CN104600662A - 一种三相四线电源自动纠相保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种三相四线电源自动纠相保护装置，属于电源技术领域。三相四线电源自动纠相保护装置包括电源监控电路、至少一个断相与相序保护继电器、至少一个直流继电器以及至少一个三相四线的交流接触器。电源监控电路包括有单片机，所述交流接触器分别与所述断相与相序保护继电器、所述直流继电器电连接，所述单片机与所述断相与相序保护继电器电连接。电源监控电路检测断相与相序保护继电器的一对触点的通断情况，当检测到所述一对触点接通后，则控制所述交流接触器输出正确相序的电。通过对三相四线电源的输入的不同相序的自动检测、识别，然后通过断相与相序保护继电器、直流继电器以及交流接触器的配合给用电设备提供正确相序的电。

Description

一种三相四线电源自动纠相保护装置

技术领域

本发明涉及电源技术领域，具体而言，涉及一种三相四线电源自动纠相保护装置。

背景技术

现有的三相四线电源相序调整技术方案一般涉及断相与相序保护继电器、交流接触器等器件，通过断相与相序保护继电器对输入三相四线电源相序的判读，接通对应于正确相序通路上的交流接触器，从而输出正确相序的三相电。

发明人在研究中发现，现有技术中三相四线电源相序调整技术只能对火线进行相序切换调整，而不能对中性线提供断相保护；不能进行自动断电、自动对三相四线电源进行自动纠相等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种三相四线电源自动纠相保护装置，以实现对三相四线电源的火线、中性线进行纠相。

第一方面，本发明实施例提供了一种三相四线电源自动纠相保护装置，包括电源监控电路、至少一个断相与相序保护继电器、至少一个直流继电器以及至少一个三相四线的交流接触器，所述电源监控电路包括单片机，一个所述交流接触器、一个所述断相与相序保护继电器和一个所述直流继电器为一组，每组中的所述交流接触器分别与所述断相与相序保护继电器、所述直流继电器电连接，所述电源监控电路与所述断相与相序保护继电器电连接，所述断相与相序保护继电器的三个输入端分别与所述三相四线电源的三根输电线电连接，所述断相与相序保护继电器的一对常开触点中的第一常开触点与所述电源监控电路电连接，所述断相与相序保护继电器的所述一对常开触点中的第二常开触点与所述三相四线电源的一根输电线电连接；

所述电源监控电路用于判断所述断相与相序保护继电器的所述一对常开触点是否闭合，如果闭合，则通过所述电源监控电路给与所述一对常开触点闭合的断相与相序保护继电器为一组的交流接触器的线圈供电。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述三相四线电源自动纠相保护装置包括8个所述断相与相序保护继电器、8个所述交流接触器以及8个所述直流继电器，所述三相四线电源的四根输电线分别为第一输电线、第二输电线、第三输电线和第四输电线；

第一个断相与相序保护继电器的三个输入端分别与所述第一输电线、所述第二输电线、所述第三输电线电连接，所述第一个断相与相序保护继电器的第二常开触点与所述第四输电线电连接；

第二个所述断相与相序保护继电器的三个输入端分别与所述第一输电线、所述第三输电线、所述第二输电线电连接，所述第二个断相与相序保护继电器的第二常开触点与所述第四输电线电连接；

第三个断相与相序保护继电器的三个输入端分别与所述第一输电线、所述第二输电线、所述第四输电线电连接，所述第三个断相与相序保护继电器的第二常开触点与所述第三输电线电连接；

第四个断相与相序保护继电器的三个输入端分别与所述第一输电线、所述第四输电线、所述第二输电线，所述第四个所述断相与相序保护继电器的第二常开触点与所述第三输电线电连接；

第五个断相与相序保护继电器的三个输入端分别与所述第一输电线、所述第三输电线、所述第四输电线，所述第五个断相与相序保护继电器的第二常开触点与所述第二输电线电连接；

第六个断相与相序保护继电器的三个输入端分别与所述第一输电线、所述第四输电线、所述第三输电线，所述第六个断相与相序保护继电器的第二常开触点与所述第二输电线电连接；

第七个断相与相序保护继电器的三个输入端分别与所述第二输电线、所述第三输电线、所述第四输电线，所述第七个所述断相与相序保护继电器的第二常开触点与所述第二输电线电连接；

