、第二電容的負(fù)極板、第三電容的負(fù)極板、第四電容的另一極、第二電阻的另一端、第四穩(wěn)壓管的陽(yáng)極、功率開(kāi)關(guān)的源極并接后與第四電阻的一端連接，第四電阻的另一端接橋式整流電路的負(fù)極性輸出端，功率開(kāi)關(guān)的漏極經(jīng)依次連接的第三二極管和第三電阻后與繼電器切換開(kāi)關(guān)第二組觸頭的公共端連接，第三二極管的陰極接功率開(kāi)關(guān)的漏極，第三二極管的陽(yáng)極接第三電阻的一端，第三電阻的另一端接繼電器切換開(kāi)關(guān)第二組觸頭的公共端。

作為繼電器簡(jiǎn)單快速切換型的永磁斷路器分合閘智能控制模塊的進(jìn)一步優(yōu)化方案，繼電器切換開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路包括：第七二極管、第一三極管、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第七電容、第二光耦，第九電阻的一端接微處理器的電源，第九電阻的另一端接第二光耦的陽(yáng)極，第二光耦的陰極接微處理器的I/O端口，第二光耦的集電極接第八電阻的一端，第八電阻的另一端與第七電容的一極、第七電阻的一端、第一三極管的基極相連接，第二光耦的發(fā)射極、第七電容的另一極、第七電阻的另一端、第一三極管的發(fā)射極均接繼電器切換開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路電源的地，第一三極管的集電極與繼電器線圈的一端、第七二極管的陽(yáng)極相連接，第七二極管的陰極連接繼電器線圈的另一端后與繼電器切換開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的電源連接。

作為繼電器簡(jiǎn)單快速切換型的永磁斷路器分合閘智能控制模塊的進(jìn)一步優(yōu)化方案，合閘電容電壓檢測(cè)電路包括：第十電阻、第一傳感器、第一信號(hào)濾波芯片、第一雙向瞬變抑制二極管、第十一電阻、第八電容、第十二電阻、第九電容，第十電阻的一端接合閘電容的正極板，第十電阻的另一端與第一傳感器原邊線圈的一端連接，第一傳感器原邊線圈的另一端接合閘電容的負(fù)極板，第一傳感器副邊線圈的一端接第一信號(hào)濾波芯片的輸入端，第一信號(hào)濾波芯片的輸出端與第一雙向瞬變抑制二極管的一陽(yáng)極、第十一電阻的一端、第十二電阻的一端、第八電容的一極相連接，第十二電阻的另一端與第九電容的一極并接后作為合閘電容電壓檢測(cè)電路的輸出端，第一雙向瞬變抑制二極管的另一陽(yáng)極、第十一電阻的另一端、第八電容的另一極、第九電容的另一極均與第一傳感器副邊線圈的另一端連接。

作為繼電器簡(jiǎn)單快速切換型的永磁斷路器分合閘智能控制模塊的進(jìn)一步優(yōu)化方案，分閘電容電壓檢測(cè)電路包括：第十三電阻、第二傳感器、第二信號(hào)濾波芯片、第二雙向瞬變抑制二極管、第十四電阻、第十電容、第十五電阻、第十一電容，第十三電阻的一端接分閘電容的正極板，第十三電阻的另一端與第二傳感器原邊線圈的一端連接，第二傳感器原邊線圈的另一端接分閘電容的負(fù)極板，第二傳感器副邊線圈的一端接第二信號(hào)濾波芯片的輸入端，第二信號(hào)濾波芯片的輸出端與第二雙向瞬變抑制二極管的一陽(yáng)極、第十四電阻的一端、第十五電阻的一端、第十電容的一極相連接，第十五電阻的另一端與第十一電容的一極并接后作為分閘電容電壓檢測(cè)電路的輸出端，第二雙向瞬變抑制二極管的另一陽(yáng)極、第十四電阻的另一端、第十電容的另一極、第十一電容的另一極均與第二傳感器副邊線圈的另一端連接。

