一種直跳開入回路電路的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于電力繼電保護技術領域，具體涉及一種直跳開入回路電路。
【背景技術】
[0002] 隨著科技以及電力保護應用技術的日趨成熟完善，對繼電保護裝置的可靠性和準 確性要求越來越高。電網無故障情況下產生的跳閘武動會對生產效率、用電設備以及關鍵 用電部門產生較大的影響，而有故障不跳閘產生的電網故障、設備損毀以及經濟損失更是 不可估量。
[0003] 因此對于電力保護中直接跳閘開入回路的要求極為嚴格：1、直跳回路的動作時間 應在20~35ms之間；2、直跳回路串入工頻交流時可靠不動作；3、大于5W的直流輸入信號 電壓在額定值的55~70%時可靠動作，并滿足《國家電網公司十八項電網重大反事故措 施》中第15. 7. 8的要求，即所有涉及直接跳閘的重要回路應采用動作電壓在額定直流電源 電壓的55%~70%范圍以內的中間繼電器，并要求其動作功率不低于5W。
[0004]傳統的直跳開入回路電路基本都是以電阻、穩壓管、繼電器等線性器件以及光電 親合器和一部分容性器件組成，導致電路的復雜度大、穩態功耗大、動作閾值的準確度不 高、后期的批量生產調測以及實際運行應用中有種種不可控因素等不足之處。 【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于針對上述現有技術中的缺陷，提供一種穩態功耗可控，動 作時間精確抗擾度高，動作閾值準確，抗交流干擾信號能力強的直跳開入回路電路。
[0006] 為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為：包括串聯設置在直跳開入信 號端與輔助電源負極信號端之間的：
[0007] 由若干只穩壓管串聯組成的穩壓閾值控制電路；
[0008] 基于MOS管建立的恒流源電路；
[0009] 用于削去交流輸入負半周信號的防反接二極管電路；
[0010] 用于進行濾波和儲能的電容電路；
[0011] 用于切掉不足功率負載以及輸出跳閘信號的繼電器電路。
[0012]所述的恒流源電路包括用于對MOS管門極濾波的第一電容，組成反饋網絡用于控 制MOS管飽和度的第一穩壓管和第一電阻，串聯設置用于對MOS管門極限流的第二電阻和 第三電阻。
[0013]所述的穩壓閾值控制電路包括設置在恒流源電路輸入端線路上的第二穩壓管，以 及串聯設置在恒流源電路輸出端線路上的第三穩壓管和第四穩壓管。
[0014]所述的防反接二極管電路包括設置在恒流源電路輸入端線路上的第一二極管，以 及設置在恒流源電路輸出端線路上的第二二極管。
[0015]所述的電容電路包括并聯設置的第二電容和第三電容。
[0016]所述的繼電器電路包括繼電器，繼電器的線圈并聯設置在直跳開入回路電路上。
[0017] 所述的繼電器的線圈與設置在直跳開入回路電路上的第五穩壓管并聯。
[0018] 所述的繼電器外接直跳開入信號端，直跳回路輸出至跳閘保持回路的控制信號 端，輔助電源正極信號端以及輔助電源負極信號端；輔助電源負極信號端與繼電器之間設 置有用于調節負載功率閾值的電阻。
[0019] 所述的繼電器與直跳開入信號端之間設置用于防止信號反接的第三二極管。
[0020] 與現有技術相比，本實用新型具有如下的有益效果：
[0021] 1、穩態功耗可控；
[0022] 傳統直跳開入回路電路采用阻容及穩壓管網絡實現，當輸入信號電壓U上升時， 電路中的電流I也隨之上升，故而電路功耗p=n也會隨之以二次函數上升；本實用新型 采用恒流源方法設計，當輸入信號電壓u上升時，電路中的電流I不隨之上升，因此電路功 耗p=n僅會線性上升，做到了穩態功耗可控，使得電路穩定可靠。
[0023] 2、動作時間精確抗擾度高；
