CN112067876A - 一种自动复归残压脉冲硬件检测电路 - Google Patents

一种自动复归残压脉冲硬件检测电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自动复归残压脉冲硬件检测电路，所述电路包括电压处理模块、信号转换模块、信号延迟模块和残压记录模块；所述电压处理模块的输入端与低压交流供电线路相连接，所述电压处理模块的输出端与所述信号转换模块的输入端相连接，所述信号转换模块的输出端与所述残压记录模块相连接；所述电压处理模块的输出端与所述信号延迟模块的输入端相连接，所述信号延迟模块的输出端与所述残压记录模块相连接。本发明实施例可实现配电线路残压事件的硬件检测与自动复归，克服由于馈线终端后备电源容量低而无法实现软件采集残压脉冲的缺陷以及产生误闭锁的错误逻辑问题，从而提高馈线终端运行的可靠性。

Description

一种自动复归残压脉冲硬件检测电路
技术领域
本发明涉及电力自动化技术领域，具体而言，涉及一种自动复归残压脉冲硬件检测电路。
背景技术
由于电压时间型馈线自动化逻辑不依赖通信和配电主站就能自动隔离10kV线路故障和恢复故障段的供电，在国内配电自动化领域得到广泛应用。馈线终端作为电压时间型馈线自动化的控制机构，通常采用具有免维护、寿命长的超级电容作为后备电源，但此类型的馈线终端存在失电或启动自检时无法通过软件方式检测残压脉冲的缺陷。现有的残压检测模块可完成基本检测功能，然而需要在馈线终端正常工作时基于特定的工况下由软件或用户进行复归操作，在设备运行过程中时常发生误闭锁的情况。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种自动复归残压脉冲硬件检测电路，可实现配电线路残压事件的硬件检测与自动复归，提高馈线终端运行的可靠性。
为了解决上述问题，本发明提出了一种自动复归残压脉冲硬件检测电路，所述电路包括电压处理模块、信号转换模块、信号延迟模块和残压记录模块；其中，
所述电压处理模块的输入端与低压交流供电线路相连接，所述电压处理模块的输出端与所述信号转换模块的输入端相连接，所述信号转换模块的输出端与所述残压记录模块相连接；所述电压处理模块的输出端与所述信号延迟模块的输入端相连接，所述信号延迟模块的输出端与所述残压记录模块相连接。
可选的实施方式，所述电压处理模块包括隔离变压器BT、整流器D1和滤波电容C1；
所述隔离变压器BT的输入端与所述低压交流供电线路相连接，所述隔离变压器BT的输出端与所述整流器D1的输入端相连接，所述整流器D1的正极输出端与所述滤波电容C1的一端相连接，所述整流器D1的负极输出端与所述滤波电容C1的另一端相连接。
可选的实施方式，所述信号转换模块包括放电电阻R1、隔离电容C2和二极管D2；
所述放电电阻R1并接在所述滤波电容C1的两端，所述隔离电容C2的一端与所述放电电阻R1的一端相连接，所述隔离电容C2的另一端与所述二极管D2的正向端相连接，所述二极管D2的反向端与所述残压记录模块相连接。
可选的实施方式，所述残压记录模块包括稳压二极管Z1和双稳态继电器RLY1；
所述稳压二极管Z1的正向端与所述放电电阻R1的另一端相连接，所述稳压二极管Z1的反向端与所述二极管D2的反向端相连接，所述双稳态继电器RLY1内部的合闸线圈并接在所述稳压二极管Z1的两端。
可选的实施方式，所述信号延迟模块包括二极管D3、限流电阻R2、储能电容C3和放电电阻R3；
所述二极管D3的正向端与所述滤波电容C1的一端相连接，所述二极管D3的反向端与所述限流电阻R2的一端相连接，所述限流电阻R2的另一端与所述储能电容C3的一端相连接，所述储能电容C3的另一端与所述滤波电容C1的另一端相连接，所述放电电阻R3并接在所述储能电容C3的两端。
