CN111478684A - 一种防止误触发的电流脉冲生成装置和台区拓扑识别系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防止误触发的电流脉冲生成装置和台区拓扑识别系统。一种防止误触发的电流脉冲生成装置，包括依次连接的脉冲管理器、驱动开关、驱动器和脉冲生成器；所述驱动开关与所述脉冲管理器多路连接；所述脉冲生成器于配电线路连接；所述脉冲管理器通过所述驱动开关控制所述驱动器的启停；所述驱动器驱动所述脉冲生成器在配电线路上生成电流脉冲信号。相较于现有技术，本发明提供的一种防止误触发的电流脉冲生成装置和台区拓扑识别系统，本装置使用驱动开关间接控制驱动器，有效防止驱动器因脉冲管理器的电平误输出而造成误触发，可以有效的增加通信的准确性。

Description

一种防止误触发的电流脉冲生成装置和台区拓扑识别系统

技术领域

本发明涉及配电网领域，尤其涉及一种防止误触发的电流脉冲生成装置和台区拓扑识别系统。

背景技术

在电网智能台区建设领域，通常需要准确知道低压配电网表箱-分支箱-变压器之间的归属关系，特别是能够准确识别到变压器-分支箱-表箱之间的线路树形拓扑关系。

目前，最为常见的识别线路拓扑关系的方式是注入式拓扑识别方法，其运行原理是：在表箱处向配电线路中注入一个过零电流脉冲信号，通过分支箱以及变压器监听所述过零电流脉冲，在监听到过零电流脉冲的情况下，就确定了该表箱与分支箱的归属关系，遍历所有的表箱和分支箱，过零脉冲信号都汇总到变压器处，即可识别出整个台区的线路拓扑关系。

现有技术中，过零电流脉冲的注入方式普遍采用光耦+可控硅方式实现，由于可控硅的特性，在被触发导通后，会一直导通直至电压过零点，因此电流脉冲会从触发开始一直持续到过零点，这样的注入方式问题在于：

1、由于可控硅导通后无法关闭(除非方向耐压)，因此对导通的开启位置要求很严格，并且需要提前打开可控硅，此时产生的电流脉冲尖峰会增大，持续时间长，需要能量较大，对元器件体积和电流的安全防护要求很高；

2、此种注入方式，容易误触发，且触发后无法关闭，最极端情况是从电压波形的负到正穿越的位置导通可控硅，则触发电流会持续半个周波，即10ms时间，产生的能量很大，甚至影响电网安全。

专利号为ZL 201910026274.0的专利文献公开了一种电流馈电型拓扑电压应力吸收方法，包含以下步骤：A、通过计算或者量测得到电感L电流在零或者谷底的时候，开关管S2和开关管S3的导通时间Δt；B、在系统工作关闭或打嗝驱动关闭时候，通过Δt时间，控制开关管S2和开关管S3关断时刻，本发明通过调整开关管关断时序，使电感L电流在零或者谷底处，关闭开关管S2，S3。这样达到降低开关管Vds电压，解决Vds电压超规格的问题。但是没有提出有效解决上述问题的技术方案。

因而现有的电流脉冲的生成与使用还在存在不足，还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种防止误触发的电流脉冲生成装置和台区拓扑识别系统，能够解决脉冲生成过程中的误触发问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种防止误触发的电流脉冲生成装置，包括依次连接的脉冲管理器、驱动开关、驱动器和脉冲生成器；所述驱动开关与所述脉冲管理器多路连接；所述脉冲生成器于配电线路连接；

