專利名稱：一種解決磁飽和造成脫扣異常的涌流控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于涌流控制器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有效解決磁飽和造成脫扣異常的涌流控制器。
技術(shù)背景浪涌也叫突波，顧名思義就是超出正常工作電壓的瞬間過電壓。本質(zhì)上講，浪涌是發(fā)生在僅僅幾百萬分之一秒時(shí)間內(nèi)的一種劇烈脈沖。可能引起浪涌的原因有重型設(shè)備、短路、電源切換或大型發(fā)動(dòng)機(jī)。而含有浪涌阻絕裝置的產(chǎn)品可以有效地吸收突發(fā)的巨大能量，以保護(hù)連接設(shè)備免于受損。涌流控制器用于當(dāng)開關(guān)合閘或電網(wǎng)處于工作狀態(tài)線路上有浪涌電流形成時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)線路電流并進(jìn)行延時(shí)脫扣控制，防止浪涌產(chǎn)生開關(guān)誤動(dòng)脫扣。具體要求是在工作運(yùn)行時(shí)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行中的參數(shù)，并對(duì)其通過運(yùn)算控制外接分閘脫扣線圈動(dòng)作。目前在涌流控制器中廣泛采用小變比電流互感器，用于對(duì)交流電進(jìn)行采樣分析，其經(jīng)常遇到的問題是，一次合閘到故障點(diǎn)時(shí)易導(dǎo)致鐵芯磁飽和，使得一二次傳變特性非常差，當(dāng)嚴(yán)重深度飽和時(shí)，二次幾乎無輸出；此時(shí)也就不能保證涌流控制器的正常工作，需要進(jìn)行瞬時(shí)脫扣保護(hù)，但是傳統(tǒng)涌流控制器不能及時(shí)識(shí)別出磁飽和狀態(tài)，只能進(jìn)行延時(shí)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(lǐng)域技術(shù)人員研發(fā)的亟需解決的難題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)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涌流控制器。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是一種解決磁飽和造成脫扣異常的涌流控制器，包括設(shè)有電流互感器的三相采樣單元、穩(wěn)壓直流電源單元、主中央處理單元、用于控制外接分閘脫扣線圈電路通斷的繼電器、用于控制繼電器動(dòng)作的繼電器驅(qū)動(dòng)單元；所述三相采樣單元的三個(gè)輸出端各自與主中央處理單元的相應(yīng)一個(gè)信號(hào)輸入腳相連；其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于還包括用于識(shí)別電流互感器鐵芯是否處于磁飽和狀態(tài)的副中央處理單元；所述三相采樣單兀的三個(gè)輸出端并聯(lián)后與副中央處理單兀的一個(gè)信號(hào)輸入腳相連。上述技術(shù)方案中，所述三相采樣單元的三個(gè)輸出端并聯(lián)后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(hào)輸入腳相連，所述第二分壓電阻的輸出端接地。上述技術(shù)方案中，所述穩(wěn)壓直流電源單元具有用于作為繼電器動(dòng)作電源的高電壓輸出端、和用于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(shù)方案中，所述穩(wěn)壓直流電源單元包括橋式整流濾波電路、三端集成穩(wěn)壓器、和LC-π型濾波電路，所述三端集成穩(wěn)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(wěn)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(shù)方案中，所述三相采樣單元的三個(gè)輸出端并聯(lián)后與LC-π型濾波電路的輸入端相連。上述技術(shù)方案中，所述主中央處理單元的一個(gè)信號(hào)輸出腳與繼電器驅(qū)動(dòng)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(shù)方案中，所述繼電器驅(qū)動(dòng)電路包括第一三極管、第二三極管、LED指示燈、限流電阻；所述第一三極管的基極與主中央處理單元的一個(gè)信號(hào)輸出腳相連，所述第一三極管的集電極與穩(wěn)壓直流電源單元的低電壓輸出端相連，所述第一三極管的發(fā)射極與第二三極管的發(fā)射極相連后接地；所述第一三極管的集電極還在串接LED指示燈和限流電阻后與第二三極管的基極相連，所述第二三極管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(wěn)壓直流電源單元的高電壓輸出端相連。 