第八个断相与相序保护继电器的三个输入端分别与所述第二输电线、所述第四输电线、所述第三输电线，所述第八个断相与相序保护继电器的第二常开触点与所述第二输电线电连接。

结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述电源监控电路包括4个电流互感器、与所述单片机电连接的三相电能计量芯片，4个所述电流互感器分别与所述交流接触器的四个输出端电连接，4个所述电流互感器均通过第一信号线与所述三相电能计量芯片电连接，所述三相电能计量芯片用于读取电能信号，所述电能信号包括每个电流互感器的电流信号。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述电源监控电路还包括第一电压互感器、第二电压互感器以及第三电压互感器，所述第一电压互感器、所述第二电压互感器、所述第三电压互感器均与所述交流接触器的两个输出端电连接，所述第一电压互感器、所述第二电压互感器以及所述第三电压互感器均通过第二信号线与所述单片机电连接，所述电能信号还包括所述第一电压互感器的电压信号、所述第二电压互感器的电压信号以及所述第三电压互感器的电压信号。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述电源监控电路还包括LCD触摸屏、蜂鸣器，所述LCD触摸屏用于接受用户输入的参数，所述用户输入的参数包括电压值或电流值，所述LCD触摸屏还用于显示三相四线电源的输出电压值、输出电流值以及输出频率值；所述单片机判断所述电能信号是否超出所述用户输入的参数，如果是，则控制所述蜂鸣器发出警报，在所述LCD触摸屏上显示报警信息，同时切断三相四线电源的电输出。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述三相四线电源自动纠相保护装置还包括整流稳压单元和断路器，所述断路器的四个输入端分别与三相四线电源的四根输电线电连接，所述断路器的某三个输出端分别与所述断相与相序保护继电器的三个输入端电连接，所述断相与相序保护继电器的第二常开触点与所述断路器的一个输出端电连接，所述断路器的一个输出端与所述断路器的辅助触点电连接，所述断路器的辅助触点还与所述直流继电器的常开触点电连接，所述断路器的四个输出端通过所述整流稳压单元给所述电源监控电路供电。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述三相四线电源自动纠相保护装置还包括启动按钮、终止按钮，所述断路器的一个输出端与所述启动按钮的输入端电连接，所述启动按钮的输出端与所述终止按钮的输入端电连接，所述终止按钮的输出端与所述断路器的辅助触点电连接。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述交流接触器的辅助触点分别与所述启动按钮的输入端、所述断路器的辅助触点对应的所述断路器的输出端电连接，所述交流接触器的线圈分别与所述直流继电器的常开触点、所述断相与相序保护继电器的第一常开触点电连接，所述交流接触器的四个输入端分别与所述断路器的四个输出端电连接。

结合第一方面的第七种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述直流继电器的线圈与所述电源监控电路电连接，所述直流继电器的常开触点分别与所述断路器的辅助触点、所述交流接触器的线圈电连接。

结合第一方面的第八种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，所述电源监控电路还包括达林顿陈列，所述达林顿陈列与所述单片机电连接，所述达林顿陈列用于对所述断相与相序保护继电器的第一常开触点与第二常开触点的通断信号进行采集与放大，所述达林顿陈列还用于对单片机的输出电流信号进行放大，给所述直流继电器的线圈供电，驱动所述直流继电器的常开触点闭合。

本发明实施例提供的三相四线电源自动纠相保护装置，通过单片机、断相与相序保护继电器、直流继电器以及三相四线的交流接触器的配合使用，可以实现对三相四线电源的自动纠相。本发明实施例提供的三相四线电源自动纠相保护装置可以针对三相四线输出的电源进行自动纠相。本装置的使用可以大大简化工作中使用三相四线电源的接线繁琐的过程，不需要使用万用表等工具测量出中性线，即可直接与三相四线电源连接使用。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种三相四线电源自动纠相装置的原理图；