再進(jìn)一步的，繼電器簡(jiǎn)單快速切換型的永磁斷路器分合閘智能控制模塊中，分閘線圈的兩端接有第五二極管，合閘線圈的兩端接有第六二極管，第五二極管的陽(yáng)極與分閘線圈和繼電器切換開(kāi)關(guān)第二組觸頭常開(kāi)點(diǎn)的連接點(diǎn)相連，第五二極管的陰極與分閘線圈和繼電器切換開(kāi)關(guān)第一組觸頭公共端的連接點(diǎn)相連，第六二極管的陽(yáng)極與合閘線圈和繼電器切換開(kāi)關(guān)第二組觸頭常閉點(diǎn)的連接點(diǎn)相連，第六二極管的陰極與合閘線圈和繼電器切換開(kāi)關(guān)第一組觸頭公共端的連接點(diǎn)相連。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：利用一套功率開(kāi)關(guān)和驅(qū)動(dòng)電路控制合閘線圈和分閘線圈，減少了控制電路的元器件數(shù)目，使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔化，有利于永磁斷路器小型化的發(fā)展，進(jìn)而降低了永磁斷路器的整體體積且提高了斷路器的可控性。

實(shí)踐本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)的其它優(yōu)點(diǎn)將在具體實(shí)施方式中描述。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹。顯而易見(jiàn)地，下面描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。

圖1為繼電器簡(jiǎn)單快速切換型的永磁斷路器分合閘智能控制模塊系統(tǒng)框圖。

圖2為主回路。

圖3為繼電器切換開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路。

圖4為合閘電容電壓檢測(cè)電路。

圖5為分閘電容電壓檢測(cè)電路。

圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明：L1為合閘線圈，L2為分閘線圈，R1至R15為第一至第十五電阻，C1至C4為第一至第四電容，C5為合閘電容，C6為分閘電容，C7至C11為第七至第十一電容，U1至U2為第一至第二光耦，U3至U4為第一至第二信號(hào)濾波芯片，J1為電源接線端子，Q1為功率開(kāi)關(guān)，Q2為第一三極管，D1為橋式整流芯片，D2為第二穩(wěn)壓管，D4為第四穩(wěn)壓管，D3、D5、D6、D7為第三、第五、第六、第七二極管，VD1至VD2為第一至第二雙向瞬變抑制二極管，K1為繼電器，VT1至VT2為第一至第二傳感器模塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下參考附圖描述的具體實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，當(dāng)我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時(shí)，它可以直接連接或耦接到其它元件，也可以通過(guò)中間元件連接或耦接到其它元件。

繼電器簡(jiǎn)單快速切換型的永磁斷路器分合閘智能控制模塊系統(tǒng)如圖1所示,包括：微處理器、主回路、合閘電容電壓檢測(cè)電路、分閘電容電壓檢測(cè)電路、繼電器切換開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路。主回路由橋式整流電路、具有兩組觸頭的繼電器切換開(kāi)關(guān)、合閘線圈、分閘線圈、功率開(kāi)關(guān)、功率開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路、合閘電容、分閘電容組成，橋式整流電路的輸入端接交流電源，橋式整流電路的正極性輸出端經(jīng)繼電器切換開(kāi)關(guān)第一組觸頭連接合閘電容的正極板或分閘電容的正極板，合閘線圈和分閘線圈接在繼電器切換開(kāi)關(guān)第一組觸頭的固定端和繼電器切換開(kāi)關(guān)第二組觸頭的可控端之間，繼電器切換開(kāi)關(guān)第二組觸頭的固定端接功率開(kāi)關(guān)的電流流入端，合閘電容的負(fù)極板、分閘電容的負(fù)極板、功率開(kāi)關(guān)的電流流出端并接后與橋式整流電路的負(fù)極性輸出端連接，合閘電容電壓檢測(cè)電路對(duì)接在其輸入端的合閘電容進(jìn)行電壓檢測(cè)后輸出合閘電容檢測(cè)值至微處理器，分閘電容電壓檢測(cè)電路對(duì)接在其輸入端的分閘電容進(jìn)行電壓檢測(cè)后輸出分閘電容電壓檢測(cè)值至微處理器，微處理器根據(jù)合閘電容電壓檢測(cè)值和分閘電容電壓檢測(cè)值生成合分閘指令及切換指令，功率開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)微處理器發(fā)送的合分閘指令向功率管的控制端輸出控制信號(hào)，繼電器切換開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)微處理器輸出的切換指令控制鐵心得電或失電進(jìn)而控制繼電器兩個(gè)閘刀的閉合或斷開(kāi)。

