CN112083784B - 一种配电终端掉电时序电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种配电终端掉电时序电路，所述电路包括整流模块、辅助供电模块、CPU掉电控制模块和外围电路掉电控制模块；所述整流模块的输入端与220V交流电源连接，所述整流模块的输出端与所述辅助供电模块的输入端连接，所述辅助供电模块的输出端与所述CPU掉电控制模块的输入端连接，所述CPU掉电控制模块的输出端与馈线终端CPU电路连接；所述辅助供电模块的输出端与所述外围电路掉电控制模块的输入端连接，所述外围电路掉电控制模块的输出端与馈线终端外围电路连接。本发明实施例可保证在配电线路故障的情况下CPU电路优先于外围电路停止供电，避免CPU电路采集到错误的遥信、遥测信息。

Description

一种配电终端掉电时序电路
技术领域
本发明涉及电力自动化技术领域，具体而言，涉及一种配电终端掉电时序电路。
背景技术
配电终端在结构上可分为CPU电路和外围电路，其中的CPU电路主要采集遥测、遥信和执行遥控，具备故障检测功能，并通过与配电自动化主站通信来上传开关状态、电能参数、相间故障、接地故障以及故障时的电参数；而外围电路主要是CPU电路与各种数字信号、模拟信号和控制电路的接口电路。
配电终端一般由配电线路二次侧电压供电，且其外围电路的正常工作电压高于其CPU电路的正常工作电压，当配电线路发生故障时，二次侧电压掉电，由储能电容向配电终端暂时供电，以保证故障信号、开关状态能上送配电自动化主站。但随着储能电容的电压下降，若不加以任何控制手段时，外围电路将先于CPU电路停止工作，导致CPU电路采集到错误的遥信、遥测信息并上送至配电自动化主站，使得配电自动化主站对配电线路故障产生误判现象。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种配电终端掉电时序电路，可保证在配电线路故障的情况下CPU电路优先于外围电路停止供电，避免CPU电路采集到错误的遥信、遥测信息。
相应的，本发明提出了一种配电终端掉电时序电路，所述电路包括整流模块、辅助供电模块、CPU掉电控制模块和外围电路掉电控制模块；
所述整流模块的输入端与220V交流电源连接，所述整流模块的输出端与所述辅助供电模块的输入端连接，所述辅助供电模块的输出端与所述CPU掉电控制模块的输入端连接，所述CPU掉电控制模块的输出端与馈线终端CPU电路连接；所述辅助供电模块的输出端与所述外围电路掉电控制模块的输入端连接，所述外围电路掉电控制模块的输出端与馈线终端外围电路连接。
可选的实施方式，所述辅助供电模块包括储能电容器，所述储能电容器的一端与所述整流模块的正极输出端连接，所述储能电容器的另一端与所述整流模块的负极输出端连接。
可选的实施方式，所述CPU掉电控制模块包括第一继电器单元和第一控制单元；
所述第一控制单元的输入端与所述辅助供电模块的输出端连接，所述第一控制单元的输出端与所述第一继电器单元的控制端连接；所述第一继电器单元的输入端与所述辅助供电模块输出端连接，所述第一继电器单元的输出端与所述馈线终端CPU电路连接。
可选的实施方式，所述第一继电器单元包括第一开关、第二开关和第一驱动线圈；
所述储能电容器的一端通过所述第一开关与所述馈线终端CPU电路的正极供电端连接，所述储能电容器的另一端通过所述第二开关与所述馈线终端CPU电路的负极供电端连接，所述第一驱动线圈控制所述第一开关和所述第二开关的开合状态。
可选的实施方式，所述第一控制单元包括第一电阻、第二电阻和第一开关三极管；
所述第一开关三极管的基极通过串接的所述第一电阻与所述储能电容器的一端连接，所述第一开关三极管的发射极与所述储能电容器的另一端连接，所述第一开关三极管的集电极通过串接的所述第一驱动线圈与所述储能电容器的一端连接；所述第二电阻并接在所述第一开关三极管的基极和发射极之间。
可选的实施方式，所述外围电路掉电控制模块包括第二继电器单元和第二控制单元；
所述第二控制单元的输入端与所述辅助供电模块的输出端连接，所述第二控制单元的输出端与所述第二继电器单元的控制端连接；所述第二继电器单元的输入端与所述辅助供电模块输出端连接，所述第二继电器单元的输出端与所述馈线终端外围电路连接。