图2(a)、图2(b)示出了本发明实施例所提供的另一种三相四线电源自动纠相装置的原理图；

图3示出了本发明实施例所提供的电源监控电路的结构图。

附图标记说明

单片机201；蜂鸣器202；LCD触摸屏203；达林顿陈列204；三相电能计量芯片205。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在很多大型设备或者工厂里经常会涉及到三相四线电源的使用，三相四线电源能够提供更加稳定的输出、便于接入负载，而且在发电设备方面具有结构简单、便于运行和维护等优点。三相四线电源是目前电力系统主流的供电方式。另一方面，用电设备对三相四线电源的相序有严格的要求，错接、漏接等异常状况，都会造成用电设备无法正常工作，进而产生巨大的安全隐患与事故。基于以上原因，迫切地需要一种使用简单、方便，能够自动纠正三相四线电源相序的装置，以更加安全地使用三相四线电源。

实施例

本实施例提供了一种三相四线电源自动纠相保护装置，利用该装置可以实现对三相四线电源的自动纠相，从而可以大大简化三相四线电源的使用难度，使用三相四相电源时，将该装置接入电源与用电设备之间，其可以将相序错误的电源自动纠相为用电设备可以正常使用的正确相序电。参阅图1，三相四线电源自动纠相保护装置包括电源监控电路、至少一个断相与相序保护继电器X、至少一个直流继电器J以及至少一个三相四线的交流接触器KM，电源监控电路包括单片机201，本实施例中单片机201采用STM32F103ZET6型号芯片。一个交流接触器KM、一个断相与相序保护继电器X和一个直流继电器J为一组，每组中的交流接触器KM分别与断相与相序保护继电器X、直流继电器J电连接。电源监控电路与断相与相序保护继电器X电连接。断相与相序保护继电器X的三个输入端(L1、L2、L3)分别与三相四线电源的三根输电线(I01、I02、I03)电连接，断相与相序保护继电器X的一对常开触点中的第一常开触点Ta与电源监控电路电连接，断相与相序保护继电器X的一对常开触点中的第二常开触点Tc与三相四线电源的一根输电线I04电连接。电源监控电路用于判断断相与相序保护继电器X的一对常开触点是否闭合，如果闭合，则通过电源监控电路给与一对常开触点闭合的断相与相序保护继电器X为一组的交流接触器KM的线圈供电。

当三相四线电源输入某一相序的电时，断相与相序保护继电器X的第一常开触点Ta与第二常开触点Tc接通。单片机201监测到断相与相序保护继电器X的第一常开触点Ta与第二常开触点Tc的接通情况后，给直流继电器J的线圈供电，从而使直流继电器J的触点闭合；直流继电器J的常开触点闭合则使交流接触器KM的线圈得到供电，从而使得交流接触器KM的辅助触点闭合，最后从交流接触器KM的输出端输出正确顺序相序的电。

基于安全用电的考虑，确保用电设备在短路的情况下的安全，三相四线电源自动纠相保护装置还包括断路器D1和整流稳压单元，优选地，三相四线电源自动纠相保护装置还可以包括两组整流稳压单元，两组整流稳压单元通过二极管并联。当两组整流稳压单元同时供电时，电压高的一组对电源监控电路提供有效的电源，当只有一组整流稳压单元时，同样可以为电源监控电路提供稳定的供电。

断路器D1的四个输入端分别与三相四线电源的四根输电线电连接，断路器D1的某三个输出端分别与断相与相序保护继电器X的三个输入端电连接。断相与相序保护继电器X的第二常开触点Tc与断路器D1的一个输出端电连接。断路器D1的其中一个输入端对应的断路器D1的输出端与断路器D1的辅助触点电连接，断路器D1的辅助触点还与直流继电器J的常开触点电连接。断路器D1的四个输出端通过整流稳压单元给电源监控电路供电。当用电设备发生短路时，断路器D1的辅助触点及时地断开，从而切断三相四线电源的电能输入，停止供电。这就避免了三相四线电源自动纠相保护装置内部的各个元器件被破坏的情况；同时，还能确保用电设备和人身的安全。

