低壓電器晶閘管保護裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種低壓電器晶閘管保護裝置。其技術方案是：包括直流電源、過壓保護電路、欠壓保護電路、穩壓控制電路、停電自鎖電路和漏電保護電路，所述的直流電源由自耦變壓器T、整流橋堆QL、濾波電容C1、穩壓集成塊LM7812組成，穩壓集成塊LM7812的輸出端提供電源，把過壓保護電路的繼電器的常閉節點KM1、欠壓保護電路的繼電器的常開節點KM2、停電自鎖電路的繼電器的常開接點KM42、漏電保護電路的繼電器的常閉節點KM5通過穩壓控制電路的繼電器轉換接點KM3串聯接入輸出插座CZ的火線中。有益效果是：本實用新型集穩壓、過欠壓保護、漏電保護及停電自鎖為一體，全方位保護低壓用電設備及人身安全，避免用電設備損壞，把經濟損失降到最低。
【專利說明】低壓電器晶閘管保護裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種晶閘管保護裝置，特別涉及一種低壓電器晶閘管保護裝置。【背景技術】
[0002]隨著我國經濟建設的蓬勃發展，社會對電力資源的需求日益增長，用戶對電力系統的要求也越來越高。供電的可靠性和穩定性已經成為保障經濟增長和滿足用戶需求的重要問題。保障供電的穩定性也是改善內外部投資環境、滿足人民日益增長的生活水平以及提升綜合國力的重要體現。電壓穩定性破壞的原因研究認為，電壓崩潰日趨嚴重的主要原因有以下幾點:一是由于經濟上及其它方面(如環保)的考慮，發、輸電設備使用的強度日益接近極限值，二是并聯電容無功補償大量增加，因而當電壓下降時，向電網提供的無功功率按電壓平方下降，三是線路或設備的投切，引起電壓波動的可能性往往比三相短路情況要大得多。電力系統穩定問題的物理本質是系統中功率平衡問題，電力系統運行的前提是必須存在一個平衡點。電力系統的穩定問題，直觀的講也就是負荷母線上的節點功率平衡問題。當節點提供的無功功率與負荷消耗的無功功率之間能夠達成此種平衡，且平衡點具有抑制擾動而維持負荷母線電壓的能力，電力系統即是電壓穩定的，反之倘若系統無法維持這種平衡，就會引起系統電壓的不斷下降。另外，由于1、大負荷用戶的存在，比如工廠用電的開機和停機的時候就會對電網造成沖擊，造成電壓不穩；2、輸配電網絡中的故障，如短路、斷路、接地還有繼電保護開關動作，都會造成電網電壓不穩；3、電網中無功功率消耗太多補償不夠，也會造成電壓跌落；4、還有發電廠，尤其是現在新能源的出現，例如風力發電和太陽能發電設備的投切，當風速條件不夠的時候，風電場就會退出電網，不能向電網供電了，也會對電網造成影響，電壓也會不穩定。還有電網遭受雷擊，也會造成供電電壓不穩定，造成用電設備損壞。為此研制一種切實有效的低壓電器保護裝置，避免用電設備損壞，把經濟損失降到最低，是每位電力技術人員的責任。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種低壓電器晶閘管保護裝置，該裝置集穩壓、過欠壓保護、漏電保護及停電自鎖為一體，全方位保護低壓用電設備及人身安全。
[0004]其技術方案是:包括直流電源、過壓保護電路、欠壓保護電路、穩壓控制電路、停電自鎖電路和漏電保護電路，所述的直流電源由自耦變壓器T、整流橋堆QL、濾波電容Cl、穩壓集成塊LM7812組成，自耦變壓器T的輸入端通過電源總開關S連接220V電源，輸出端的一路通過整流橋堆QL和濾波電容Cl連接到穩壓集成塊LM7812，輸出端的第二路連接到漏電保護電路；穩壓集成塊LM7812的輸出端為過壓保護電路、欠壓保護電路、穩壓控制電路、停電自鎖電路提供電源，所述的過壓保護電路由電阻Rl、電阻R2、電位器Wl、繼電器KMl、晶閘管SURl、續流二極管V1、電容C2連接組成，晶閘管SURl的觸發電極通過電阻R2連接到電位器W1，晶閘管SURl的陽極連接到繼電器KMl ;所述的漏電保護電路由電阻R7、電阻R8、二極管V4、二極管V5、發光管LED、光耦H、晶閘管SUR4、繼電器KM5組成，輸出插座CZ的的接地端通過電阻R7、二極管V4和發光管LED連接到光耦H，光耦H的輸出端連接到繼電器KM5 ;把過壓保護電路的繼電器的常閉節點KM1、欠壓保護電路的繼電器的常開節點KM2、停電自鎖電路的繼電器的常開接點KM42、漏電保護電路的繼電器的常閉節點KM5通過穩壓控制電路的繼電器轉換接點KM3串聯接入輸出插座CZ的火線中。
[0005]上述的欠壓保護電路由電阻R3、電阻R4、電位器W2、繼電器KM2、晶閘管SUR2、續流二極管V2、電容C3組成，晶閘管SUR2的觸發電極通過電阻R4連接到電位器W2，晶閘管SUR2的陽極連接到繼電器KM2。
[0006]上述的穩壓控制電路由電阻R5、電阻R6、電位器W3、繼電器KM3、晶閘管SUR3、續流二極管V3、電容C4組成，晶閘管SUR3的觸發電極通過電阻R6連接到電位器W3，晶閘管SUR3的陽極連接到繼電器KM3。
[0007]上述的停電自鎖電路由繼電器KM4與啟動按鈕QA連接組成。
[0008]本實用新型的有益效果是:采用大容量自耦變壓器實現電路的功能，集穩壓、過欠壓保護、漏電保護及停電自鎖為一體，全方位保護低壓用電設備及人身安全，避免用電設備損壞，把經濟損失降到最低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]附圖1是本實用新型的電路連接圖；
[0010]附圖2是本實用新型的外形圖；
[0011]上圖中:電阻R1、電阻R2、電位器W1、繼電器KM1、晶閘管SUR1、續流二極管V1、電容C2 ;電阻R3、電阻R4、電位器W2、繼電器KM2、晶閘管SUR2、續流二極管V2、電容C3 ;電阻R5、電阻R6、電位器W3、繼電器KM3、晶閘管SUR3、續流二極管V3、電容C4 ;繼電器KM4、啟動按鈕QA ;電阻R7、電阻R8、二極管V4、二極管V5、發光管LED、光耦H、晶閘管SUR4、繼電器KM5 ；自耦變壓器T、整流橋堆QL、濾波電容Cl、穩壓集成塊LM7812、電源總開關S、插座CZ。
【具體實施方式】
[0012]結合附圖1-2，對本實用新型作進一步的描述:
[0013]本實用新型包括直流電源、過壓保護電路、欠壓保護電路、穩壓控制電路、停電自鎖電路和漏電保護電路，所述的直流電源由自耦變壓器T、整流橋堆QL、濾波電容Cl、穩壓集成塊LM7812組成，自耦變壓器T的輸入端通過電源總開關S連接220V電源，輸出端的一路通過整流橋堆QL和濾波電容Cl連接到穩壓集成塊LM7812，輸出端的第二路連接到漏電保護電路；穩壓集成塊LM7812的輸出端為過壓保護電路、欠壓保護電路、穩壓控制電路、停電自鎖電路提供電源，所述的過壓保護電路由電阻Rl、電阻R2、電位器Wl、繼電器KMl、晶閘管SURl、續流二極管V1、電容C2連接組成，晶閘管SURl的觸發電極通過電阻R2連接到電位器W1，晶閘管SURl的陽極連接到繼電器KMl ;所述的漏電保護電路由電阻R7、電阻R8、二極管V4、二極管V5、發光管LED、光耦H、晶閘管SUR4、繼電器KM5組成，輸出插座CZ的的接地端通過電阻R7、二極管V4和發光管LED連接到光耦H，光耦H的輸出端連接到繼電器KM5 ;把過壓保護電路的繼電器的常閉節點KM1、欠壓保護電路的繼電器的常開節點KM2、停電自鎖電路的繼電器的常開接點KM42、漏電保護電路的繼電器的常閉節點KM5通過穩壓控制電路的繼電器轉換接點KM3串聯接入輸出插座CZ的火線中。