上述技術(shù)方案中，所述繼電器線圈還并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管；所述第二三極管的集電極和發(fā)射極之間還串接一個(gè)瞬態(tài)抑制二極管；所述第二三極管的基極和發(fā)射極之間還串接一個(gè)電容器；所述第一三極管的集電極串接第三電阻后與穩(wěn)壓直流電源單元的低電壓輸出端相連，所述第一三極管的基極依次串接第四電阻和第五電阻后與穩(wěn)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(gè)信號(hào)輸出腳相連。本實(shí)用新型具有積極的效果(I)本實(shí)用新型通過在傳統(tǒng)涌流控制器的基礎(chǔ)上增加了能夠識(shí)別電流互感器鐵芯是否處于磁飽和狀態(tài)的副中央處理單元，有效克服了傳統(tǒng)產(chǎn)品的不足，能夠在鐵芯處于磁飽和時(shí)發(fā)出正確的工作指令；另外，通過將三相采樣單元的輸出端并聯(lián)后再接入副中央處理單元，既能夠有效增強(qiáng)采樣信號(hào)強(qiáng)度，又可充分保證即使單相電路出現(xiàn)鐵芯磁飽和也能準(zhǔn)確識(shí)別，不會(huì)漏判，有效提高了可靠性；此外，通過優(yōu)化的電源處理，在因電網(wǎng)短路故障而造成二次電流采樣元件進(jìn)入磁飽和后，仍然能使以采集的電流信號(hào)通過換能器提供給控制器的工作電源保持穩(wěn)定，保證涌流控制器還能正常工作。(2)本實(shí)用新型和傳統(tǒng)涌流控制器相比增加了副中央處理單元和采用了低功耗、低壓降穩(wěn)壓器件，在硬件設(shè)計(jì)上保證了控制器在上電時(shí)刻能快速使控制器處在有效穩(wěn)定的監(jiān)控狀態(tài)。副中央處理單元能快速根據(jù)采集的電流信號(hào)的變化狀態(tài)及變化速率判別是否有電網(wǎng)短路故障，主中央處理單元根據(jù)副中央處理單元對(duì)采集的電流信號(hào)判別的結(jié)果控制外接分閘脫扣線圈?？朔送惍a(chǎn)品多年以來小變比電流互感器在一次合閘至故障點(diǎn)時(shí)不動(dòng)作的難題。

圖I為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
(實(shí)施例I)圖I為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖，顯示了本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
。本實(shí)施例是一種解決磁飽和造成脫扣異常的涌流控制器，包括設(shè)有電流互感器Tl/A、Tl/B、T1/C的三相采樣單元、穩(wěn)壓直流電源單元、主中央處理單元Π、用于控制外接分閘脫扣線圈電路通斷的繼電器J1、用于控制繼電器Jl動(dòng)作的繼電器驅(qū)動(dòng)單元；所述三相采樣單元的三個(gè)輸出端分別與主中央處理單元的16、17、18三個(gè)信號(hào)輸入腳相連；主中央處理單元Ul根據(jù)第16、17、18三個(gè)信號(hào)腳輸入的采樣信號(hào)計(jì)算是否處于涌流、過流、缺相、短路等狀態(tài)，并通過第15腳向繼電器驅(qū)動(dòng)電路輸出相應(yīng)控制信號(hào)。本實(shí)施例中，外接脫扣線圈的兩端分別與圖I中的AB兩點(diǎn)電連接。本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于還包括用于識(shí)別電流互感器鐵芯是否處于磁飽和狀態(tài)的副中央處理單元U2 ;所述三相采樣單元的三個(gè)輸出端并聯(lián)后與副中央處理單元的一個(gè)信號(hào)輸入腳相連。所述三相采樣單元的三個(gè)輸出端分別串接二極管D10、D11、D12中的一個(gè)后并聯(lián)，然后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(hào)輸入腳相連，所述第二分壓電阻R13的輸出端接地。本實(shí)施例通過這種方式將電流采樣信號(hào)傳輸給副中央處理單元U2，U2則根據(jù)第6信號(hào)輸出腳傳來的采樣信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，并判斷鐵芯是否處于磁飽和狀態(tài)。