为了提高三相四线电源自动纠相保护装置的供电和断电的灵活性，三相四线电源自动纠相保护装置还包括启动按钮ST、终止按钮STP，断路器D1的一个输出端与启动按钮ST的输入端电连接，启动按钮ST的输出端与终止按钮STP的输入端电连接，终止按钮STP的输出端与断路器D1的辅助触点电连接。当将该装置接入三相四线电源和用电设备时，单片机201检测到断相与相序保护继电器X的第一常开触点Ta与第二常开触点Tc的接通情况后，直流继电器J的线圈得到供电，并且闭合直流继电器J的常开触点，此时若按下启动按钮ST给交流接触器KM的线圈供电，交流接触器KM的辅助触点闭合，最后从交流接触器KM的输出端输出正确相序的电源。交流接触器KM在自锁原理的作用下，即使松开启动按钮ST也可以继续供电。当需要停止供电时，按下终止按钮STP使得交流接触器KM的线圈断电，从而使交流接触器KM的辅助触点断开，进而切断三相四线电源的输出。启动按钮ST和终止按钮STP的设置使三相四线电源自动纠相保护装置的使用更加灵活，人们可以根据自己的需要、用电设备和用电环境的情况供电或者终止供电。

交流接触器KM的辅助触点分别与启动按钮ST的输入端、断路器D1的辅助触点对应的断路器D1的输出端电连接，交流接触器KM的线圈分别与直流继电器J的常开触点、断相与相序保护继电器X的第一常开触点Ta电连接，交流接触器的四个输入端分别与断路器的四个输出端电连接。直流继电器J的线圈与电源监控电路电连接，直流继电器J的常开触点分别与断路器D1的辅助触点、交流接触器KM的线圈电连接。

参阅图2(a)、图2(b)，由于三相四线电源的输入相序有多种，为了实现对多种三相四线电源的输入进行纠相，三相四线电源自动纠相保护装置包括8个断相与相序保护继电器、8个交流接触器以及8个直流继电器。三相四线电源的四根输电线分别为第一输电线I1、第二输电线I2、第三输电线I3和第四输电线I4。其中每一个断相与相序保护继电器与三相四线电源的四根输电线的连接方式如下：

第一个断相与相序保护继电器X1的3个输入端分别与第一输电线I1、第二输电线I2、第三输电线I3电连接，第一个断相与相序保护继电器X1的第二常开触点Tc与第四输电线I4电连接。第二个断相与相序保护继电器X1的三个输入端分别与第一输电线I1、第三输电线I3、第二输电线I2电连接，第二个断相与相序保护继电器X2的第二常开触点Tc与第四输电线I4电连接。第三个断相与相序保护继电器X3的三个输入端分别与第一输电线I1、第二输电线I2、第四输电线I4电连接，第三个断相与相序保护继电器X3的第二常开触点Tc与第三输电线I3电连接。第四个断相与相序保护继电器X4的三个输入端分别与第一输电线I1、第四输电线I4、第二输电线I2，第四个断相与相序保护继电器X4的第二常开触点Tc与第三输电线I3电连接。第五个断相与相序保护继电器X5的三个输入端分别与第一输电线I1、第三输电线I3、第四输电线I4，第五个断相与相序保护继电器X5的第二常开触点Tc与第二输电线I2电连接。第六个断相与相序保护继电器X6的三个输入端分别与第一输电线I1、第四输电线I4、第三输电线I3，第六个断相与相序保护继电器X6的第二常开触点Tc与第二输电线I2电连接。第七个断相与相序保护继电器X7的三个输入端分别与第二输电线I2、第三输电线I3、第四输电线I4，第七个断相与相序保护继电器X7的第二常开触点Tc与第二输电线I2电连接。第八个断相与相序保护继电器X8的三个输入端分别与第二输电线I2、第四输电线I4、第三输电线I3，第八个断相与相序保护继电器X8的第二常开触点Tc与第二输电线I2电连接。