[0014]其中，欠壓保護電路由電阻R3、電阻R4、電位器W2、繼電器KM2、晶閘管SUR2、續流二極管V2、電容C3組成，晶閘管SUR2的觸發電極通過電阻R4連接到電位器W2，晶閘管SUR2的陽極連接到繼電器KM2。
[0015]穩壓控制電路由電阻R5、電阻R6、電位器W3、繼電器KM3、晶閘管SUR3、續流二極管V3、電容C4組成，晶閘管SUR3的觸發電極通過電阻R6連接到電位器W3，晶閘管SUR3的陽極連接到繼電器KM3。
[0016]停電自鎖電路由繼電器KM4與啟動按鈕QA連接組成；電阻R1、電位器W1、電阻R3、電位器W2、電阻R5、電位器W3分別是過壓、欠壓、穩壓電路的取樣電路，電路中T為大容量的自耦變壓器。
[0017]電路性能指標:
[0018]1、穩壓范圍:198V240V ；
[0019]2、過壓動作值:245V ;
[0020]3、欠壓動作值:150V ;
[0021]4、漏電流動作值:1mA
[0022]5、切斷負荷電流值:10A。
[0023]本實用新型的電路工作過程如下:合上電源總開關S，市電220V電源加到自耦變壓器T輸入端，輸出端抽頭I的交流電經整流橋堆QL整流、Cl濾波、穩壓集成塊LM7812穩壓后為后續的電子電路提供一個穩定的12V直流電壓。
[0024]1、穩壓功能的實現:自耦變壓器T輸出端抽頭I為220V (和輸入端是1:1變比)，當輸入電壓在198V — 240V (正負10%)正常范圍內時，穩壓電路中的繼電器KM3動作吸合(調電位器W3)，其常開接點KM3閉合，接自耦變壓器I端。如果輸入電壓降低至190V，整流輸出的電壓(亦即電容Cl兩端的電壓)也下降，使取樣電路R5 W3上的電壓也下降，電位器W3上的分壓也下降，晶閘管SUR3觸發極電壓降低，在交流過零時關斷，繼電器KM3返回，常閉接點KM3接通自耦變壓器2端，增加輸出繞組匝數，進行升壓使輸出電壓回到220V，實現穩壓功能。
[0025]2、欠壓保護功能實現:如果電源電壓大幅度下降低到150V時，雖然此前電源電壓下降時通過增加輸出繞組匝數提高了 30V輸出電壓，但輸出電壓由于電源電壓下降太多仍達不到198V的合格用電范圍。所以，欠壓取樣電路R3 W2上的電壓也隨之大幅下降，電位器W2上的分壓下降，它所接的晶閘管SUR2觸發極電壓下降，當低于它的觸發電壓，并且在交流電過零時，SUR2關斷，它的陽極接的繼電器KM2失電返回，其常開接點KM2斷開輸出插座CZ，切斷低壓電器的電源，防止電器損壞，實現欠壓保護功能。
[0026]3、過壓保護功能實現:當電源電壓由240V升高到245V時，超出合格用電范圍，過壓保護取樣電路Rl Wl上的電壓也相應大幅升高，當達到晶閘管SURl觸發極電壓時，SURl導通，陽極接的繼電器KMl得電動作吸合，其常閉節點KMl斷開，切斷插座CZ電源，使用電器免于高電壓燒毀。此時，雖然穩壓電路晶閘管SUR3已導通，繼電器KM3已吸合，常開接點接自耦變壓器抽頭I位置，但輸出電壓也升高到245V(因為該抽頭是1:1變比)，已超出穩壓范圍，所以必須切斷輸出電源。
[0027]4、停電自鎖功能實現:當電網停電時，整個電路無電，自鎖繼電器KM4失電返回，其常開接點KM41、KM42斷開。當再來電時，雖然電路有直流電源，但由于沒有按下啟動按鈕QA，繼電器KM4得不到直流電源不動作，其常開接點KM42斷開，切斷輸出電路，使輸出插座無電，實現自鎖功能。此時只有按下啟動按鈕QA，繼電器KM4得電動作吸合，常開接點KM41閉合，實現自保持，另一對常開接點KM42閉合，接通輸出電源，用電器再工作。
