CN105527482B - 一种电力系统电流监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力系统电流监测系统，包括电流互感器U1、电流互感器U2、整流桥Q1、整流桥Q2、电阻R3、电容C1和电位器RP1，所述电流互感器U1初级线圈两端连接三相电源A相，电流互感器U1次级线圈两端分别连接整流桥Q1引脚1和整流桥Q1引脚3，整流桥Q1引脚2分别连接电阻R3、电容C1和整流桥Q2引脚2，整流桥Q2引脚4分别连接电容C1另一端和电位器RP1一端。本发明电力系统电流监测系统结构简单，成本低，体积小，而且没有使用任何芯片元件，抗干扰能力强，而且电阻R0、电容C0和二极管V16组成一个逐流式电路实现功率因数校正功能，提高了电路的功率因素，保证率电路的稳定性非常适合大功率的电力系统使用。

Description

一种电力系统电流监测系统

技术领域

本发明涉及一种监测系统，具体是一种电力系统电流监测系统。

背景技术

很多电子设备都有个额定电流，不允许超过额定电流，不然会烧坏设备，所以有些设备就做了电流保护模块。当电流超过设定电流时候，设备自动断电，以保护设备。如主板USB一般有USB过流保护，保护主板不被烧坏。当线路发生短路时，重要特征之一是线路中的电流急剧增大，当电流流过某一预定值时，反应于电流升高而动作的保护装置叫过电流保护。现有的很多电力设备限流保护电路都采用芯片元件控制，抗干扰能力差，尤其是大功率的电力系统中尤其明显；另外现有的电力系统中很少加入功率因素补偿模块，及时加入也是使用现有的功率补偿芯片，没有针对电力系统进行定制，在不同的电力系统中，稳定性不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力系统电流监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电力系统电流监测系统，包括电流互感器U1、电流互感器U2、整流桥Q1、整流桥Q2、电阻R3、电容C1和电位器RP1，所述电流互感器U1初级线圈两端连接三相电源A相，电流互感器U1次级线圈两端分别连接整流桥Q1引脚1和整流桥Q1引脚3，整流桥Q1引脚2分别连接电阻R3、电容C1和整流桥Q2引脚2，整流桥Q2引脚4分别连接电容C1另一端和电位器RP1一端，整流桥Q2引脚1和整流桥Q2引脚3分别连接电流互感器U2次级线圈两端，电流互感器U2初级线圈两端分别连接三相电源B相，所述电位器RP1另一端连接电阻R3另一端，电位器RP1滑片连接二极管V9负极，二极管V9正极分别连接电阻R6、电容C2和二极管V11正极，电容C2另一端分别连接电阻R7、电阻R9和三极管V19集电极，三极管V19基极分别连接二极管V11负极和二极管V12负极，电阻R9另一端分别连接电阻R10和三极管V20基极，三极管V20集电极分别连接电阻R11、二极管V13负极和二极管V14正极，二极管V13正极分别连接电阻R12和电容C3，电容C3另一端分别连接二极管V15正极和电位器RP2一端，电位器RP2另一端分别连接电位器RP2滑片和电阻R13，所述二极管V14负极分别连接二极管V16负极和电阻R15，二极管V16正极分别连接电阻R14、电阻R0、电容C0和三极管V21集电极，电阻R15另一端分别连接电阻R16和三极管V22基极，三极管V22集电极分别连接电阻R17和电阻R18，电阻R18另一端分别连接电阻R19和三极管V23基极，三极管V23集电极分别连接继电器J线圈和二极管V18正极，三极管V23发射极分别连接三极管V22发射极、电阻R16另一端、三极管V21发射极、三极管V21基极、二极管V15负极、三极管V20发射极、三极管V19发射极、二极管V12正极和电阻R5，电阻R5另一端连接二极管V10负极，二极管V10正极连接电阻R4，电阻R4另一端分别连接电阻R6另一端、电阻R7另一端、电阻R11另一端、电阻R12另一端、电阻R13另一端、电阻R14另一端、电阻R0另一端、电容C0另一端、电阻R17另一端、二极管V18负极和继电器J线圈另一端，所述电阻R19另一端连接电阻R10另一端。