可选的实施方式，所述残压记录模块还包括稳压二极管Z2，所述稳压二极管Z2并接在所述放电电阻R3的两端，所述双稳态继电器RLY1内部的分闸线圈并接在所述稳压二极管Z2的两端。
可选的实施方式，所述双稳态继电器RLY1内部的常开触点作为所述残压记录模块的输出端与馈线终端相连接。
可选的实施方式，所述馈线终端的复归时间T满足：
T<3RC
其中，R为所述限流电阻R2的阻值，C为所述储能电容C3的容值。
本发明实施例所提供的自动复归残压脉冲硬件检测电路，基于一次线路停电且馈线终端后备电源欠压或失效工况，通过设置微分电路可实现配电线路残压事件的硬件采集与检测；且通过设置RC延时电路对残压事件进行自动复归操作，克服现有馈线终端后备电源容量低的工况下无法实现软件采集残压脉冲的缺陷以及产生误闭锁的错误逻辑问题，从而提高馈线终端运行的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。
图1是本发明实施例中的一种自动复归残压脉冲硬件检测电路的原理示意图；
图2是本发明实施例中的一种自动复归残压脉冲硬件检测电路示意图。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明实施例中的一种自动复归残压脉冲硬件检测电路的原理示意图，所述电路包括电压处理模块、信号转换模块、信号延迟模块和残压记录模块；其中，所述电压处理模块的输入端与低压交流供电线路相连接，所述电压处理模块的输出端与所述信号转换模块的输入端相连接，所述信号转换模块的输出端与所述残压记录模块相连接；所述电压处理模块的输出端与所述信号延迟模块的输入端相连接，所述信号延迟模块的输出端与所述残压记录模块相连接。
在本发明实施例中，所述电路中所包含的各个模块均采用无源器件，结构简单且动作时间短，将保证馈线终端对残压判断的准确性。基于所述电压处理模块和所述信号转换模块所组成的电压采样检测回路，具体实施过程包括：当配电线路二次侧存在残压信号时，由所述电压处理模块对所述残压信号进行直流信号的转换，并基于所述信号转换模块对该直流信号转换为所述残压记录模块可检测到的脉冲信号，再由所述残压记录模块根据所述脉冲信号生成对应的残压事件并上传至馈线终端；与此同时，通过所述信号延迟模块的延时功能，在所述残压记录模块完成残压事件上传之后，可在规定时间内切断所述残压记录模块与所述电压采样检测回路的连接关系，在满足实现自动复归功能的同时，也可保证残压事件的有效记录以及对所述残压记录模块的保护。
结合图1所示出的原理示意图，图2示出了本发明实施例中的一种自动复归残压脉冲硬件检测电路示意图，以下对图1所示出的各个模块进行展开说明：
进一步的，所述电压处理模块包括隔离变压器BT、整流器D1和滤波电容C1；其中，所述隔离变压器BT的输入端与所述低压交流供电线路相连接，所述隔离变压器BT的输出端与所述整流器D1的输入端相连接，所述整流器D1的正极输出端V+与所述滤波电容C1的一端相连接，所述整流器D1的负极输出端V-与所述滤波电容C1的另一端相连接。通过所述隔离变压器BT可将本发明实施例所提供的整个电路与配电线路二次侧进行安全隔离，避免产生信号干扰，同时以所述残压记录模块可检测到的信号大小为基准，对配电线路二次侧的交流残压信号进行电压变换；再通过所述整流器D1将变换后的交流残压信号进行直流信号转换，最后通过所述滤波电容C1将该直流信号中的高频信号滤除，以此完成残压信号的前期处理。