可选的实施方式，所述第二继电器单元包括第三开关、第四开关和第二驱动线圈；
所述储能电容器的一端通过所述第三开关与所述馈线终端外围电路的正极供电端连接，所述储能电容器的另一端通过所述第四开关与所述馈线终端外围电路的负极供电端连接，所述第二驱动线圈控制所述第三开关和所述第四开关的开合状态。
可选的实施方式，所述第二控制单元包括第三电阻、第四电阻和第二开关三极管；
所述第二开关三极管的基极通过串接的所述第三电阻与所述储能电容器的一端连接，所述第二开关三极管的发射极与所述储能电容器的另一端连接，所述第二开关三极管的集电极通过串接的所述第二驱动线圈与所述储能电容器的一端连接；所述第四电阻并接在所述第二开关三极管的基极和发射极之间。
可选的实施方式，所述第一控制单元和所述第二控制单元之间的参数关系应满足：
Figure BDA0002598022790000031
其中，R1为所述第一电阻的阻值，R2为所述第二电阻的阻值，R3为所述第三电阻的阻值，R4为所述第四电阻的阻值。
本发明实施例所提供的配电终端掉电时序电路，通过为配电终端中的CPU电路和外围电路分别设置一个控制单元，且利用参数取值限定两个控制单元的工作状态，可在配电线路发生故障的情况下，使得外围电路的工作电压低于CPU电路的工作电压，以此实现CPU电路可优先停止工作，防止CPU电路采集到错误的遥信、遥测信息，保障电力系统的运行安全性。
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是本发明实施例公开的一种配电终端掉电时序电路的原理示意图；
图2是本发明实施例公开的一种配电终端掉电时序电路示意图。
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配电终端掉电时序电路的原理示意图，所述电路包括：整流模块、辅助供电模块、CPU掉电控制模块和外围电路掉电控制模块。
基本的，所述整流模块的输入端与220V交流电源连接，所述整流模块的输出端与所述辅助供电模块的输入端连接，所述辅助供电模块的输出端与所述CPU掉电控制模块的输入端连接，所述CPU掉电控制模块的输出端与馈线终端CPU电路连接；所述辅助供电模块的输出端与所述外围电路掉电控制模块的输入端连接，所述外围电路掉电控制模块的输出端与馈线终端外围电路连接。
具体实施过程中，所述馈线终端CPU电路和所述馈线终端外围电路在正常情况下是由220V交流电源经所述整流模块转换为直流电源后进行供电的，且在所述直流电源供电的同时也为所述辅助供电模块进行充电，可满足在配电线路发生故障的情况下，由所述辅助供电模块为所述馈线终端CPU电路和所述馈线终端外围电路提供暂时的供电；与此同时，通过限定可允许工作范围来保证所述CPU掉电控制模块的动作时间先于所述外围掉电控制模块，以及时切断所述CPU电路上传错误的遥信、遥测信息。
进一步的，所述CPU掉电控制模块包括第一继电器单元和第一控制单元；其中，所述第一控制单元的输入端与所述辅助供电模块的输出端连接，所述第一控制单元的输出端与所述第一继电器单元的控制端连接；所述第一继电器单元的输入端与所述辅助供电模块输出端连接，所述第一继电器单元的输出端与所述馈线终端CPU电路连接。通过所述第一控制单元对所述辅助供电模块当前可供电压的判断，控制所述第一继电器单元的开关状态，以及时切断对所述馈线终端CPU电路的供电线路。
进一步的，所述外围电路掉电控制模块包括第二继电器单元和第二控制单元；其中，所述第二控制单元的输入端与所述辅助供电模块的输出端连接，所述第二控制单元的输出端与所述第二继电器单元的控制端连接；所述第二继电器单元的输入端与所述辅助供电模块输出端连接，所述第二继电器单元的输出端与所述馈线终端外围电路连接。同理，所述第二继电器单元的开关状态受控于所述第二控制单元，可及时切断对所述馈线终端外围电路的供电线路。
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配电终端掉电时序电路示意图，以下对图1所示出的各个模块进行展开说明：