作为本发明再进一步的方案：电流互感器U1和电流互感器U2均采用LMZ1-0.5。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明电力系统电流监测系统结构简单，成本低，体积小，而且没有使用任何芯片元件，抗干扰能力强，而且电阻R0、电容C0和二极管V16组成一个逐流式电路实现功率因数校正功能，提高了电路的功率因素，保证率电路的稳定性非常适合大功率的电力系统使用。

附图说明

图1为电力系统电流监测系统的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

请参阅图1，本发明实施例中，一种电力系统电流监测系统，包括电流互感器U1、电流互感器U2、整流桥Q1、整流桥Q2、电阻R3、电容C1和电位器RP1，所述电流互感器U1初级线圈两端连接三相电源A相，电流互感器U1次级线圈两端分别连接整流桥Q1引脚1和整流桥Q1引脚3，整流桥Q1引脚2分别连接电阻R3、电容C1和整流桥Q2引脚2，整流桥Q2引脚4分别连接电容C1另一端和电位器RP1一端，整流桥Q2引脚1和整流桥Q2引脚3分别连接电流互感器U2次级线圈两端，电流互感器U2初级线圈两端分别连接三相电源B相，所述电位器RP1另一端连接电阻R3另一端，电位器RP1滑片连接二极管V9负极，二极管V9正极分别连接电阻R6、电容C2和二极管V11正极，电容C2另一端分别连接电阻R7、电阻R9和三极管V19集电极，三极管V19基极分别连接二极管V11负极和二极管V12负极，电阻R9另一端分别连接电阻R10和三极管V20基极，三极管V20集电极分别连接电阻R11、二极管V13负极和二极管V14正极，二极管V13正极分别连接电阻R12和电容C3，电容C3另一端分别连接二极管V15正极和电位器RP2一端，电位器RP2另一端分别连接电位器RP2滑片和电阻R13，所述二极管V14负极分别连接二极管V16负极和电阻R15，二极管V16正极分别连接电阻R14、电阻R0、电容C0和三极管V21集电极，电阻R15另一端分别连接电阻R16和三极管V22基极，三极管V22集电极分别连接电阻R17和电阻R18，电阻R18另一端分别连接电阻R19和三极管V23基极，三极管V23集电极分别连接继电器J线圈和二极管V18正极，三极管V23发射极分别连接三极管V22发射极、电阻R16另一端、三极管V21发射极、三极管V21基极、二极管V15负极、三极管V20发射极、三极管V19发射极、二极管V12正极和电阻R5，电阻R5另一端连接二极管V10负极，二极管V10正极连接电阻R4，电阻R4另一端分别连接电阻R6另一端、电阻R7另一端、电阻R11另一端、电阻R12另一端、电阻R13另一端、电阻R14另一端、电阻R0另一端、电容C0另一端、电阻R17另一端、二极管V18负极和继电器J线圈另一端，所述电阻R19另一端连接电阻R10另一端。

电流互感器U1和电流互感器U2均采用LMZ1-0.5。

本发明的工作原理是：请参阅图1，电压形成回路由电流互感器U1、U2，负载电阻R1、R2，桥式整流V1～V8，滤波电容C1，滤波电阻R3和定值电位器RP1等组成，其主要功能是将来自供电线路电流互感器二次侧的交流强电信号转换为相应的直流弱电信号。

起动回路是由三极管V19和V20构成的一种单稳态触发器，当供电线路正常运行时，通过电压形成回路反应到电位器RP1上的输出电压低于比较电压(V10和R5上的电压降)，适当选择R6和R7的阻值及三极管V19的电流放大倍数，可使V19由R6取得基极电流而处于深度饱和导通状态；适当选择R9和R10和R11的阻值及V20的电流放大倍数，可在V19导通时利用R9和R10的分压作用，使V20的基极电位为-0.5V，此电位低于V20发射电位而使其截止，因此后一级时限回路不动作。

当供电线路发生短路故障时，电位器RP1的输出电压高于比较电压，V19因基极电位低于发射极电位而截止。这时由于R7、R9和R10的分压，使V20的基极电位为7V，高于其发射极电位，从而由R7和R9供给V20基极电流，使之饱和导通(相当于起动继电器触点闭合)，导致后一级时限回路运动作。