进一步的，所述信号转换模块包括放电电阻R1、隔离电容C2和二极管D2；其中，所述放电电阻R1并接在所述滤波电容C1的两端，所述隔离电容C2的一端与所述放电电阻R1的一端相连接，所述隔离电容C2的另一端与所述二极管D2的正向端相连接，所述二极管D2的反向端与所述残压记录模块相连接。在本发明实施例中，针对所述滤波电容C1所处理过的直流信号，此处通过所述放电电阻R1和所述隔离电容C2组成的RC微分电路，将所述直流信号变换为所述残压记录模块可识别到的脉冲信号输出，且根据所述二极管D2的单向导电性，使得所述脉冲信号可完整通过。
进一步的，所述残压记录模块包括双稳态继电器RLY1、稳压二极管Z1和稳压二极管Z2；其中，所述稳压二极管Z1的正向端与所述放电电阻R1的另一端相连接，所述稳压二极管Z1的反向端与所述二极管D2的反向端相连接，所述双稳态继电器RLY1内部的合闸线圈并接在所述稳压二极管Z1的两端，所述双稳态继电器RLY1内部的分闸线圈并接在所述稳压二极管Z2的两端。此外，所述双稳态继电器RLY1内部的常开触点作为所述残压记录模块的输出端与馈线终端相连接。
具体实施过程中，所述稳压二极管Z1起到限幅的作用，其反向击穿电压与所述合闸线圈的工作电压相匹配，当所述脉冲信号的幅度达到所述反向击穿电压后，所述稳压二极管Z1开始导通且保持当前电压，此时可触发所述合闸线圈将所述常开触点闭合，以输出事件状态至所述馈线终端，并由所述馈线终端根据所述事件状态判断整个电路对侧供电线路上的电压是否大于正常线路总电压的30％，以此决定是否执行反向闭锁动作。关于所述馈线终端对所述事件状态的检测原理为现有技术，在此不进行详细阐述。
进一步的，所述信号延迟模块包括二极管D3、限流电阻R2、储能电容C3和放电电阻R3；其中，所述二极管D3的正向端与所述滤波电容C1的一端相连接，所述二极管D3的反向端与所述限流电阻R2的一端相连接，所述限流电阻R2的另一端与所述储能电容C3的一端相连接，所述储能电容C3的另一端与所述滤波电容C1的另一端相连接，所述放电电阻R3并接在所述储能电容C3的两端，所述稳压二极管Z2并接在所述放电电阻R3的两端。在本发明实施例中，所述限流电阻R2和所述储能电容C3组成RC延时电路，其中利用所述限流电阻R2向所述储能电容C3充电，实际上通过限制电压大小来控制所述储能电容C3的充电时长，使得所述合闸线圈可优先于所述分闸线圈动作，以此保证所述馈线终端在获取到所述事件状态后，可完成自动复归对应残压事件的功能。
在本发明实施例中，基于所述稳压二极管Z2的限幅作用以及其反向击穿电压与所述分闸线圈的工作电压相匹配，所述稳压二极管Z2将在所述储能电容C3的输出电压幅度达到其反向击穿电压后，触发所述分闸线圈将所述常开触点断开，以此执行所述馈线终端指定的复归动作。其中，所述馈线终端的复归时间T应满足：T<3RC，式中的R为所述限流电阻R2的阻值，C为所述储能电容C3的容值。
需要说明的是，所述二极管D2和所述放电电阻R3在本发明实施例所提供的整个电路中均起到保护作用。由于所述合闸线圈和所述分闸线圈是可以储存能量的，其中的任意一个线圈均可以根据电磁感应作用来阻止电流的突变，假设所述合闸线圈上持续有电流通过，此时若所述合闸线圈突然被断电时，其两端将会产生很大的电压，而该电压可能使得所述合闸线圈被损坏，因此本发明实施例通过在所述合闸线圈的两端并联所述稳压二极管Z1来形成一个回路，可将所述合闸线圈所储存的能量放完，同时配合所述二极管D2来保护对侧微分电路的元器件不被击穿。同理，假设所述分闸线圈上持续有电流通过，此时若所述分闸线圈突然被断电时，可通过所述稳压二极管Z2与所述分闸线圈所形成的回路来释放掉多余的能量，同时通过在所述稳压二极管Z2的两端所并联的所述放电电阻R3，将所述稳压二极管Z2上的反向漏电流导走，以保护对侧延时电路的元器件不被击穿。
