CN103427392B - 一种电力系统保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电力系统保护装置，包括：当系统发生短路故障时对电路进行断路保护并且不对系统正常启动时的瞬时浪涌电流产生误动作的延时型断路保护电路；抑制开机瞬间容性负载充电带来的浪涌电流的负温度系数热敏电阻；在系统启动瞬间断开、在系统启动完成后接通、改善浪涌电流并消除所述负温度系数热敏电阻对转换效率影响的控制开关；当系统出现短路故障时及时动作断开使短路故障电流的峰值通过所述负温度系数热敏电阻得到有效抑制的快速型断路保护电路。在本发明中，在开关装置发生短路故障时，快速型断路保护装置也可以及时断开以避免浪涌电流对其它部分器件造成冲击损坏，全面提升了用电系统的保护特性，克服了现有电力保护装置的不足。
Description
技术领域
本发明涉及电力领域，尤其涉及一种电力系统保护装置。
背景技术
现代电力系统中，一般均有大量的容性负载，由于电容的初始电压为零，因此用电系统在启动过程中会对电容快速充电而造成巨大的浪涌电流，对供电系统和用电系统本身均会产生巨大的危害，甚至浪涌电流会造成部分器件烧毁，造成产品失效。为抑制开机瞬间容性负载充电带来的浪涌电流，一般传统的简单方法是在输入线路中串一负温度系数热敏电阻NTC（NegativeTemperatureCoefficient），如图一，系统启动瞬间由于NTC阻值较大，会有效限制浪涌电流在设定的安全范围，而稳态工作时，电流流过NTC产生的损耗会转换为热量使其温度升高，阻值降低，因此NTC带来的损耗会相对保持在接受的水准。在要求浪涌电流更低转换效率更高的产品设计里，常温下的NTC阻值会选的更大，为避免NTC对正常工况下产品转换效率的影响，在NTC两端再并一个开关装置（可以是继电器或其它半导体器件），如图二，即在系统启动瞬间开关装置是断开的，浪涌电流通过NTC得到限制，启动完成后，开关装置接通，工作电流直接通过开关装置旁路，既改善了浪涌也消除了NTC对转换效率的影响。以上方法均已在实际生产中大量应用。事实上，NTC限制浪涌电流的作用有限，特别是系统在较高温度下工作时，所以系统输入端一般选用的断路保护装置均为延时型（慢断型），以避免正常启动时的浪涌电流使断路保护装置误动作。但由于开关装置等效阻抗极小而且很难及时断开（如继电器一般最大断开时间达10ms甚至更高），所以短路故障电流由于没有NTC限流一般巨大，造成延时型（慢断型）断路保护装置往往会在系统出现短路故障时动作不及时，导致供电系统单级或多级空气开关跳闸，直接影响到人们的生活和生产。特别是在通信机房或云计算等领域，由于电源模块故障造成的机房断电并不鲜见，给企业和终端用户带来巨大的经济损失。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电力系统保护装置，旨在解决现在电力系统保护装置由于开关装置等效阻抗极小而且很难及时断开，短路故障电流由于没有NTC限流一般巨大，造成延时型断路保护装置往往会在系统出现短路故障时动作不及时，导致供电系统单级或多级空气开关跳闸的问题。
本发明是这样实现的，一种电力系统保护装置，输入端与供电系统连接，输出端与容性负载连接，包括：
输入端与供电系统连接，当系统发生短路故障时对电路进行断路保护并且不对系统正常启动时的瞬时浪涌电流产生误动作的延时型断路保护电路；
第一端与所述延时型断路保护电路的输出端连接，第二端与所述容性负载连接，抑制开机瞬间容性负载充电带来的浪涌电流的负温度系数热敏电阻；
输入端分别与所述延时型断路保护电路的输出端以及负温度系数热敏电阻的第一端连接，控制端与控制信号连接，在系统启动瞬间断开、在系统启动完成后接通、改善浪涌电流并消除所述负温度系数热敏电阻对转换效率影响的控制开关；
输入端与所述控制开关的输出端连接，输出端分别与所述容性负载以及所述负温度系数热敏电阻的第二端连接，当系统出现短路故障时及时动作断开使短路故障电流的峰值通过所述负温度系数热敏电阻得到有效抑制的快速型断路保护电路。
上述结构中，所述延时型断路保护电路为熔断器，所述熔断器的输入端与供电系统连接，所述熔断器的输出端分别与所述负温度系数热敏电阻的第一端以及所述控制开关的输入端连接。
上述结构中，所述控制开关为继电器，所述继电器的输入端分别与所述延时型断路保护电路的输出端以及所述负温度系数热敏电阻的第一端连接，所述继电器的输出端与所述快速型断路保护电路的输入端连接，所述继电器的控制端与所述控制信号连接。
上述结构中，所述快速型断路保护电路为特快熔断型保险丝，所述特快熔断型保险丝的输入端与所述控制开关的输出端连接，输出端与容性负载连接。
在本发明中，在开关装置发生短路故障时，快速型断路保护装置也可以及时断开以避免浪涌电流对其它部分器件造成冲击损坏，全面提升了用电系统的保护特性，克服了现有电力保护装置的不足。
附图说明
图1是传统型电力系统保护装置的结构示意图；
图2是目前改进型电力系统保护装置的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的电力系统保护装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、原理及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的主要目的在于提供一种电力系统保护装置，利用快速型断路保护电路，可以实现当系统出现短路故障时及时动作断开使短路故障电流的峰值通过所述负温度系数热敏电阻得到有效抑制。