所述脉冲管理器通过所述驱动开关控制所述驱动器的启停；所述驱动器驱动所述脉冲生成器在配电线路上生成电流脉冲信号。

优选的所述的防止误触发的电流脉冲生成装置，所述驱动开关包括第一开关、第一限流电阻、第二开关和第二开关电阻；

所述第一开关，一端与所述驱动器连接，一端与所述第二开关连接，控制端通过所述第一限流电阻与所述脉冲管理器连接；

所述第二开关，一端与所述第一开关连接，一端与接地，控制端通过所述第二限流电阻与所述脉冲管理器连接。

优选的所述的防止误触发的电流脉冲生成装置，所述脉冲管理器于所述驱动开关之间具有下拉电阻和上拉电阻；

所述下拉电阻的一端连接在所述脉冲管理器与所述第一限流电阻之间的连接线路上，另一端接地；

所述上拉电阻的一端连接在所述脉冲管理器与所述第二限流电阻之间的连接线路上，另一端与系统电压连接。

优选的所述的防止误触发的电流脉冲生成装置，所述第一开关和第二开关均为三极管。

优选的所述的防止误触发的电流脉冲生成装置，所述脉冲生成器包括脉冲开关和脉冲负载；

所述脉冲负载一端与线路的火线连接，另一端与所述脉冲开关的一端连接；所述脉冲开关的另一端与线路中的零线连接，控制端与所述驱动器连接。

优选的所述的防止误触发的电流脉冲生成装置，所述脉冲开关为MOS管。

优选的所述的防止误触发的电流脉冲生成装置，所述驱动器为隔离式光电MOSFET驱动器。

优选的所述的防止误触发的电流脉冲生成装置，还包括过零检测器，与所述脉冲管理器连接。

一种配电台区拓扑识别系统，包括脉冲识别装置和若干所述的脉冲触发装置；

所述脉冲识别装置装设在台区总站上的配电线路上，用于识别配电线路上的脉冲信号；若干所述脉冲触发装置装设在配电线路的各个安装节点上，用于触发所述脉冲信号。

相较于现有技术，本发明提供的一种防止误触发的电流脉冲生成装置和台区拓扑识别系统，本装置使用驱动开关间接控制驱动器，有效防止驱动器因脉冲管理器的电平误输出而造成误触发，可以有效的增加通信的准确性。

附图说明

图1是本发明提供的生成电流脉冲装置的结构框图；

图2是本发明提供的生成电流脉冲装置的电路图；

图3是本发明提供的台区拓扑识别系统的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1和图2，本发明提供一种防止误触发的电流脉冲生成装置，包括依次连接的脉冲管理器1、驱动开关2、驱动器3和脉冲生成器4；所述驱动开关2与所述脉冲管理器1多路连接；所述脉冲生成器4于配电线路连接；

所述脉冲管理器1通过所述驱动开关2控制所述驱动器3的启停；所述驱动器3驱动所述脉冲生成器4在配电线路上生成电流脉冲信号。

具体的，所述脉冲管理器1为本领域常用的MCU，不做具体限定，只要能够使用电平信号控制所述驱动开关2的打开与关闭即可，至于根据何种内部原理实现，不做限定；所述驱动开关2可以接收所述脉冲管理器1的多个控制信号(可以为电平信号)，只要任何一个控制信号不是预定信号就视为未发送启动信号，但是对外输出一个控制信号，以此实现防止误触发。

作为优选方案，为了更好的实现对所述驱动开关2的控制，本实施例中，所述驱动开关2包括第一开关V3、第一限流电阻R4、第二开关V4和第二限流电阻R6；

所述第一开关V3，一端与所述驱动器3连接，一端与所述第二开关V4连接，控制端通过所述第一限流电阻R4与所述脉冲管理器1连接；

所述第二开关V4，一端与所述第一开关V3连接，一端与接地，控制端通过所述第二限流电阻R6与所述脉冲管理器1连接。

具体的，在本实施例中，所述脉冲管理器1与所述驱动开关2之间进行两路连接，分别控制所述第一开关V3和所述第二开关V4，当所述第一开关V3和所述第二开关V4都被打开的情况，所述驱动开关2才会向所述驱动器3发送驱动信号。当然，也可以使用多个开关组成所述驱动开关2，此时就需要多个开关与脉冲管理器1多路连接，使用高低电平的多种组合形态，形成控制信号，进而控制所述驱动器3的开启与关闭。