主回路電路如圖2所示，功率開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路包括：第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第二穩(wěn)壓管D2、第三二極管D3、第四穩(wěn)壓管D4、第一光耦O1、合閘電容C5、分閘電容C6。電源接線端子J1的第一端子L與橋式整流芯片U1的第一端子連接，電源接線端子J1的第二端子N與橋式整流芯片U1的第二端子連接，橋式整流芯片U1的正極性輸出端分別與第一電阻R1的一端、第五二極管D5的陰極、第六二極管D6的陰極、分閘線圈L2的一端、合閘線圈L1的一端、繼電器切換開(kāi)關(guān)K1第一組觸頭的B1端（公共端）連接，橋式整流芯片U1的負(fù)極性輸出端與第四電阻R4的一端連接，第一電阻R1的另一端分別與第二穩(wěn)壓管D2的陰極、第一電容C1的一極、第二電容C2的正極板、第三電容C3的正極板、第一光耦U1的第四腳（集電極）相連接，第一光耦U1的第一腳（陽(yáng)極）與微處理器電源VCC_5V正端連接，第一光耦U1的第二腳（陰極）與第五電阻R5的一端連接，第五電阻R5的另一端與微處理器的DLQ_Control引腳連接以接收合分閘指令，第一光耦U1的第三腳（發(fā)射極）與第六電阻R6的一端連接，第六電阻R6的另一端與第四電容C4的一極、第二電阻R2的一端、功率開(kāi)關(guān)管Q1的柵極相連接，第四電阻R4的另一端、第二穩(wěn)壓管D2的陽(yáng)極、第一電容C1的的另一極、第二電容C2的負(fù)極板、第三電容C3的負(fù)極板、第四電容C4的另一極、第二電阻R2的另一端、功率開(kāi)關(guān)管Q1的源極、第四穩(wěn)壓管D4的陽(yáng)極、合閘電容C5的負(fù)極板、分閘電容C6的負(fù)極板相互連在一起，功率開(kāi)關(guān)管Q1的漏極與第四穩(wěn)壓管D4的陰極、第三二極管D3的陰極連接，第三二極管D3的陽(yáng)極與第三電阻R3的一端連接，第三電阻R3的另一端與繼電器切換開(kāi)關(guān)K1第二組觸頭的A1端（公共端）連接，繼電器切換開(kāi)關(guān)K1第二組觸頭的A2端（常開(kāi)點(diǎn)）與第五二極管D5的陽(yáng)極、分閘線圈L2的另一端相連接，繼電器切換開(kāi)關(guān)K1第二組觸頭的A3端（常閉點(diǎn)）與第六二極管D6的陽(yáng)極、合閘線圈L1的另一端相連接，繼電器切換開(kāi)關(guān)K1第一組觸頭的B2端（常開(kāi)點(diǎn)）與分閘電容C6的正極板連接，繼電器切換開(kāi)關(guān)K1第一組觸頭的B3端（常閉點(diǎn)）與合閘電容C5的正極板連接。當(dāng)繼電器切換開(kāi)關(guān)K1收到切換指令時(shí)，閉合B1、B3觸頭，閉合A1、A3觸頭，此時(shí)，交流電源經(jīng)橋式整流芯片對(duì)合閘電容C5充電，合閘電容電壓檢測(cè)電路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)合閘電容的電壓量，當(dāng)合閘信號(hào)到來(lái)時(shí)，微處理器驅(qū)動(dòng)引腳DLQ_Control為低電平信號(hào)，第一光耦U1導(dǎo)通，通過(guò)第二穩(wěn)壓管D2使功率開(kāi)關(guān)Q1的MOSFET的柵源極電壓為12V，驅(qū)動(dòng)MOSFET導(dǎo)通，合閘電容C5通過(guò)繼電器切換開(kāi)關(guān)的K1實(shí)現(xiàn)對(duì)合閘線圈L1的放電，從而實(shí)現(xiàn)永磁斷路器的合閘控制。同理，當(dāng)繼電器切換開(kāi)關(guān)K1收到切換指令時(shí)，閉合B1、B2觸頭，閉合A1、A2觸頭，此時(shí)，交流電源經(jīng)橋式整流芯片對(duì)分閘電容C6充電，分閘電容電壓檢測(cè)電路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)合閘電容的電壓量，當(dāng)分閘信號(hào)到來(lái)時(shí)，微處理器驅(qū)動(dòng)引腳DLQ_Control為低電平信號(hào)，第一光耦U1導(dǎo)通，通過(guò)第二穩(wěn)壓管D2使功率開(kāi)關(guān)Q1的MOSFET的柵源極電壓為12V，驅(qū)動(dòng)MOSFET導(dǎo)通，分閘電容C6通過(guò)繼電器切換開(kāi)關(guān)的K1實(shí)現(xiàn)對(duì)分閘線圈L2的放電，從而實(shí)現(xiàn)永磁斷路器的分閘控制。

