專利名稱：集成電路型電流保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種集成電路型電流保護(hù)裝置，屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，可用于電力系統(tǒng)的輸電線路或元件(如電機(jī)、變壓器等)過載或短路時(shí)的基本保護(hù)或后備保護(hù)，對新配電屏的配套或老配電屏的改造均適用?？筛鶕?jù)需要構(gòu)成‘兩相或三相過流保護(hù)裝置’、‘二相或三相電流速斷、過流保護(hù)裝置’和‘兩相或三相兩階段過流保護(hù)裝置’等。
目前，國內(nèi)廣泛使用的電流保護(hù)裝置主要是機(jī)電型(電磁型)產(chǎn)品，少量為晶體管型產(chǎn)品。機(jī)電型產(chǎn)品的返回系數(shù)較低(＜0.85)，如果返回系數(shù)調(diào)得太高，則會(huì)出現(xiàn)觸點(diǎn)的臨界抖動(dòng)。而且機(jī)電型產(chǎn)品的動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的整定是采用調(diào)節(jié)反力彈簧的反力矩來進(jìn)行的，整定困難、不直觀、精度較差。而且裝置由多個(gè)繼電器構(gòu)成，如‘兩相電流速斷、過流保護(hù)裝置’需用7－8只機(jī)電型繼電器組成，體積大、占配電屏的屏面較大。而晶體管型產(chǎn)品的元件集成度不高、布線復(fù)雜、調(diào)試?yán)щy、性價(jià)比低、且抗干擾能力較差。
本實(shí)用新型的目的是克服傳統(tǒng)機(jī)電型和晶體管型電流保護(hù)裝置的缺點(diǎn)，提供新型的集成電路型電流保護(hù)裝置來替代機(jī)電型和晶體管型產(chǎn)品，以保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，滿足電力系統(tǒng)的發(fā)展對繼電保護(hù)裝置的要求。
本集成電路型電流保護(hù)裝置由電壓形成回路、電流保護(hù)回路及電源電路組成。其中電流保護(hù)回路由電流速斷保護(hù)回路(二)、過流保護(hù)回路(三)和閉鎖回路(四)組成。電流速斷保護(hù)回路(二)與過流保護(hù)回路(三)由電流整定回路(1)、起動(dòng)回路(2)、定時(shí)回路(3)和出口信號回路(4)組成，如

圖1。
電壓形成回路(一)由中間變流器TA1、TA2，負(fù)載電阻R1、R2，整流電路V1－V8和濾波電路C1、C2、R3組成。電流整定回路(1)由跟隨電路IC1、V9、RP1、R4和電流整定值調(diào)節(jié)電路R5－R13、A1、A2組成。起動(dòng)回路(2)由電阻R14－R16、電壓比較器IC2組成。定時(shí)回路(3)由計(jì)數(shù)電路IC3、IC4、R17、C3，時(shí)鐘電路IC5、IC6、RP2、R18、R19、C4，時(shí)間整定值調(diào)節(jié)電路A3、A4、A5、V10－V21、R20和門電路IC7、IC8組成。出口信號回路(4)由跳閘出口電路V22－V24、R21、R22、T1、ZJ和報(bào)警信號電路XJ、AN、BD、R23、V25組成。閉鎖回路(四)由閉鎖起動(dòng)電路IC9、R24－R26和閉鎖出口電路V26－V28、R27、R28、T2、BJ組成。電源電路(五)由二極管V30、V31，穩(wěn)壓二極管V29、V32、V33，電阻R29、R30、R31和濾波電容C5－C8組成。
下面以‘兩相過流保護(hù)裝置’為例并結(jié)合附圖進(jìn)一步說明其工作過程圖1為集成電路型電流保護(hù)裝置的方框圖。
圖2為集成電路型電流保護(hù)裝置的線路圖。
電壓形成回路(一)的中間變流器TA1、TA2把強(qiáng)電系統(tǒng)的交流電流變?yōu)槿蹼娦盘?，TA1(或TA2)次極電流在電阻R1(或R2)上產(chǎn)生的電壓降，經(jīng)V1－V4(或V5－V8)整流并經(jīng)C1、C2、R3濾波后產(chǎn)生保護(hù)裝置所需檢測的直流動(dòng)作電壓V01。TA1、TA2按最大值輸出回路連接，其輸出電壓由兩相輸入中較大的輸入決定。
V01經(jīng)電流整定回路(1)的電壓跟隨器IC1隔離后接入電流整定值調(diào)節(jié)電路，其整定值由數(shù)碼開關(guān)A1、A2直接設(shè)定。當(dāng)其與電壓形成回路(一)的中間變流器TA1(或TA2)配合使用時(shí)，可使電流整定值改變4倍。
