CN109861197A - 用于直流供电系统的防交流电并网装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于直流供电系统的防交流电并网装置，其中直流供电系统包括串联的二极管D1和滤波电解电容C1，其特征在于包括滤波电解电容C1两端并联有二极管D，二级管D的阴极与二极管D1的阴极电连接，二极管D的两端并联有相互串联的电感L和电容C。本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种用于直流供电系统的防交流电并网装置，有效避免盗电后反送电，反相引起设备故障。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统保护技术领域，具体涉及用于直流供电系统的防交流电并网装置。
背景技术
路灯交流改直流隔离供电，与大地未形成回路，相对安全。但由于供电网络遍布城市各小区街道：各种搭电，窃电现象时有发生。在搭电，窃电过程中也发生交流反送电现象：烧毁直流装置严重破坏电网正常运行。
发明内容
本发明的目的就是针对现有直流供电技术的缺陷，提供一种用于直流供电系统的防交流电并网装置，有效避免了乱搭电以及盗电引起的交流反送电。
本发明提供了一种用于直流供电系统的防交流电并网装置，其中直流供电系统包括串联的二极管D1和滤波电解电容C1，其特征在于包括滤波电解电容C1两端并联有二极管D，二级管D的阴极与二极管D1的阴极电连接，二极管D的两端并联有相互串联的电感L和电容C，电容C两端作为直流供电系统的输出端。
上述技术方案中，还包括光电耦合器、MCU和驱动模块，光电耦合器并联于电容C两端，光电耦合器的光敏二极管的阴极经电感L与二极管D的阴极电连接，光电耦合器的光敏二极管的阳极与二极管D的阳极电连接，光电耦合器的输出端与MCU的信号输入端电连接，MCU的输出端电连接有驱动模块；电容C和二极管之间设置有开关K，MCU接受到来自光电耦合器的信号后发送断开开关的命令至驱动模块，驱动模块根据上述命令驱动开关K断开。
上述技术方案中，还包括电流互感器，电流互感器的输入端经电容C2并联于电容C的两端，电流互感器的输出端电连接于MCU的信号输入端，MCU接受到来自电流互感器的电平信号后发送断开开关的命令至驱动模块，驱动模块根据上述命令驱动开关K断开；MCU没有接受到来自电流互感器的电平信号后发送恢复开关的命令至驱动模块，驱动模块根据上述命令驱动开关K。
上述技术方案中，电容C的两端并联有相互串联的电阻R1和稳压管，其中稳压管的阴极与光电耦合器的光敏二极管的阴极电连接，稳压管的阳极与光电耦合器的光敏二极管的阳极电连接。
上述技术方案中，稳压管的阴极经电阻R2与光电耦合器的光敏二极管的阴极电连接，通过设置电阻R1和电阻R2的比值调节光电耦合器的导通时间，保证光电耦合器的导通时间大大的小于交流供电反相周期的四分之一。
上述技术方案中，还包括外部电源，所述外部电源分别为MCU和光电耦合器供电。
上述技术方案中，MCU还电连接有无线通讯模块，MCU通过无线通讯模块将盗电状况发送至外部平台。
上述技术方案中，开关K采用双极型晶体管、mos管、IGBT管或其他高速电子开关，不允许使用晶闸管。
上述技术方案中，直流供电系统的输出端和电容之间设置有保护电阻，保护电阻的两端分别与MCU的输入端电连接，用于判断流经保护电阻的电流，若流经保护电阻的电流超过MCU内部设定值，MCU发送断开开关的命令至驱动模块，驱动模块根据上述命令驱动开关K断开。
当在交流供电正半周时直流供电与交流供电同相，相当于两组电源对电力系统供电，不会对系统造成损伤，本发明主要针对交流供电负半周时与直流供电反相时的状况。本发明通过在直流供电输出系统终端的滤波电容两端并联二极管D，使得反相电压时，二极管D导通即对滤波电解电容C1相当于短路，避免对滤波电解电容C1产生影响。同时电感L和电容C构成并联负载，对电力系统起到保护作用。当光电耦合器正相时光耦截止，反向光耦二极管导通给MCU发送反相讯号，通过MCU发出关断K的讯号，同时发出报警讯号经无线模块发出，使相关工作人员及时获知盗电状况。电流互感器直流状态下无输出，如交流反送未解除则有交流讯号提供给MCU；当交流反送电解除后，无交流讯号，则自动复信，即恢复开关K的闭合，保障电力系统的正常使用。
附图说明
图1是为本发明示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1所示，本发明提供了一种用于直流供电系统的防交流电并网装置，其中直流供电系统包括串联的二极管D1和滤波电解电容C1，其特征在于包括滤波电解电容C1两端并联有二极管D，二级管D的阴极与二极管D1的阴极电连接，二极管D的两端并联有相互串联的电感L和电容C。电容C作为直流供电系统的输出端。当在交流供电正半周时直流供电与交流供电同相，相当于两组电源对电力系统供电，不会对系统造成损伤，本发明主要针对交流供电负半周时与直流供电反相时的状况。本发明通过在直流供电输出系统终端的滤波电容两端并联二极管D，使得反相电压时，二极管D导通即对滤波电解电容C1相当于短路，避免对滤波电解电容C1产生影响。同时电感L和电容C构成并联负载，对电力系统起到保护作用