作为优选方案，为了更好的防止所述驱动开关2的误触发，本实施例中，所述脉冲管理器1于所述驱动开关2之间具有下拉电阻R2和上拉电阻R5；

所述下拉电阻R2的一端连接在所述脉冲管理器1与所述第一限流电阻R4之间的连接线路上，另一端接地；

所述上拉电阻R5的一端连接在所述脉冲管理器1与所述第二限流电阻R6之间的连接线路上，另一端与系统电压连接。

作为优选方案，本实施例中，所述第一开关V3和第二开关V4均为三极管。

具体的，在一般情况下，所述下拉电阻R2会将所述第一开关V3接收的电平信号下拉到地，此时，只有在所述脉冲管理器1输出的高电平的情况下，所述第一开关V3才会被激活，当然所述脉冲管理器1输出的高电平信号需要高于预定的电压值，具体不做限定，有效防止所述第一开关V3的误触发；所述上拉电阻R5会将所述第二开关V4接收到的电平信号上拉到系统电压范围内的一定值，此时，只有在所述脉冲管理器1输出低电平信号的情况下，并且要低于一定的电压，所述第二开关V4才会被激活。当然，此处所述脉冲管理器1输出的高低电平值均在设备出厂时设定好，同时根据三极管的特性，在所述高电平信号不达到一定电压值，是不会被激活，因此选用不同型号的三极管既可实现上述步骤运行。

作为优选方案，本实施例中，所述脉冲生成器4包括脉冲开关Q1和脉冲负载R1；

所述脉冲负载R1一端与线路的火线连接，另一端与所述脉冲开关Q1的一端连接；所述脉冲开关Q1的另一端与线路中的零线连接，控制端与所述驱动器3连接。

作为优选方案，本实施例中，所述脉冲开关Q1为MOS管。

具体的，以所述驱动开关2具有所述第一开关V3和所述第二开关V4为例，进行说明，所述脉冲管理器1向所述驱动开关2发送电平信号TRIGGER1和TRIGGER2，其中，TRIGGER1为高电平，TRIGGER2为低电平时，所述第一开关V3和所述第二开关V4同时被激活运行，才能打开所述驱动器3，从而驱动所述脉冲开关Q1，即MOS管，实现在配电线路上叠加电流脉冲信号。

所述驱动器3的原边有电流流过时，通过电-光-电的转换，将在引脚4和引脚3之间形成一个电压源，此电压源驱动所述MOS管Q1导通。所述驱动器3的原边为与所述驱动开关2连接的一侧，驱动器3的副边为与所述脉冲生成器连接的一侧。

在所述脉冲生成器4中还包括限流二极管V1，串接在所述脉冲负载R1与配电线路之间，其作用是阻止电压负半周时，电流通过MOS管Q1的体二极管由零线流向火线，而这个电流是本系统不需要的，因此使用所述限流二极管V1进行电流的流向。

在所述脉冲生成器4中还包括二极管V2，其作用是在关闭所述驱动器3时，将MOS管G-E之间的电子快速释放，使得MOS管快速关闭，不会造成关闭延迟，造成电流脉冲宽度超过电压的过零点。

具体的，所述脉冲负载R1优选为电阻，是用于电流触发脉冲的负载电阻。当TRIGGER1/TRIGGER2信号产生，驱动所述驱动器3开启后，将有电流从交流火线经过所述脉冲负载R1，经所述MOS管Q1的D-S极到零线。如果在电压过零点附近触发所述驱动器3，将产生过零电流脉冲。