如果認(rèn)為處于磁飽和狀態(tài)，則通過信號(hào)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(qū)動(dòng)電路輸出脫扣控制信號(hào)。所述穩(wěn)壓直流電源單元具有用于作為繼電器動(dòng)作電源的高電壓輸出端(見圖I中的VDD引出端)、和用于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(dāng)然也可以使其它數(shù)值電壓，但VDD引出端電壓總是高于VCC引出端電壓。所述穩(wěn)壓直流電源單元包括橋式整流濾波電路、三端集成穩(wěn)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(wěn)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(wěn)壓器的輸出端Vout與LC-型濾波電路的輸入端相連。本實(shí)施例中，LC-型濾波電路由電容C3、電感LI、電容C4組成。所述三相采樣單元的三個(gè)輸出端并聯(lián)后與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(shí)施例通過這種方式提高穩(wěn)壓直流電源單元的可靠性和穩(wěn)定性。所述副中央處理單元U2通過其第3、4、5三只腳分別連接主中央處理單元的第5、9、20 腳。本實(shí)施例中，所述繼電器驅(qū)動(dòng)電路包括第一三極管Q1、第二三極管Q2、指示燈LED、限流電阻R8、瞬態(tài)抑制二極管TVS、第三電阻R7、第四電阻R6、第五電阻R5、電容器C9 ;所述第一三極管Ql的集電極串接第三電阻R7后與穩(wěn)壓直流電源單元的低電壓輸出端VCC相連，所述第一三極管Ql的基極依次串接第四電阻R6和第五電阻R5后與穩(wěn)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(hào)輸出腳相連；所述第一三極管Ql的發(fā)射極與第二三極管Q2的發(fā)射極相連后接地；所述第一三極管Ql的集電極還在串接LED指示燈和限流電阻R8后與第二三極管Q2的基極相連，所述第二三極管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(wěn)壓直流電源單元的高電壓輸出端VDD相連。瞬態(tài)抑制二極管TVS串接在所述第二三極管Q2的集電極和發(fā)射極之間，電容器C9串接在第二三極管Q2的基極和發(fā)射極之間；所述繼電器Jl中的線圈與一個(gè)續(xù)流二極管D7并聯(lián)設(shè)置。本實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)[0029](I)本實(shí)施例通過在傳統(tǒng)涌流控制器的基礎(chǔ)上增加了能夠識(shí)別電流互感器鐵芯是否處于磁飽和狀態(tài)的副中央處理單元，有效克服了傳統(tǒng)產(chǎn)品的不足，能夠在鐵芯處于磁飽和時(shí)發(fā)出正確的工作指令；另外，通過將三相采樣單元的輸出端并聯(lián)后再接入副中央處理單元，既能夠有效增強(qiáng)采樣信號(hào)強(qiáng)度，又可充分保證即使單相電路出現(xiàn)鐵芯磁飽和也能準(zhǔn)確識(shí)別，不會(huì)漏判，有效提高了可靠性；此外，通過優(yōu)化的電源處理，在因電網(wǎng)短路故障而造成二次電流采樣元件進(jìn)入磁飽和后，仍然能使以采集的電流信號(hào)通過換能器提供給控制器的工作電源保持穩(wěn)定，保證涌流控制器還能正常工作。(2)本實(shí)施例和傳統(tǒng)涌流控制器相比增加了副中央處理單元和采用了低功耗、低壓降穩(wěn)壓器件，在硬件設(shè)計(jì)上保證了控制器在上電時(shí)刻能快速使控制器處在有效穩(wěn)定的監(jiān)控狀態(tài)。副中央處理單元能快速根據(jù)采集的電流信號(hào)的變化狀態(tài)及變化速率判別是否有電網(wǎng)短路故障，主中央處理單元根據(jù)副中央處理單元對(duì)采集的電流信號(hào)判別的結(jié)果控制外接脫扣線圈?？朔送惍a(chǎn)品多年以來小變比電流互感器在一次合閘至故障點(diǎn)時(shí)不動(dòng)作的難題。 顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種解決磁飽和造成脫扣異常的涌流控制器，包括設(shè)有電流互感器的三相采樣單元、穩(wěn)壓直流電源單元、主中央處理單元、用于控制外接分閘脫扣線圈電路通斷的繼電器、用于控制繼電器動(dòng)作的繼電器驅(qū)動(dòng)單元；所述三相采樣單元的三個(gè)輸出端各自與主中央處理單元的相應(yīng)一個(gè)信號(hào)輸入腳相連； 其特征在于還包括用于識(shí)別電流互感器鐵芯是否處于磁飽和狀態(tài)的副中央處理單元；所述三相采樣單元的三個(gè)輸出端并聯(lián)后與副中央處理單元的一個(gè)信號(hào)輸入腳相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的解決磁飽和造成脫扣異常的涌流控制器，其特征在于所述三相采樣單元的三個(gè)輸出端并聯(lián)后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(hào)輸入腳相連，所述第二分壓電阻的輸出端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的解決磁飽和造成脫扣異常的涌流控制器，其特征在于所述穩(wěn)壓直流電源單元具有用于作為繼電器動(dòng)作電源的高電壓輸出端、和用于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(jù)權(quán)利要求3所述的解決磁飽和造成脫扣異常的涌流控制器，其特征在于所述穩(wěn)壓直流電源單元包括橋式整流濾波電路、三端集成穩(wěn)壓器、和LC-π型濾波電路，所述三端集成穩(wěn)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(wěn)壓器的輸出端與LC-π型濾波電路的輸入端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的解決磁飽和造成脫扣異常的涌流控制器，其特征在于所述三相采樣單元的三個(gè)輸出端并聯(lián)后與LC-Ji型濾波電路的輸入端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的解決磁飽和造成脫扣異常的涌流控制器，其特征在于所述主中央處理單元的一個(gè)信號(hào)輸出腳與繼電器驅(qū)動(dòng)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(jù)權(quán)利要求I所述的解決磁飽和造成脫扣異常的涌流控制器，其特征在于所述繼電器驅(qū)動(dòng)電路包括第一三極管、第二三極管、LED指示燈、限流電阻；所述第一三極管的基極與主中央處理單元的一個(gè)信號(hào)輸出腳相連，所述第一三極管的集電極與穩(wěn)壓直流電源單元的低電壓輸出端相連，所述第一三極管的發(fā)射極與第二三極管的發(fā)射極相連后接地；所述第一三極管的集電極還在串接LED指示燈和限流電阻后與第二三極管的基極相連，所述第二三極管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(wěn)壓直流電源單元的高電壓輸出端相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的解決磁飽和造成脫扣異常的涌流控制器，其特征在于所述繼電器線圈還并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管；所述第二三極管的集電極和發(fā)射極之間還串接一個(gè)瞬態(tài)抑制二極管；所述第二三極管的基極和發(fā)射極之間還串接一個(gè)電容器；所述第一三極管的集電極串接第三電阻后與穩(wěn)壓直流電源單元的低電壓輸出端相連，所述第一三極管的基極依次串接第四電阻和第五電阻后與穩(wěn)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(gè)信號(hào)輸出腳相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種解決磁飽和造成脫扣異常的涌流控制器，包括設(shè)有電流互感器的三相采樣單元、穩(wěn)壓直流電源單元、主中央處理單元、用于控制外接分閘脫扣線圈電路通斷的繼電器、用于控制繼電器動(dòng)作的繼電器驅(qū)動(dòng)單元；所述三相采樣單元的三個(gè)輸出端各自與主中央處理單元的相應(yīng)一個(gè)信號(hào)輸入腳相連；其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于還包括用于識(shí)別電流互感器鐵芯是否處于磁飽和狀態(tài)的副中央處理單元；所述三相采樣單元的三個(gè)輸出端并聯(lián)后與副中央處理單元的一個(gè)信號(hào)輸入腳相連。本實(shí)用新型能夠有效解決傳統(tǒng)的鐵芯磁飽和造成的脫扣異常問題。
文檔編號(hào)H02H3/10GK202633897SQ20112050669
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者施孟偉 申請(qǐng)人:施孟偉