本发明实施例所提供的自动复归残压脉冲硬件检测电路，基于一次线路停电且馈线终端后备电源欠压或失效工况，通过设置微分电路可实现配电线路残压事件的硬件采集与检测；且通过设置RC延时电路对残压事件进行自动复归操作，克服现有馈线终端后备电源容量低的工况下无法实现软件采集残压脉冲的缺陷以及产生误闭锁的错误逻辑问题，从而提高馈线终端运行的可靠性。
以上对本发明实施例所提供的一种自动复归残压脉冲硬件检测电路进行了详细介绍，本文中采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种自动复归残压脉冲硬件检测电路，其特征在于，所述电路包括电压处理模块、信号转换模块、信号延迟模块和残压记录模块；
所述电压处理模块的输入端与低压交流供电线路相连接，所述电压处理模块的输出端与所述信号转换模块的输入端相连接，所述信号转换模块的输出端与所述残压记录模块相连接；所述电压处理模块的输出端与所述信号延迟模块的输入端相连接，所述信号延迟模块的输出端与所述残压记录模块相连接。
2.根据权利要求1所述的自动复归残压脉冲硬件检测电路，其特征在于，所述电压处理模块包括隔离变压器BT、整流器D1和滤波电容C1；
所述隔离变压器BT的输入端与所述低压交流供电线路相连接，所述隔离变压器BT的输出端与所述整流器D1的输入端相连接，所述整流器D1的正极输出端与所述滤波电容C1的一端相连接，所述整流器D1的负极输出端与所述滤波电容C1的另一端相连接。
3.根据权利要求2所述的自动复归残压脉冲硬件检测电路，其特征在于，所述信号转换模块包括放电电阻R1、隔离电容C2和二极管D2；
所述放电电阻R1并接在所述滤波电容C1的两端，所述隔离电容C2的一端与所述放电电阻R1的一端相连接，所述隔离电容C2的另一端与所述二极管D2的正向端相连接，所述二极管D2的反向端与所述残压记录模块相连接。
4.根据权利要求3所述的自动复归残压脉冲硬件检测电路，其特征在于，所述残压记录模块包括稳压二极管Z1和双稳态继电器RLY1；
所述稳压二极管Z1的正向端与所述放电电阻R1的另一端相连接，所述稳压二极管Z1的反向端与所述二极管D2的反向端相连接，所述双稳态继电器RLY1内部的合闸线圈并接在所述稳压二极管Z1的两端。
5.根据权利要求2所述的自动复归残压脉冲硬件检测电路，其特征在于，所述信号延迟模块包括二极管D3、限流电阻R2、储能电容C3和放电电阻R3；
所述二极管D3的正向端与所述滤波电容C1的一端相连接，所述二极管D3的反向端与所述限流电阻R2的一端相连接，所述限流电阻R2的另一端与所述储能电容C3的一端相连接，所述储能电容C3的另一端与所述滤波电容C1的另一端相连接，所述放电电阻R3并接在所述储能电容C3的两端。
6.根据权利要求4至5所述的自动复归残压脉冲硬件检测电路，其特征在于，所述残压记录模块还包括稳压二极管Z2，所述稳压二极管Z2并接在所述放电电阻R3的两端，所述双稳态继电器RLY1内部的分闸线圈并接在所述稳压二极管Z2的两端。
7.根据权利要求6所述的自动复归残压脉冲硬件检测电路，其特征在于，所述双稳态继电器RLY1内部的常开触点作为所述残压记录模块的输出端与馈线终端相连接。
8.根据权利要求7所述的自动复归残压脉冲硬件检测电路，其特征在于，所述馈线终端的复归时间T满足：
T<3RC
其中，R为所述限流电阻R2的阻值，C为所述储能电容C3的容值。
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