上述技术方案中，还包括光电耦合器、MCU和驱动模块，光电耦合器并联于电容C两端，光电耦合器的光敏二极管的阴极经电感L与二极管D的阴极电连接，光电耦合器的光敏二极管的阳极与二极管D的阳极电连接，光电耦合器的输出端与MCU的信号输入端电连接，MCU的输出端电连接有驱动模块；电容C和二极管之间设置有开关K，开关K包括双极型晶体管、管、管等其他高速电子开关，不允许采用晶闸管，保证开关K能够在瞬时间作出反应。由于实际运用中，盗电人员往往是在外部交流电接于电容C的两端，所以通过开关K的设置，即可实现盗电线路的切断。MCU接受到来自光电耦合器的信号后发送断开开关的命令至驱动模块，驱动模块根据上述命令驱动开关K断开。用于光电耦合器并联于电容C的两端，电容C同时可以起到延时保护的作用。其中，电容C的两端并联有相互串联的电阻R1和稳压管，其中稳压管的阴极与光电耦合器的光敏二极管的阴极电连接，稳压管的阳极与光电耦合器的光敏二极管的阳极电连接。稳压管的设置进一步保护了光电耦合器的安全性。稳压管的阴极经电阻R2与光电耦合器的光敏二极管的阴极电连接。本发明可以通过设置电阻R1和R2的比值，调整光电耦合器的导通的时间，保证光耦的导通时间大大的小于交流供电的周期的四分之一周期，即保证光耦在交流反相供电达到峰值之前导通，有效实现开关K的切断，保护直流供电系统。
上述技术方案中，还包括电流互感器，电流互感器的输入端经电容C2并联于电容C的两端，电流互感器的输出端电连接于MCU的信号输入端，MCU接受到来自电流互感器的低电平信号后发送断开开关的命令至驱动模块，驱动模块根据上述命令驱动开关K断开；MCU接受到来自电流互感器的高电平信号后发送恢复开关的命令至驱动模块，驱动模块根据上述命令驱动开关K闭合。当直流供电系统外部未接交流系统时，电流互感器的输出电压为0；当直流供电系统外部接上交流系统时电流互感器输出高电平信号。MCU根据电流互感器的输出电压判断是否驱动开关K闭合或断开。
上述技术方案中，还包括外部电源，所述外部电源分别为MCU和光电耦合器供电，保证电路的正常运行。
上述技术方案中，MCU还电连接有无线通讯模块，MCU发送断开开关K的命令的同时向无线通讯模块发送报警信号；无线通讯模块将报警信号传送至外部接收平台，操作人员可通过外部平台接受到报警信息，了解盗电状况并作出反应。
上述技术方案中，直流供电系统的输出端和电容之间设置有保护电阻，保护电阻R3的两端分别与MCU的输入端电连接，用于判断流经保护电阻R3的电流，若流经保护电阻R3的电流超过MCU内部设定值，即可认为直流供电系统输出端接有用于盗电的交流系统或者负载出现异常，MCU发送断开开关的命令至驱动模块，驱动模块根据上述命令驱动开关K断开。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (9)
1.一种用于直流供电系统的防交流电并网装置，其中直流供电系统包括串联的二极管D1和滤波电解电容C1，其特征在于包括滤波电解电容C1两端并联有二极管D，二级管D的阴极与二极管D1的阴极电连接，二极管D的两端并联有相互串联的电感L和电容C，电容C两端作为直流供电系统的输出端。
2.根据权利要求1所述的用于直流供电系统的防交流电并网装置，其特征在于还包括光电耦合器、MCU和驱动模块，光电耦合器并联于电容C两端，光电耦合器的光敏二极管的阴极经电感L与二极管D的阴极电连接，光电耦合器的光敏二极管的阳极与二极管D的阳极电连接，光电耦合器的输出端与MCU的信号输入端电连接，MCU的输出端电连接有驱动模块；电容C和二极管之间设置有开关K，MCU接受到来自光电耦合器的信号后发送断开开关的命令至驱动模块，驱动模块根据上述命令驱动开关K断开。
3.根据权利要求2所述的用于直流供电系统的防交流电并网装置，其特征在于还包括电流互感器，电流互感器的输入端经电容C2并联于电容C的两端，电流互感器的输出端电连接于MCU的信号输入端，MCU接受到来自电流互感器的电平信号后发送断开开关的命令至驱动模块，驱动模块根据上述命令驱动开关K断开；MCU没有接受到来自电流互感器的电平信号后发送恢复开关的命令至驱动模块，驱动模块根据上述命令驱动开关K。
4.根据权利要求2所述的用于直流供电系统的防交流电并网装置，其特征在于电容C的两端并联有相互串联的电阻R1和稳压管，其中稳压管的阴极与光电耦合器的光敏二极管的阴极电连接，稳压管的阳极与光电耦合器的光敏二极管的阳极电连接。
5.根据权利要求4所述的用于直流供电系统的防交流电并网装置，其特征在于稳压管的阴极经电阻R2与光电耦合器的光敏二极管的阴极电连接，通过设置电阻R1和电阻R2的比值调节光电耦合器的导通时间，保证光电耦合器的导通时间大大的小于交流供电反相周期的四分之一。
6.根据权利要求4所述的用于直流供电系统的防交流电并网装置，其特征在于还包括外部电源，所述外部电源分别为MCU和光电耦合器供电。
7.根据权利要求6所述的用于直流供电系统的防交流电并网装置，其特征在于MCU还电连接有无线通讯模块，MCU通过无线通讯模块将盗电状况发送至外部平台。
8.根据权利要求6所述的用于直流供电系统的防交流电并网装置，其特征在于开关K采用双极型晶体管、mos管、IGBT管或其他高速电子开关，不允许使用晶闸管。
9.根据权利要求3所述的用于直流供电系统的防交流电并网装置，其特征在于直流供电系统的输出端和电容之间设置有保护电阻，保护电阻的两端分别与MCU的输入端电连接，用于判断流经保护电阻的电流，若流经保护电阻的电流超过MCU内部设定值，MCU发送断开开关的命令至驱动模块，驱动模块根据上述命令驱动开关K断开。
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