作为优选方案，本实施例中，所述驱动器3为隔离式光电MOSFET驱动器D1，所述驱动器3原边侧的一端口2(如图2)与所述驱动开关2连接，另一端口1(如图2)接系统电压。具体的，所述隔离式光电MOSFET为无源MOSFET，不使用配电线路供电，需要在驱动器3的原边与系统电压接通供电。驱动器3采用无源MOSFET驱动器，副边无需驱动电源，有效减少了器件数量和体积，便于小型化。

作为优选方案，本实施例中，还包括过零检测器(未示图)，与所述脉冲管理器1连接。具体的，所述过零检测器用于检测配电线路中交流电压的电压过零点，识别过程为本领域的常用技术手段，不做限定。同时，所述脉冲管理器1根据所述过零检测器的检测结果控制所述驱动开关2的方式不做具体限定。

请着重参阅图3，本发明还提供一种配电台区拓扑识别系统，包括脉冲识别装置和若干以上所述的脉冲触发装置；此中所述脉冲识别装置为本领域的常用的脉冲识别装置即可，不做具体限定；一般情况下，所述脉冲识别装置可以设置为独立的识别装置，也可以将附属于一般的台区变压器或分支箱上，不做限定，主要用于将台区内配电线路上的各个电表箱与分支箱以及变压器之间的拓扑关系理清；所述脉冲触发装置同样的装设方式，主要装设在表箱或电表上；

所述脉冲识别装置装设在台区总站上的配电线路上，用于识别配电线路上的脉冲信号；

若干所述脉冲触发装置装设在配电线路的各个安装节点上，用于触发所述脉冲信号。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种防止误触发的电流脉冲生成装置，其特征在于，包括依次连接的脉冲管理器、驱动开关、驱动器和脉冲生成器；所述驱动开关与所述脉冲管理器多路连接；所述脉冲生成器于配电线路连接；

所述脉冲管理器通过所述驱动开关控制所述驱动器的启停；所述驱动器驱动所述脉冲生成器在配电线路上生成电流脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的防止误触发的电流脉冲生成装置，其特征在于，所述驱动开关包括第一开关、第一限流电阻、第二开关和第二开关电阻；

所述第一开关，一端与所述驱动器连接，一端与所述第二开关连接，控制端通过所述第一限流电阻与所述脉冲管理器连接；

所述第二开关，一端与所述第一开关连接，一端与接地，控制端通过所述第二限流电阻与所述脉冲管理器连接。

3.根据权利要求2所述的防止误触发的电流脉冲生成装置，其特征在于，所述脉冲管理器于所述驱动开关之间具有下拉电阻和上拉电阻；

所述下拉电阻的一端连接在所述脉冲管理器与所述第一限流电阻之间的连接线路上，另一端接地；

所述上拉电阻的一端连接在所述脉冲管理器与所述第二限流电阻之间的连接线路上，另一端与系统电压连接。

4.根据权利要求3所述的防止误触发的电流脉冲生成装置，其特征在于，所述第一开关和第二开关均为三极管。

5.根据权利要求1所述的防止误触发的电流脉冲生成装置，其特征在于，所述脉冲生成器包括脉冲开关和脉冲负载；

所述脉冲负载一端与线路的火线连接，另一端与所述脉冲开关的一端连接；所述脉冲开关的另一端与线路中的零线连接，控制端与所述驱动器连接。

6.根据权利要求5所述的防止误触发的电流脉冲生成装置，其特征在于，所述脉冲开关为MOS管。

7.根据权利要求1所述的防止误触发的电流脉冲生成装置，其特征在于，所述驱动器为隔离式光电MOSFET驱动器。

8.根据权利要求1所述的防止误触发的电流脉冲生成装置，其特征在于，还包括过零检测器，与所述脉冲管理器连接。

9.一种配电台区拓扑识别系统，其特征在于，包括脉冲识别装置和若干权利要求1-8所述的脉冲触发装置；

所述脉冲识别装置装设在台区总站上的配电线路上，用于识别配电线路上的脉冲信号；

若干所述脉冲触发装置装设在配电线路的各个安装节点上，用于触发所述脉冲信号。

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