电阻R0、电容C0和二极管V16组成一个逐流式电路实现功率因数校正功能，提高了电路的功率因素，保证率电路的稳定性。

当供电线路的故障消除后，由于电位器RP1的输出电压低于比较电压，触发器又迅速翻转(相当于继电器触点切换)，V19导通，V20截止，保护装置“返回”。

由上述分析可知，保护装置的动作电流取决于电位器RP1的输出电压，因此动作电流就靠改变RP1的阻值来调节，因此RP1就称为电流定值电位器。

时限回路采用电容放电式时限回路，当供电线路正常运行时，三极管V20处于截止状态。由于电容C3的隔直流作用，因此三极管V21由RP2、R13和V15获得基极电流而饱和导通，C3经R12、V15和V21充电。当供电线路发生短路故障时，如上所述，触发器V19和V20翻转，V20饱和导通。由于电容C3两端电压不能突变，从而使三极管V21因基极电位低于发射极电位而立即截止。三极管V22本来由于V20在截止时，V22的基极电位高于发射极电位，由R11、R14和的R15取得基极电流而导通，但三极管V20导通后，V21又立即截止，这时V22又改由R14、V17和R15获得基极电流而继续保持饱和导通状态。由于V20的导通，电容C3即开始经RP2、R13、V13和V20放电，V21导通。这时V20、V21都处于导通状态，而V22基极电位低于其发射极电位而立即截止，于是末级三极管V23导通(这相当于时间继电器的延时触点闭合)，导致后一级出口、信号回路动作。

由上述分析可知，保护装置的动作时间，就是电容C3放电时间。因此要调整保护装置的动作时间，可借改变电位器RP2的阻值来实现。

出口信号回路由三极管V22、V23和微型中间继电器J组成，上述的时限回路动作后，三极管V22截止，而V23的基极电位由R17、R18和R19分压，高于其发射极电压而饱和导通，使出口执行元件微型中间继电器J动作于跳闸，并发出信号。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种电力系统电流监测系统，包括电流互感器U1、电流互感器U2、整流桥Q1、整流桥Q2、电阻R3、电容C1和电位器RP1，其特征在于，所述电流互感器U1初级线圈两端连接三相电源A相，电流互感器U1次级线圈两端分别连接整流桥Q1引脚1和整流桥Q1引脚3，整流桥Q1引脚2分别连接电阻R3、电容C1和整流桥Q2引脚2，整流桥Q2引脚4分别连接电容C1另一端和电位器RP1一端，整流桥Q2引脚1和整流桥Q2引脚3分别连接电流互感器U2次级线圈两端，电流互感器U2初级线圈两端分别连接三相电源B相，所述电位器RP1另一端连接电阻R3另一端，电位器RP1滑片连接二极管V9负极，二极管V9正极分别连接电阻R6、电容C2和二极管V11正极，电容C2另一端分别连接电阻R7、电阻R9和三极管V19集电极，三极管V19基极分别连接二极管V11负极和二极管V12负极，电阻R9另一端分别连接电阻R10和三极管V20基极，三极管V20集电极分别连接电阻R11、二极管V13负极和二极管V14正极，二极管V13正极分别连接电阻R12和电容C3，电容C3另一端分别连接二极管V15正极和电位器RP2一端，电位器RP2另一端分别连接电位器RP2滑片和电阻R13，所述二极管V14负极分别连接二极管V16负极和电阻R15，二极管V16正极分别连接电阻R14、电阻R0、电容C0和三极管V21集电极，电阻R15另一端分别连接电阻R16和三极管V22基极，三极管V22集电极分别连接电阻R17和电阻R18，电阻R18另一端分别连接电阻R19和三极管V23基极，三极管V23集电极分别连接继电器J线圈和二极管V18正极，三极管V23发射极分别连接三极管V22发射极、电阻R16另一端、三极管V21发射极、三极管V21基极、二极管V15负极、三极管V20发射极、三极管V19发射极、二极管V12正极和电阻R5，电阻R5另一端连接二极管V10负极，二极管V10正极连接电阻R4，电阻R4另一端分别连接电阻R6另一端、电阻R7另一端、电阻R11另一端、电阻R12另一端、电阻R13另一端、电阻R14另一端、电阻R0另一端、电容C0另一端、电阻R17另一端、二极管V18负极和继电器J线圈另一端，所述电阻R19另一端连接电阻R10另一端，所述整流桥Q1的第4脚与整流桥Q2的第4脚相连。

2.根据权利要求1所述的电力系统电流监测系统，其特征在于，电流互感器U1和电流互感器U2均采用LMZ1-0.5。