[0024] 傳統直跳開入回路電路采用多級電容充電的方式保證電路動作時間，但當輸入電 壓變化率不同或者尖峰擾動出線時，電容充電時間也有小范圍的不可控。本實用新型采用 恒流充電方式工作，即使尖峰擾動出現時，可對電路動作時間精確控制。
[0025] 3、動作閾值準確；
[0026] 傳統直跳開入回路電路閾值控制采用單個穩壓管和線性光耦配合控制輸入動作 閾值，在器件離散度大或線性度不好的情況下，往往必須采用元器件篩選的工藝方法保證 產品的穩定性。本實用新型采用多個穩壓管串連的方法抵消補償了單個穩壓管離散性的問 題，并將動作閾值選取在55%~70%中間，為電路動作值提供了充足裕度空間，不僅免除 了器件篩選帶來的復雜工藝及費用，還提升了電路的準確性和穩定性。
[0027] 4、抗交流干擾信號能力強；
[0028] 以二極管正向導通特性削去交流輸入負半周，在正半周時向電容充電，在負半周 時電容通過繼電器線圈放電，從而精確控制繼電器線圈電壓，做到交流串入時不動作，并且 直流輸入時動作時間可控。
[0029] 進一步的，本實用新型繼電器的線圈與設置在直跳開入回路電路上的第五穩壓管 并聯，當穩壓管工作在反向擊穿區時，為繼電器線圈分流，起到鉗位繼電器線圈電壓的保護 功能，當穩壓管工作在正向導通區時，為繼電器線圈起到續流作用。
【附圖說明】
[0030] 圖1本實用新型的電路原理示意圖；
[0031] 圖2本實用新型直流電壓輸入仿真電路圖；
[0032] 圖3本實用新型交流220V電壓輸入仿真電路圖；
[0033] 圖4本實用新型交流220V電壓輸入仿真波形圖。
【具體實施方式】
[0034] 下面結合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明；
[0035] 參見圖1，端口KM+為輔助電源正極信號端；端口KM-為輔助電源負極信號端；端 口TJF為直跳開入信號端；端口TJFO為直跳回路輸出至跳閘保持回路的控制信號端。
[0036] 本實用新型包括串聯設置在直跳開入信號端TJF與輔助電源負極信號端KM-之間 的：穩壓閾值控制電路，恒流源電路I，防反接二極管電路，電容電路II，繼電器電路。
[0037] 由第二穩壓管D52、第三穩壓管D55、第四穩壓管D56,三個穩壓管完成輸入動作閾 值控制。
[0038] 由MOS管Q15、第一穩壓管D51、第一電容C114、第一電阻R112組成恒流源電路。 其中第一電容C114對MOS管Q15門極起濾波作用；第一穩壓管D51和第一電阻R112組成 反饋網絡控制MOS管Q15的飽和度；第二電阻Rl16和第三電阻Rl17對MOS管Q15起到門 極限流作用；此外，MOS管Q15源極還外接第七電阻R92。
[0039] 第二電容C47和第三電容C50起到濾波和儲能的作用。當電路動作時，恒流源以 恒定電流向它們充電。當其電壓達到繼電器K3線圈的工作電壓時，繼電器K3才會動作；第 二電容C47和第三電容C50并聯，負極經第六電阻R4連接輔助電源負極信號端KM-。
[0040] 與繼電器K3線圈并聯的第五穩壓管D6工作在反向擊穿區時，為繼電器K3的線圈 分流，起到鉗位繼電器K3線圈電壓的保護功能；當第五穩壓管D6工作在正向導通區時，為 繼電器K3的線圈起到續流作用；
[0041]設置在恒流源電路I輸入端線路上的第一二極管D54和設置在輸出端線路上的 第二二極管D8起到防反接，以及削去交流輸入負半周信號的功能；
[0042] 設置在繼電器K3與直跳開入信號端TJF之間的第三二極管D7起到防止直跳輸入 信號反接的功能；
[0043] 輔助電源負極信號端KM-與繼電器K3之間并聯設置的第四電阻R2和第五電阻 R93提供直跳輸入信號5W負載；
[0044] 繼電器K3起到切掉5W負載以及輸出跳閘信號的功能。