繼電器切換開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路如圖3所示。繼電器切換開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路包括：第七二極管D2、第一三極管Q2、第七電阻R7、第八電阻R8、第七電容C7、第二光耦U2、第九電阻R9。微處理器電源VCC_5V端與第九電阻R9的一端連接，第九電阻R9的另一端與第二光耦U2的第一腳（陽(yáng)極）連接，第二光耦U2的第二腳（陰極）與微處理器的J_Control引腳連接以接收切換指令，第二光耦U2的第四腳（集電極）與第八電阻R8的一端連接，第八電阻R8的另一端與第七電容C7的一極、第七電阻R7的一端、第一三極管Q2的基極相互連接，第二光耦U2的第三腳（發(fā)射極）、第七電容C7的另一極、第七電阻R7的另一端、第一三極管Q2的發(fā)射極與電源J5V_GND連接，J5V電源正端、繼電器切換開(kāi)關(guān)K1線圈的一端、第七二極管D7的陰極相連接，第七二極管D7的陽(yáng)極、繼電器切換開(kāi)關(guān)K1線圈的另一端、第一三極管Q2的集電極相互連接。當(dāng)微處理器的引腳J_Control為低電平信號(hào)時(shí)，第二光耦U2導(dǎo)通，第一三極管Q2導(dǎo)通，繼電器切換開(kāi)關(guān)K1線圈得電，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器兩常開(kāi)觸頭、兩常閉觸頭的快速切換。

合閘電容電壓檢測(cè)電路和分閘電容電壓檢測(cè)電路分別如圖4、圖5所示。合閘電容電壓檢測(cè)電路包括：第十電阻R10、第一傳感器VT1、第一信號(hào)處理芯片U3、第一雙向瞬變抑制二極管VD1、第十一電阻R11、第八電容C8、第十二電阻R12、第九電容C9。第十電阻R10的一端接合閘電容C5的正極板，第十電阻R10的另一端與第一傳感器VT1的第一腳（原邊線圈的一端）連接，第一傳感器VT1的第二腳（原邊線圈的另一端）接合閘電容C5的負(fù)極板，第一傳感器VT1的第三腳（副邊線圈的一端）與第一信號(hào)處理芯片U3的第一腳（輸入端）連接，第一信號(hào)處理芯片U3的第二腳與微處理器的模擬地相連接，第一信號(hào)處理芯片U3的第三腳（輸出端）與第一雙向瞬變抑制二極管VD1的一陽(yáng)極、第十一電阻R11的一端、第八電容C8的一極、第十二電阻R12的一端相連接，第十二電阻R12的另一端與第九電容C9的一極并接后與微處理器的I/O引腳連接，第一雙向瞬變抑制二極管VD1的另一陽(yáng)極、第十一電阻R11的另一端、第八電容C8的另一極、第九電容C9的另一極與第一傳感器VT1的第四腳（副邊線圈的另一端）相互連接。

分閘電容電壓檢測(cè)電路包括：第十三電阻R13、第二傳感器VT2、第二信號(hào)處理芯片U4、第二雙向瞬變抑制二極管VD2、第十四電阻R14、第十電容C10、第十五電阻R15、第十一電容C11，電氣連接關(guān)系與合閘電容電壓檢測(cè)電路一樣，這里不再贅述。第一傳感器VT1和第二傳感器VT2實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁斷路器合分閘電容電壓的實(shí)時(shí)檢測(cè)，通過(guò)第一和第二信號(hào)處理芯片ACF321825實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的濾波和隔離，從而使微處理器精確的實(shí)現(xiàn)對(duì)電容電壓信號(hào)的實(shí)時(shí)檢測(cè)。