具体的，所述辅助供电模块包括储能电容器C1，所述储能电容器C1的一端与所述整流模块D1的正极输出端V+连接，所述储能电容器C1的另一端与所述整流模块D1的负极输出端V-连接。所述储能电容器C1相当于普通电池的功能，其额定电压与所述馈线终端CPU电路和所述馈线终端外围电路的工作电压相同，利用所述整流模块将配电线路二次侧所提供的220V交流电源整流为基站设备所需要的+24V或者-48V直流电，同时为所述储能电容器C1进行蓄电。
进一步的，所述第一继电器单元RLY1包括第一开关K1、第二开关K2和第一驱动线圈KA1；所述储能电容器C1的一端通过所述第一开关K1与所述馈线终端CPU电路的正极供电端连接，所述储能电容器C1的另一端通过所述第二开关K2与所述馈线终端CPU电路的负极供电端连接，所述第一驱动线圈KA1控制所述第一开关K1和所述第二开关K2的开合状态。当220V交流电源正常供电时，所述第一驱动线圈KA1在带电的状态下可吸合所述第一开关K1和所述第二开关K2，使得所述馈线终端CPU电路的供电线路维持正常连通。
进一步的，所述第一控制单元包括第一电阻R1、第二电阻R2和第一开关三极管T1；所述第一开关三极管T1的基极通过串接的所述第一电阻R1与所述储能电容器C1的一端连接，所述第一开关三极管T1的发射极与所述储能电容器C1的另一端连接，所述第一开关三极管T1的集电极通过串接的所述第一驱动线圈KA1与所述储能电容器C1的一端连接；所述第二电阻R2并接在所述第一开关三极管T1的基极和发射极之间。在本发明实施例中，所述第一电阻R1的作用在于保护所述第一开关三极管T1，并通过所述第二电阻R2的分压作用，设定所述第二电阻R2两端的临界电压值U1，当220V交流电源正常供电的情况下，A点的电压值超过该临界电压值U1则可维持所述第一开关三极管T1处于导通状态，使得所述第一驱动线圈KA1带电工作。
进一步的，所述第二继电器单元RLY2包括第三开关K3、第四开关K4和第二驱动线圈KA2；所述储能电容器C1的一端通过所述第三开关K3与所述馈线终端外围电路的正极供电端连接，所述储能电容器C1的另一端通过所述第四开关K4与所述馈线终端外围电路的负极供电端连接，所述第二驱动线圈KA2控制所述第三开关K3和所述第四开关K4的开合状态。同理，当220V交流电源正常供电时，所述第二驱动线圈KA2在带电的状态下可吸合所述第三开关K3和所述第四开关K4，使得所述馈线终端外围电路的供电线路维持正常连通。
进一步的，所述第二控制单元包括第三电阻R3、第四电阻R4和第二开关三极管T2；所述第二开关三极管T2的基极通过串接的所述第三电阻R3与所述储能电容器C1的一端连接，所述第二开关三极管T2的发射极与所述储能电容器C1的另一端连接，所述第二开关三极管T2的集电极通过串接的所述第二驱动线圈KA2与所述储能电容器C1的一端连接；所述第四电阻R4并接在所述第二开关三极管T2的基极和发射极之间。在本发明实施例中，所述第三电阻R3的作用在于保护所述第二开关三极管T2，并通过所述第四电阻R4的分压作用，设定所述第四电阻R4两端的临界电压值U2，当220V交流电源正常供电的情况下，B点的电压值超过该临界电压值U2则可维持所述第二开关三极管T2处于导通状态，使得所述第二驱动线圈KA2带电工作。
需要说明的是，由于所述第一控制单元和所述第二控制单元在整个电路中属于并联关系且输入端一致，说明所述第一控制单元的输入电压和所述第二控制单元的输入电压相同，考虑到配电线路发生故障时的所述馈线终端CPU电路优先于所述馈线终端外围电路断电的正常逻辑问题，需使得上述提及到的两个不同临界电压值满足U1>U2，此时所述第一控制单元和所述第二控制单元之间的参数关系应满足：
Figure BDA0002598022790000071
其中，R1为所述第一电阻R1的阻值，R2为所述第二电阻R2的阻值，R3为所述第三电阻R3的阻值，R4为所述第四电阻R4的阻值。