[0045] 參見圖2, 3,在仿真電路圖中，第二穩壓管D52、第三穩壓管D55、第四穩壓管D56 均采用1N4754A，MOS管Q15采用IRF420,第一穩壓管D51采用1N4741A;第一電容C114為 150pF;第一電阻R112為510D;第八電阻R6為820kQ，等效串聯的第二電阻R116和第三 電阻R117 ;第七電阻R92為47Q;第四電容C2為8yF，等效并聯的第二電容C47和第三電 容〇50;第九電阻1?3為1.921^，等效繼電器1(3線圈；第五穩壓管06采用謂47494 ;第一二 極管D54和第二二極管D8采用1N4007。
[0046] 本實用新型輸入直流55%、70%、100%電壓時，V2分別為121V、154V和220V，仿 真結果如下表所示：
[0047]
【主權項】
1. 一種直跳開入回路電路，其特征在于，包括串聯設置在直跳開入信號端（TJF)與輔 助電源負極信號端（KM-)之間的： 由若干只穩壓管串聯組成的穩壓閾值控制電路； 基于MOS管（Q15)建立的恒流源電路（I ); 用于削去交流輸入負半周信號的防反接二極管電路； 用于進行濾波和儲能的電容電路（II ); 用于切掉不足功率負載以及輸出跳閘信號的繼電器電路。
2. 根據權利要求1所述的直跳開入回路電路，其特征在于：所述的恒流源電路（I )包 括用于對MOS管（Q15)門極濾波的第一電容（C114)，組成反饋網絡用于控制MOS管（Q15) 飽和度的第一穩壓管（D51)和第一電阻（R112)，串聯設置用于對MOS管（Q15)門極限流的 第二電阻（R116)和第三電阻（R117)。
3. 根據權利要求1或2所述的直跳開入回路電路，其特征在于：所述的穩壓閾值控制 電路包括設置在恒流源電路（I )輸入端線路上的第二穩壓管（D52)，以及串聯設置在恒流 源電路（I )輸出端線路上的第三穩壓管（D55)和第四穩壓管（D56)。
4. 根據權利要求1或2所述的直跳開入回路電路，其特征在于：所述的防反接二極管 電路包括設置在恒流源電路（I )輸入端線路上的第一二極管（D54)，以及設置在恒流源電 路（I )輸出端線路上的第二二極管（D8)。
5. 根據權利要求1所述的直跳開入回路電路，其特征在于：所述的電容電路（II )包 括并聯設置的第二電容（C47)和第三電容（C50)。
6. 根據權利要求1所述的直跳開入回路電路，其特征在于：所述的繼電器電路包括繼 電器（K3)，繼電器（K3)的線圈并聯設置在直跳開入回路電路上。
7. 根據權利要求6所述的直跳開入回路電路，其特征在于：所述的繼電器（K3)的線圈 與設置在直跳開入回路電路上的第五穩壓管（D6)并聯。
8. 根據權利要求6所述的直跳開入回路電路，其特征在于：所述的繼電器（K3)外接直 跳開入信號端（TJF)，直跳回路輸出至跳閘保持回路的控制信號端（TJFO)，輔助電源正極 信號端（KM+)以及輔助電源負極信號端（KM-);輔助電源負極信號端（KM-)與繼電器（K3) 之間設置有用于調節負載功率閾值的電阻。
9. 根據權利要求8所述的直跳開入回路電路，其特征在于：所述的繼電器（K3)與直跳 開入信號端（TJF)之間設置用于防止信號反接的第三二極管（D7)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種直跳開入回路電路，包括串聯設置在直跳開入信號端與輔助電源負極信號端之間的：由若干只穩壓管串聯組成的穩壓閾值控制電路；基于MOS管建立的恒流源電路；用于削去交流輸入負半周信號的防反接二極管電路；用于進行濾波和儲能的電容電路；用于切掉不足功率負載以及輸出跳閘信號的繼電器電路。本實用新型具有穩態功耗可控，動作時間精確抗擾度高，動作閾值準確，抗交流干擾信號能力強的特點。
【IPC分類】H02H3-02
【公開號】CN204578055
【申請號】CN201520158112
【發明人】劉波, 靳小飛, 劉平, 邢偉奇, 劉鵬
【申請人】西電通用電氣自動化有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年3月19日