起動(dòng)回路(2)的電壓比較器IC2的正輸入端加上由電阻R15、R16分壓取得的基準(zhǔn)電壓VR1，負(fù)輸入端通過電阻R14接電流整定回路(1)的輸出V02。當(dāng)被保護(hù)線路正常工作時(shí)，V02＜VR1，IC2的輸出電壓V03為高電平，定時(shí)回路(3)的定時(shí)計(jì)數(shù)器IC3、IC4被封鎖，時(shí)間整定值調(diào)節(jié)電路的輸出V04為低電平，保護(hù)裝置不動(dòng)作。當(dāng)被保護(hù)線路過載或短路時(shí)，V02＞VR1，則IC2的輸出電壓V03為低電平，定時(shí)回路(3)的定時(shí)計(jì)數(shù)器IC3、IC4開始加計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)到時(shí)間整定值調(diào)節(jié)電路所設(shè)定的時(shí)間時(shí)，時(shí)間整定值調(diào)節(jié)電路的輸出V04為高電平，起動(dòng)保護(hù)裝置工作。
定時(shí)回路(3)的定時(shí)計(jì)數(shù)器由四級計(jì)數(shù)器(IC3、IC4)組成。時(shí)鐘電路產(chǎn)生的0.01秒計(jì)數(shù)脈沖信號送至第一級計(jì)數(shù)器的允許輸入端(EN)，四級計(jì)數(shù)器的復(fù)位端(R)接起動(dòng)回路(2)的輸出V03，第一級計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘端(CL)接IC8的輸出V05，第二－四級計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘端(CL)接低電平(地)。當(dāng)起動(dòng)元件(IC2)未動(dòng)作時(shí)，R端(即V03)為高電平，即使有計(jì)數(shù)脈沖輸入，計(jì)數(shù)器也不會(huì)計(jì)數(shù)，保護(hù)裝置不動(dòng)作。只有當(dāng)起動(dòng)元件動(dòng)作后，R端為低電平，計(jì)數(shù)器才進(jìn)行加計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)到所設(shè)定的時(shí)間時(shí)，時(shí)間整定值調(diào)節(jié)電路的輸出V04為高電平。此時(shí)如果閉鎖回路(四)的閉鎖起動(dòng)電路的輸出V06為高電平，則V04、V06經(jīng)與非門IC7反相后的輸出為低電平，一路到與非門IC6，使時(shí)鐘電路停止工作，計(jì)數(shù)電路停止計(jì)數(shù)，維持V04為高電平；一路經(jīng)與非門IC8反相后的輸出電壓V05為高電平，使出口信號回路(4)的出口電路工作，跳閘出口繼電器ZJ動(dòng)作，保護(hù)裝置工作。如果V06為低電平，則V04，V06經(jīng)與非門IC7的輸出為高電平，計(jì)數(shù)電路繼續(xù)工作；IC8的輸出V05為低電平，跳閘出口繼電器ZJ不動(dòng)作，保護(hù)裝置不工作。
當(dāng)保護(hù)裝置動(dòng)作以后，如果被保護(hù)線路的故障被切出，則起動(dòng)元件返回，計(jì)數(shù)器復(fù)位，從而使整個(gè)保護(hù)裝置復(fù)位。另外，在保護(hù)裝置動(dòng)作之前，如果在時(shí)間整定值調(diào)節(jié)電路所設(shè)定的時(shí)間之內(nèi)，被保護(hù)線路的故障消失，則起動(dòng)元件同樣返回，計(jì)數(shù)器復(fù)位，保護(hù)裝置不動(dòng)作。出口信號回路(4)的出口電路的信號輸入端接定時(shí)回路(3)的輸出V05。當(dāng)V05為低電平時(shí)，跳閘出口繼電器ZJ不動(dòng)作，信號繼電器XJ不動(dòng)作；當(dāng)V05為高電平時(shí)，跳閘出口繼電器ZJ動(dòng)作，信號繼電器XJ動(dòng)作。
閉鎖回路(四)的閉鎖起動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)原理與起動(dòng)回路(2)的結(jié)構(gòu)原理基本相同。只是當(dāng)被保護(hù)線路正常工作時(shí)，電流整定回路(1)的輸出電壓V02＜VR2，IC9的輸出電壓V06為低電平。一路接到IC7的輸入端，使跳閘出口繼電器ZJ不動(dòng)作；一路接到閉鎖出口電路，使閉鎖繼電器BJ不動(dòng)作。從而使整個(gè)保護(hù)裝置不動(dòng)作。