基于上述的参数关系式，在配电线路发生故障的情况下，由220V交流电源切换为所述储能电容器C1继续供电。假设所述储能电容器C1的当前电压值为UC，随着储能电容器C1的电压减小且得不到及时补给，在所述储能电容器C1的当前电压值UC缓慢减小至[U2，U1]范围内时，说明所述储能电容器C1的当前电压值UC无法达到所述第一开关三极管T1的导通状态，使得对应的所述第一驱动线圈KA1掉电，此时所述馈线终端CPU电路的供电线路断开；与此同时，所述储能电容器C1的当前电压值UC仍可满足所述第二开关三极管T2保持在导通状态，此时所述馈线终端外围电路的供电线路正常连接。在此情况下，可保证所述馈线终端CPU电路优先停止供电，避免其采集到错误的遥信、遥测消息，从而引起配电自动化主站对配电线路故障的误判。
本发明实施例所提供的配电终端掉电时序电路，通过为配电终端中的CPU电路和外围电路分别设置一个控制单元，且利用参数取值限定两个控制单元的工作状态，可在配电线路发生故障的情况下，使得外围电路的工作电压低于CPU电路的工作电压，以此实现CPU电路可优先停止工作，防止CPU电路采集到错误的遥信、遥测信息，保障电力系统的运行安全性。
以上对本发明实施例所提供的一种配电终端掉电时序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 (1)

1.一种配电终端掉电时序电路，其特征在于，所述电路包括整流模块、辅助供电模块、CPU掉电控制模块和外围电路掉电控制模块；
所述整流模块的输入端与220V交流电源连接，所述整流模块的输出端与所述辅助供电模块的输入端连接，所述辅助供电模块的输出端与所述CPU掉电控制模块的输入端连接，所述CPU掉电控制模块的输出端与馈线终端CPU电路连接；所述辅助供电模块的输出端与所述外围电路掉电控制模块的输入端连接，所述外围电路掉电控制模块的输出端与馈线终端外围电路连接；
所述辅助供电模块包括储能电容器，所述储能电容器的一端与所述整流模块的正极输出端连接，所述储能电容器的另一端与所述整流模块的负极输出端连接；
所述CPU掉电控制模块包括第一继电器单元和第一控制单元；
所述第一控制单元的输入端与所述辅助供电模块的输出端连接，所述第一控制单元的输出端与所述第一继电器单元的控制端连接；所述第一继电器单元的输入端与所述辅助供电模块输出端连接，所述第一继电器单元的输出端与所述馈线终端CPU电路连接；
所述第一继电器单元包括第一开关、第二开关和第一驱动线圈；
所述储能电容器的一端通过所述第一开关与所述馈线终端CPU电路的正极供电端连接，所述储能电容器的另一端通过所述第二开关与所述馈线终端CPU电路的负极供电端连接，所述第一驱动线圈控制所述第一开关和所述第二开关的开合状态；
所述第一控制单元包括第一电阻、第二电阻和第一开关三极管；
所述第一开关三极管的基极通过串接的所述第一电阻与所述储能电容器的一端连接，所述第一开关三极管的发射极与所述储能电容器的另一端连接，所述第一开关三极管的集电极通过串接的所述第一驱动线圈与所述储能电容器的一端连接；所述第二电阻并接在所述第一开关三极管的基极和发射极之间；
所述外围电路掉电控制模块包括第二继电器单元和第二控制单元；
所述第二控制单元的输入端与所述辅助供电模块的输出端连接，所述第二控制单元的输出端与所述第二继电器单元的控制端连接；所述第二继电器单元的输入端与所述辅助供电模块输出端连接，所述第二继电器单元的输出端与所述馈线终端外围电路连接；
所述第二继电器单元包括第三开关、第四开关和第二驱动线圈；
所述储能电容器的一端通过所述第三开关与所述馈线终端外围电路的正极供电端连接，所述储能电容器的另一端通过所述第四开关与所述馈线终端外围电路的负极供电端连接，所述第二驱动线圈控制所述第三开关和所述第四开关的开合状态；
所述第二控制单元包括第三电阻、第四电阻和第二开关三极管；
所述第二开关三极管的基极通过串接的所述第三电阻与所述储能电容器的一端连接，所述第二开关三极管的发射极与所述储能电容器的另一端连接，所述第二开关三极管的集电极通过串接的所述第二驱动线圈与所述储能电容器的一端连接；所述第四电阻并接在所述第二开关三极管的基极和发射极之间；
所述第一控制单元和所述第二控制单元之间的参数关系应满足：
Figure FDA0003586622590000021
其中，R1为所述第一电阻的阻值，R2为所述第二电阻的阻值，R3为所述第三电阻的阻值，R4为所述第四电阻的阻值。
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