第一个断相与相序保护继电器X1针对ABCN、CABN以及BCAN三种输入相序；

第二个断相与相序保护继电器X2针对ACBN、BACN以及CBAN三种输入相序；

第三个断相与相序保护继电器X3针对ABNC、CANB以及BCNA三种输入相序；

第四个断相与相序保护继电器X4针对ACNB、BANC以及CBNA三种输入相序；

第五个断相与相序保护继电器X5针对ANBC、CNAB以及BNCA三种输入相序；

第六个断相与相序保护继电器X6针对ANCB、BNAC以及CNBA三种输入相序；

第七个断相与相序保护继电器X7针对NABC、NCAB以及NBCA三种输入相序；

第八个断相与相序保护继电器X8针对NACB、NBAC以及NCBA三种输入相序。

相应地，与第一个断相与相序保护继电器X1为一组的直流继电器为J1、交流接触器为KM1；与第二个断相与相序保护继电器X2为一组的直流继电器为J2、交流接触器为KM2；与第三个断相与相序保护继电器X3为一组的直流继电器为J3、交流接触器为KM3；与第四个断相与相序保护继电器X4为一组的直流继电器为J4、交流接触器为KM4；与第五个断相与相序保护继电器X5为一组的直流继电器为J5、交流接触器为KM5；与第六个断相与相序保护继电器X6为一组的直流继电器为J6、交流接触器为KM6；与第七个断相与相序保护继电器X7为一组的直流继电器为J7、交流接触器为KM7；与第八个断相与相序保护继电器X8为一组的直流继电器为J8、交流接触器为KM8。

八个断相与相序保护继电器的设置可以使得本发明能够提供对三相四线电源的任意输入相序进行自动的调整、切换，从而提高该装置的纠相能力。此外，克服了现有的电源纠相设别只能进行三相电源相线(A、B、C)进行调整和切换的不足，还能够针对具有中性线N的输入的四线输入进行调整。三相四线电源自动纠相保护装置消除了由人工测量中性线N的工作量，有利于快速供电，避免了混淆中性线N与相线(A、B、C)的人为差错，有利于保护用电设备安全用电。本发明提供的三相四线电源自动纠相保护装置将中性线N引入电路系统中，可以对中性线N的缺失情况及时作出反应，保证用电设备的正常用电。

三相四线电源的输入具有中性线N与相线(A、B、C)的任意相序输入时，相应的断相与相序保护继电器工作，第一常开触点Ta与第二常开触点Tc闭合，单片机201检测到第一常开触点Ta与第二常开触点Tc闭合的情况，从而给同一组中的直流继电器的线圈供电；直流继电器的常开触点闭合，给交流接触器的线圈供电，使交流接触器的辅助触点闭合，最后向用电设备供电。当发生中性线N停止输入时，单片机201停止给直流继电器的线圈供电，从而使直流继电器的常开触点断开，交流接触器停止向外供电。通过上述的方式，三相四线电源自动纠相保护装置实现了中性线N的断相保护，克服了现有技术方案不能进行中性线N断相保护的不足，可以有效避免中性线N断开时，各相电压严重偏离标准电压、设备损毁的事故。在供电过程中，如果任一相线发生断相或者多个相线断开时，相应的断相与相序保护继电器的第一常开触点Ta与第二常开触点Tc断开，单片机201检测到这一情况后，停止给直流继电器的线圈供电，从而使直流继电器的常开触点断开，交流接触器停止向外供电。

如果三相四线电源输入的电压、电流以及频率发生异常，会导致用电设备被损坏或无法使用。基于上述的情况，电源监控电路还包括4个电流互感器、与单片机201电连接的三相电能计量芯片205，参阅图3。本实施例中三相电能计量芯片205采用ATT7022EU型号芯片。4个电流互感器分别与交流接触器的四个输出端电连接，4个电流互感器均通过第一信号线与三相电能计量芯片205电连接。

三相电能计量芯片205用于读取电能信号，电能信号包括每个电流互感器的电流信号。当任意一个或者多个电流互感器的电流信超过预设的标准值时，单片机201监控到这一情况，从而及时切断直流继电器的线圈供电，使得直流继电器的常开触点断开，进而停止供电，以确保用电设备的安全用电。