集成電路型電流保護(hù)裝置符合當(dāng)前國內(nèi)外在繼電保護(hù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)發(fā)展要求，是我國‘機(jī)械工業(yè)2000年產(chǎn)品振興目標(biāo)研究’和‘國家級電工機(jī)械新產(chǎn)品發(fā)展方向’中提出的要重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)品，具有極廣闊的發(fā)展前景。它具有如下特點(diǎn)1.反應(yīng)迅速靈敏，返回系數(shù)高(＞0.96)。
2.起動(dòng)回路由集成電路構(gòu)成，輸出信號為開關(guān)量，不會(huì)出現(xiàn)觸點(diǎn)的臨界抖動(dòng)。
3.動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的整定為數(shù)字式，整定直觀、方便，整定精度高，整定電流為1－4倍可調(diào)。
4.動(dòng)作可靠、性能穩(wěn)定、功耗低、壽命長、調(diào)試運(yùn)行及維護(hù)方便。
5.按功能模塊化方式成套組合成一體，體積小、重量輕、性能價(jià)格比高。
6.采用傳統(tǒng)機(jī)電型繼電器的標(biāo)準(zhǔn)通用外殼，符合傳統(tǒng)安裝習(xí)慣和易于推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種集成電路型電流保護(hù)裝置，其特征是本保護(hù)裝置由電壓形成回路、電流保護(hù)回路和電源電路組成。
2.按權(quán)利要求1所述的電流保護(hù)裝置，其特征是電流保護(hù)回路由電流速斷保護(hù)回路(二)、過流保護(hù)回路(三)與閉鎖回路(四)組成。
3.按權(quán)利要求1、2所述的電流保護(hù)裝置，其特征是電流速斷保護(hù)回路(二)與過流保護(hù)回路(三)由電流整定回路(1)、起動(dòng)回路(2)、定時(shí)回路(3)及出信號回路(4)組成。
4.按權(quán)利要求1、2所述的電流保護(hù)裝置，其特征是電壓形成回路(一)由中間變流器TA1、TA2，負(fù)載電阻R1、R2，整流電路V1－V8和濾波電路C1、C2、R3組成，閉鎖回路(四)由閉鎖起動(dòng)電路IC9、R24－R26和閉鎖出口電路T2、BJ、V26－V28、R27、R28組成。
5.按權(quán)利要求1、3所述的電流保護(hù)裝置，其特征是電流整定回路(1)由跟隨電路IC1、V9、RP1、R4和電流整定值調(diào)節(jié)電路R5－R13、A1、A2組成。起動(dòng)回路(2)由電壓比較器IC2、電阻R14－R16組成，定時(shí)回路(3)由計(jì)數(shù)電路IC3、IC4、R17、C3，時(shí)間整定值調(diào)節(jié)電路A3－A5、V10－V21、R20，時(shí)鐘電路IC5、IC6、C4、RP2、R18、R19和門電路IC7、IC8組成，出口信號回(4)由跳閘出口電路V22－V24、T1、ZJ、R21、R22和報(bào)警信號電路XJ、AN、BD、V25、R23組成。
專利摘要本實(shí)用新型屬繼電保護(hù)領(lǐng)域，可用于電力系統(tǒng)中作輸電線路或元件過載或短路時(shí)的基本保護(hù)或后備保護(hù)。可按需要構(gòu)成過流保護(hù)裝置；電流速斷、過流保護(hù)裝置或兩階段過流保護(hù)裝置等。它由電壓形成回路、電流速斷保護(hù)回路、過流保護(hù)回路、閉鎖回路及電源電路組成。本保護(hù)裝置按功能模塊化方式成套組合，具有返回系數(shù)高；無觸點(diǎn)臨界抖動(dòng)；參數(shù)整定為數(shù)字式，精度高；性能穩(wěn)定可靠；結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試運(yùn)行方便；性價(jià)比高及易于推廣等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H02H3/08GK2133960SQ9221486
公開日1993年5月19日 申請日期1992年7月1日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月1日
發(fā)明者姜波 申請人:姜波