图3示出了本发明实施例提供的一种电力系统保护装置的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下。
本发明是这样实现的，一种电力系统保护装置，输入端与供电系统连接，输出端与容性负载连接，包括：
输入端与供电系统连接，当系统发生短路故障时对电路进行断路保护并且不对系统正常启动时的瞬时浪涌电流产生误动作的延时型断路保护电路100；
第一端与所述延时型断路保护电路100的输出端连接，第二端与所述容性负载连接，抑制开机瞬间容性负载充电带来的浪涌电流的负温度系数热敏电阻200；
输入端分别与所述延时型断路保护电路100的输出端以及负温度系数热敏电阻200的第一端连接，控制端与控制信号连接，在系统启动瞬间断开、在系统启动完成后接通、改善浪涌电流并消除所述负温度系数热敏电阻200对转换效率影响的控制开关300；
输入端与所述控制开关300的输出端连接，输出端分别与所述容性负载以及所述负温度系数热敏电阻200的第二端连接，当系统出现短路故障时及时动作断开使短路故障电流的峰值通过所述负温度系数热敏电阻200得到有效抑制的快速型断路保护电路400。
作为本发明一实施例，所述延时型断路保护电路100为熔断器，所述熔断器的输入端与供电系统连接，所述熔断器的输出端分别与所述负温度系数热敏电阻200的第一端以及所述控制开关300的输入端连接。
在本发明实施例中，熔断器为延时型断路元件，能避免正常启动时的浪涌电流使断路保护装置误动作。
作为本发明一实施例，所述控制开关300为继电器，所述继电器的输入端分别与所述延时型断路保护电路100的输出端以及所述负温度系数热敏电阻200的第一端连接，所述继电器的输出端与所述快速型断路保护电路400的输入端连接，所述继电器的控制端与所述控制信号连接。
作为本发明一实施例，所述快速型断路保护电路400为特快熔断型保险丝，所述特快熔断型保险丝的输入端与所述控制开关300的输出端连接，所述特快熔断型保险丝的输出端与容性负载连接。
本发明具体工作原理如下：
系统启动瞬间由于控制开关300是断开的，浪涌电流通过NTC得到有效限制而不会通过快速型断路保护装置造成保护误动作，启动完成后，控制开关300接通，工作电流直接通过控制开关300和快速型断路保护电路400旁路，由于控制开关300和快速型断路保护电路400等效阻抗极小，故既限制了浪涌电流也消除了NTC对转换效率的影响。同时，如果系统出现短路故障，瞬时的短路电流会使快速型断路保护电路400及时动作断开，短路故障电流的峰值会通过NTC得到有效抑制，延时型（慢断型）断路保护装置在这种情况下会有效动作，由于短路故障电流峰值并不高，造成供电系统的空气开关多级跳闸的可能性就避免了，该方法简单可靠，增加的快速型断路保护装置可以是特快熔断型保险丝等，成本低廉，可以广泛用于生产生活中的各种用电设备上。
在本发明中，在开关装置发生短路故障时，快速型断路保护装置也可以及时断开以避免浪涌电流对其它部分器件造成冲击损坏，全面提升了用电系统的保护特性，克服了现有电力保护装置的不足。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种电力系统保护装置，输入端与供电系统连接，输出端与容性负载连接，其特征在于，所述装置包括：
输入端与供电系统连接，当系统发生短路故障时对电路进行断路保护并且不对系统正常启动时的瞬时浪涌电流产生误动作的延时型断路保护电路；
第一端与所述延时型断路保护电路的输出端连接，第二端与所述容性负载连接，抑制开机瞬间容性负载充电带来的浪涌电流的负温度系数热敏电阻；
输入端分别与所述延时型断路保护电路的输出端以及负温度系数热敏电阻的第一端连接，控制端与控制信号连接，在系统启动瞬间断开、在系统启动完成后接通、改善浪涌电流并消除所述负温度系数热敏电阻对转换效率影响的控制开关；
输入端与所述控制开关的输出端连接，输出端分别与所述容性负载以及所述负温度系数热敏电阻的第二端连接，当系统出现短路故障时及时动作断开,使短路故障电流的峰值通过所述负温度系数热敏电阻得到有效抑制的快速型断路保护电路。
2.如权利要求1所述的电力系统保护装置，其特征在于，所述延时型断路保护电路为熔断器，所述熔断器的输入端与供电系统连接，所述熔断器的输出端分别与所述负温度系数热敏电阻的第一端以及所述控制开关的输入端连接。
3.如权利要求1所述的电力系统保护装置，其特征在于，所述控制开关为继电器，所述继电器的输入端分别与所述延时型断路保护电路的输出端以及所述负温度系数热敏电阻的第一端连接，所述继电器的输出端与所述快速型断路保护电路的输入端连接，所述继电器的控制端与所述控制信号连接。
4.如权利要求1所述的电力系统保护装置，其特征在于，所述快速型断路保护电路为特快熔断型保险丝，所述特快熔断型保险丝的输入端与所述控制开关的输出端连接，所述特快熔断型保险丝的输出端与容性负载连接。
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