[0028]5、漏電保護功能實現:當火線電壓漏電到用電器外殼，而且用電器外殼接地并不良好時，或者火線有漏電到地時，因為有漏電阻，所以漏電流并不很大，不足以把二次熔斷器RD熔斷，此時，漏電流通過電阻R7、V4、LED加到光耦H上，光耦導通，觸發晶閘管SUR4，使其導通，繼電器KM5加電動作吸合，其常閉接點KM51斷開用電器輸出電源，保證人身安全。同時常開接點KM52閉合，繼電器KM5實現自保持，防止漏電故障切除后繼電器反復動作。只有把漏電故障徹底處理后，按下復位按鈕FA，電路重新供電。
[0029]總之，當輸入電壓在198V — 242V (正負10%)正常范圍內且無漏電時，過壓保護電路不動作，常閉接點KMl閉合；欠壓保護電路動作，常開接點KM2閉合；穩壓電路動作，常開接點KM3閉合接通自耦變壓器T抽頭I端。即繼電器接點KM1、KM2、KM42、KM5全閉合，接通低壓電器插座CZ，用電器正常工作。它們的動作情況通過調節各自的電位器Wl、W2、W3解決。
[0030]電路中的電容C2、C3、C4用于消除晶閘管的觸發電壓在臨界值時繼電器動作的抖動。二極管V1、V2、V3是繼電器KM1、KM2、KM3的續流二極管，防止繼電器線圈產生的反電動勢損壞晶閘管，為線圈提供一個泄流通路。熔斷器RD1、RD2用于自耦變壓器和輸出端負載短路故障時的過流保護。電路中的繼電器全部選用12V、接點容量大于IOA的。
【權利要求】
1.一種低壓電器晶閘管保護裝置，其特征是:包括直流電源、過壓保護電路、欠壓保護電路、穩壓控制電路、停電自鎖電路和漏電保護電路，所述的直流電源由自耦變壓器T、整流橋堆QL、濾波電容Cl、穩壓集成塊LM7812組成，自耦變壓器T的輸入端通過電源總開關S連接220V電源，輸出端的一路通過整流橋堆QL和濾波電容Cl連接到穩壓集成塊LM7812，輸出端的第二路連接到漏電保護電路；穩壓集成塊LM7812的輸出端為過壓保護電路、欠壓保護電路、穩壓控制電路、停電自鎖電路提供電源，所述的過壓保護電路由電阻R1、電阻R2、電位器Wl、繼電器KMl、晶閘管SURl、續流二極管Vl、電容C2連接組成，晶閘管SURl的觸發電極通過電阻R2連接到電位器W1，晶閘管SURl的陽極連接到繼電器KMl ;所述的漏電保護電路由電阻R7、電阻R8、二極管V4、二極管V5、發光管LED、光耦H、晶閘管SUR4、繼電器KM5組成，輸出插座CZ的的接地端通過電阻R7、二極管V4和發光管LED連接到光耦H，光耦H的輸出端連接到繼電器KM5 ;把過壓保護電路的繼電器的常閉節點KM1、欠壓保護電路的繼電器的常開節點KM2、停電自鎖電路的繼電器的常開接點KM42、漏電保護電路的繼電器的常閉節點KM5通過穩壓控制電路的繼電器轉換接點KM3串聯接入輸出插座CZ的火線中。
2.根據權利要求1所述的低壓電器晶閘管保護裝置，其特征是:所述的欠壓保護電路由電阻R3、電阻R4、電位器W2、繼電器KM2、晶閘管SUR2、續流二極管V2、電容C3組成，晶閘管SUR2的觸發電極通過電阻R4連接到電位器W2，晶閘管SUR2的陽極連接到繼電器KM2。
3.根據權利要求1所述的低壓電器晶閘管保護裝置，其特征是:所述的穩壓控制電路由電阻R5、電阻R6、電位器W3、繼電器KM3、晶閘管SUR3、續流二極管V3、電容C4組成，晶閘管SUR3的觸發電極通過電阻R6連接到電位器W3，晶閘管SUR3的陽極連接到繼電器KM3。
4.根據權利要求1所述的低壓電器晶閘管保護裝置，其特征是:所述的停電自鎖電路由繼電器KM4與啟動按鈕QA連接組成。
【文檔編號】H02H3/24GK203761023SQ201420136203
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月25日 優先權日:2014年3月25日
【發明者】袁玉英, 王汝香, 楊凱, 郝玉蓮, 李志娥 申請人:袁玉英