进一步地，电路监控电路还包括第一电压互感器E1、第二电压互感器E2以及第三电压互感器E3。第一电压互感器E1、第二电压互感器E2、第三电压互感器E3均与交流接触器的两个输出端电连接。较佳地，第一电压互感器E1与交流接触器对应于相线A和中性线N的两个输出端电连接，第二电压互感器E2与交流接触器对应于相线B和中性线N的两个输出端电连接，第三电压互感器E3与交流接触器对应于相线C和中性线N的两个输出端电连接，第一电压互感器E1、第二电压互感器E2以及第三电压互感器E3分别用于判断出三相四线电源的三个相电压。第一电压互感器E1、第二电压互感器E2以及第三电压互感器E3均通过第二信号线与单片机201电连接，电能信号还包括第一电压互感器E1、第二电压互感器E2以及第三电压互感器E3的电压信号。当第一电压互感器E1的电压信号或者第二电压互感器E2的电压信号或者第三电压互感器E3的电压信号超过预设的标准时，单片机201监控到这一情况，从而及时切断直流继电器的线圈供电，使得直流继电器的常开触点断开，进而停止供电，以确保用电设备的安全用电。

较优地，电源监控电路还包括LCD触摸屏203、蜂鸣器202，LCD触摸屏203用于接受用户输入的参数，用户输入的参数包括电压值或电流值或频率值。LCD触摸屏还用于显示三相四线电源的输出电压值、输出电流值以及输出频率值。单片机201判断电能信号是否超出用户输入的参数，如果是，则控制蜂鸣器202发出警报，优选地，还向LCD触摸屏203写入报警信息，在LCD触摸屏上显示报警信息，同时切断三相四线电源的电输出，以便使用者知道是电压或者电流或者频率超过用户输入的参数。电源监控电路还包括达林顿陈列204，本实施例中采用ULN2003达林顿陈列204。达林顿陈列204与单片机201电连接，达林顿陈列204用于对断相与相序保护继电器的第一常开触点Ta与第二常开触点Tc的通断信号进行采集与放大，以及用于对单片机201的输出电流信号进行放大，以给直流继电器的线圈供电，驱动直流继电器的常开触点闭合。

综上所述，本发明提供的三相四线电源自动纠相保护装置至少可以实现以下功能。

1、自动纠相：

当三相四线电源以任意相序输入电时，八个断相与相序保护继电器中，有且只有一个断相与相序保护继电器的一对常开触点接通，即Ta与Tc接通。此时，电源监控电路能监测到其Ta与Tc的接通情况，从而给与此断相与相序保护继电器的同一组中的直流继电器的线圈供电，使该直流继电器的常开触点闭合。需要供电时，按下ST启动按钮，则给与一对常开触点闭合的此断相与相序保护继电器同一组中的交流接触器的线圈供电，从而使得相应交流接触器的辅助触点闭合，从而从交流接触器的输出端得到正确相序的动力电源输出。由于交流接触器的辅助触点的闭合，在自锁原理的作用下，松开启动按钮ST，仍然可以正常供电。当需要停止供电时，可以按下终止按钮STP，从而使交流接触器的线圈断电，导致交流接触器的辅助触点断开，最终达到切断电源输出的目的。

2、断相保护：

当三相四线电源的输入中包含相线A、相线B、相线C，而没有中性线N时，八个断相与相序保护继电器中有且只有一个断相与相序保护继电器的一对常开触点接通，即Ta与Tc接通。由于没有中性线N的输入，电源监控电路不能监测到该断相与相序保护继电器的一对常开触点的接通情况，相应地不会给与上述断相与相序保护继电器同一组中的直流继电器的线圈供电，即使按下启动按钮ST，交流接触器的辅助触点也不会闭合，不会向用电设备供电。

当三相四线电源的输入中包含相线A、相线B以及中性线N，而没有相线C时，八个断相与相序保护继电器中没有任何一个断相与相序保护继电器的一对常开触点会接通，即使按下启动按钮ST也无法供电。当三相四线电源的输入中包含相线A、相线B、相线C以及中心线N电源，且按下启动按钮ST后正常供电后，若相线A、相线B以及相线C中任意一相发生断相时，断相与相序保护继电器的一对常开触点断开，从而停止供电；若中性线N被切断，则也会停止供电。

3、电能质量监控：

电源监控电路中的三相电能计量芯片实时采集电压、电流、频率等等信息，并发送至单片机进行及时判读，当超过设定的标准时，则停止给直流继电器的线圈供电，使得直流继电器的常开触点断开，从而停止供电。同时还可以由LCD触摸屏显示告警信息，并通过蜂鸣器发声报警。

4、自动断电：

在用电设备结束运转，处于小电流或无电流状态时，三相电能计量芯片能采集到此小电流值或者无电流状态，在上述小电流或者无电流状态持续一定的设定时间后，电源监控电路可以及时自动切断直流继电器的线圈电源，此时交流接触器的线圈的电源也被切断，交流接触器的辅助触点断开，从而停止供电。

5、短路保护：

当用电设备发生短路时，断路器D1的主触点与辅助触点断开，快速切断三相四线电源的输入，保证三相四线电源自动纠相保护装置内部器件、用电设备和以及人身的安全。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种三相四线电源自动纠相保护装置，其特征在于，包括电源监控电路、至少一个断相与相序保护继电器、至少一个直流继电器以及至少一个三相四线的交流接触器，所述电源监控电路包括单片机，一个所述交流接触器、一个所述断相与相序保护继电器和一个所述直流继电器为一组，每组中的所述交流接触器分别与所述断相与相序保护继电器、所述直流继电器电连接，所述电源监控电路与所述断相与相序保护继电器电连接，所述断相与相序保护继电器的三个输入端分别与所述三相四线电源的三根输电线电连接，所述断相与相序保护继电器的一对常开触点中的第一常开触点与所述电源监控电路电连接，所述断相与相序保护继电器的所述一对常开触点中的第二常开触点与所述三相四线电源的一根输电线电连接；

所述电源监控电路用于判断所述断相与相序保护继电器的所述一对常开触点是否闭合，如果闭合，则通过所述电源监控电路给与所述一对常开触点闭合的断相与相序保护继电器为一组的交流接触器的线圈供电。

2.根据权利要求1所述的三相四线电源自动纠相保护装置，其特征在于，所述三相四线电源自动纠相保护装置包括8个所述断相与相序保护继电器、8个所述交流接触器以及8个所述直流继电器；所述三相四线电源的四根输电线分别为第一输电线、第二输电线、第三输电线和第四输电线；

第一个断相与相序保护继电器的三个输入端分别与所述第一输电线、所述第二输电线、所述第三输电线电连接，所述第一个断相与相序保护继电器的第二常开触点与所述第四输电线电连接；

第二个断相与相序保护继电器的三个输入端分别与所述第一输电线、所述第三输电线、所述第二输电线电连接，所述第二个断相与相序保护继电器的第二常开触点与所述第四输电线电连接；

第三个断相与相序保护继电器的三个输入端分别与所述第一输电线、所述第二输电线、所述第四输电线电连接，所述第三个断相与相序保护继电器的第二常开触点与所述输电线第三输电线电连接；

第四个断相与相序保护继电器的三个输入端分别与所述第一输电线、所述第四输电线、所述第二输电线电连接，所述第四个所述断相与相序保护继电器的第二常开触点与所述输电线第三输电线电连接；

第五个断相与相序保护继电器的三个输入端分别与所述第一输电线、所述第三输电线、所述第四输电线，所述第五个断相与相序保护继电器的第二常开触点与所述第二输电线电连接；

第六个断相与相序保护继电器的三个输入端分别与所述第一输电线、所述第四输电线、所述第三输电线，所述第六个断相与相序保护继电器的第二常开触点与所述第二输电线电连接；

第七个断相与相序保护继电器的三个输入端分别与所述第二输电线、所述第三输电线、所述第四输电线，所述第七个断相与相序保护继电器的第二常开触点与所述第二输电线电连接；

第八个断相与相序保护继电器的三个输入端分别与所述第二输电线、所述第四输电线、所述第三输电线，所述第八个断相与相序保护继电器的第二常开触点与所述第二输电线电连接。

3.根据权利要求1或2所述的三相四线电源自动纠相保护装置，其特征在于，所述电源监控电路还包括4个电流互感器、与所述单片机电连接的三相电能计量芯片，4个所述电流互感器分别与所述交流接触器的四个输出端电连接，4个所述电流互感器均通过第一信号线与所述三相电能计量芯片电连接，所述三相电能计量芯片用于读取电能信号，所述电能信号包括每个电流互感器的电流信号。

4.根据权利要求3所述的三相四线电源自动纠相保护装置，其特征在于，所述电源监控电路还包括第一电压互感器、第二电压互感器以及第三电压互感器，所述第一电压互感器、所述第二电压互感器、所述第三电压互感器均与所述交流接触器的两个输出端电连接，所述第一电压互感器、所述第二电压互感器以及所述第三电压互感器均通过第二信号线与所述单片机电连接，所述电能信号还包括所述第一电压互感器的电压信号、所述第二电压互感器的电压信号以及所述第三电压互感器的电压信号。

5.根据权利要求4所述的三相四线电源自动纠相保护装置，其特征在于，所述电源监控电路还包括LCD触摸屏、蜂鸣器，所述LCD触摸屏用于接受用户输入的参数，所述用户输入的参数包括电压值或电流值，所述LCD触摸屏还用于显示三相四线电源的输出电压值、输出电流值以及输出频率值；

所述单片机判断所述电能信号是否超出所述用户输入的参数，如果是，则控制所述蜂鸣器发出警报，在所述LCD触摸屏上显示报警信息，同时切断三相四线电源的电输出。

6.根据权利要求5所述的三相四线电源自动纠相保护装置，其特征在于，所述三相四线电源自动纠相保护装置还包括整流稳压单元和断路器，所述断路器的四个输入端分别与三相四线电源的四根输电线电连接，所述断路器的某三个输出端分别与所述断相与相序保护继电器的三个输入端电连接，所述断相与相序保护继电器的第二常开触点与所述断路器的一个输出端电连接，所述断路器的一个输出端与所述断路器的辅助触点电连接，所述断路器的辅助触点还与所述直流继电器的常开触点电连接，所述断路器的四个输出端通过所述整流稳压单元给所述电源监控电路供电。

7.根据权利要求6所述的三相四线电源自动纠相保护装置，其特征在于，所述三相四线电源自动纠相保护装置还包括启动按钮、终止按钮，所述断路器的一个输出端与所述启动按钮的输入端电连接，所述启动按钮的输出端与所述终止按钮的输入端电连接，所述终止按钮的输出端与所述断路器的辅助触点电连接。

8.根据权利要求7所述的三相四线电源自动纠相保护装置，其特征在于，所述交流接触器的辅助触点分别与所述启动按钮的输入端、所述断路器的辅助触点对应的所述断路器的输出端电连接，所述交流接触器的线圈分别与所述直流继电器的常开触点、所述断相与相序保护继电器的第一常开触点电连接，所述交流接触器的四个输入端分别与所述断路器的四个输出端电连接。

9.根据权利要求8所述的三相四线电源自动纠相保护装置，其特征在于，所述直流继电器的线圈与所述电源监控电路电连接，所述直流继电器的常开触点分别与所述断路器的辅助触点、所述交流接触器的线圈电连接。

10.根据权利要求9所述的三相四线电源自动纠相保护装置，其特征在于，所述电源监控电路还包括达林顿陈列，所述达林顿陈列与所述单片机电连接，所述达林顿陈列用于对所述断相与相序保护继电器的第一常开触点与第二常开触点的通断信号进行采集与放大,所述达林顿陈列还用于对所述单片机的输出电流信号进行放大，给所述直流继电器的线圈供电，驱动所述直流继电器的常开触点闭合。