CN112946347A - 一种电源过欠压告警监视系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电源过欠压告警监视系统，设置有过压监视模块、欠压监视模块、以及告警模块，能够对继电保护装置的电源同时进行失电、欠压和过压监视，功能齐备、结构简单、成本低廉，具有较好的温度特性，并且反应速度快，能够实时跟踪电源的过压、欠压以及失电情况，并及时做出反应，有效避免继电保护系统的故障发生。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统继电保护技术领域，尤其涉及一种电源过欠压告警监视系统。
背景技术
目前常用的欠压告警监视电路，一般以可控稳压源、光耦和信号继电器为控制器件，电源的欠压与否，通过光耦的导通和截止来控制继电器的常闭触点的通断，以此来发出失电告警等信号。至于过压，一般由电源模块的过压保护电路进行保护，当输出电压触发过压门槛时，电源模块截止输出。
上述现有技术中的电源欠压告警监视电路仍有问题有待解决：
①可控稳压源对于工作电流和电压有较高要求，且受温度影响大；
②光耦传输比存在离散性，且受温度影响大；
③没有过压监视告警功能。
发明内容
基于现有技术的上述情况，本发明的目的在于针对现有技术中欠压告警监视电路受温度影响大、没有过压监视告警功能等问题，提供一种能够同时进行过欠压监视的种电源过欠压告警监视系统，以针对继电保护装置的电源进行失电、欠压和过压监视。
为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电源过欠压告警监视系统，包括过压监视模块、欠压监视模块、告警模块；其中，
所述过压监视模块，监视电源电压，并在所述电源电压大于过压阈值时使输出至所述告警模块的过压信号有效；
所述欠压监视模块，监视电源电压，并在所述电源电压小于欠压阈值时使输出至所述告警模块的欠压信号有效；
所述告警模块，在所述过压监视模块或者欠压监视模块输出的过压信号或者欠压信号有效时，输出告警信号。
进一步的，所述过压监视模块，包括第一采样电路和第一比较电路；其中，
所述第一采样电路，对电源电压进行采样，并将采样信号输出至所述比较电路；
所述第一比较电路，将所述采样信号与过压阈值进行比较，输出过压信号，当所述电源电压大于过压阈值时，使得所述输出的过压信号有效。
进一步的，所述欠压监视模块，包括第二采样电路和第二比较电路；其中，
所述第二采样电路，对电源电压进行采样，并将采样信号输出至所述比较电路；
所述第二比较电路，将所述采样信号与欠压阈值进行比较，输出欠压信号，当所述电源电压小于欠压阈值时，使得所述输出的欠压信号有效。
进一步的，所述过压信号和欠压信号为低电平时有效。
进一步的，所述告警模块，当电源掉电时，输出告警信号。
进一步的，所述告警模块包括三极管和继电器；
当所述过压信号或者欠压信号有效时，所述三极管截止，使得继电器常闭触点闭合发出告警信号。
进一步的，所述继电器与电源连接，当电源掉电时，所述继电器失电，常闭触点闭合发出告警信号。
进一步的，所述三极管的基极连接所述欠压信号和过压信号，当所述欠压信号或者过压信号为低电平时，所述三极管截止。
综上所述，本发明提供了一种电源过欠压告警监视系统，设置有过压监视模块、欠压监视模块、以及告警模块，能够对继电保护装置的电源同时进行失电、欠压和过压监视，功能齐备、结构简单、成本低廉，具有较好的温度特性，并且反应速度快，能够实时跟踪电源的过压、欠压以及失电情况，并及时做出反应，有效避免继电保护系统的故障发生。
附图说明
图1是本发明电源过欠压告警监视系统的构成框图；
图2是本发明电源过欠压告警监视系统的电路结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
下面对结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。根据本发明的一个实施例，提供了一种电源过欠压告警监视系统，该系统的构成框图如图1所示，该系统包括过压监视模块、欠压监视模块、告警模块。
过压监视模块，监视电源电压，并在所述电源电压大于过压阈值时使输出至所述告警模块的过压信号有效。根据某些实施例，该过压监视模块可包括第一采样电路和第一比较电路；其中，所述第一采样电路，对电源电压进行采样，并将采样信号输出值所述比较电路；所述第一比较电路，将所述采样信号与过压阈值进行比较，输出过压信号，当所述电源电压大于过压阈值时，使得所述输出的过压信号有效。欠压监视模块，监视电源电压，并在所述电源电压小于欠压阈值时使输出至所述告警模块的欠压信号有效。根据某些实施例，该欠压监视模块可包括第二采样电路和第二比较电路；其中，所述第二采样电路，对电源电压进行采样，并将采样信号输出值所述比较电路；所述第二比较电路，将所述采样信号与欠压阈值进行比较，输出欠压信号，当所述电源电压小于欠压阈值时，使得所述输出的欠压信号有效。所述过压信号和欠压信号均为低电平时有效。
所述告警模块，在所述过压监视模块或者欠压监视模块输出的过压信号或者欠压信号有效时，输出告警信号。该告警模块还在当电源掉电时，输出告警信号。
根据某些实施例，该电源过欠压告警监视系统可以采用如图2所示的电路实现。如图2所示，以监视5.0VCC为例，对该实施例的电路进行详细说明。
过压监视模块，可包括第一采样电路和第一比较电路。其中，所述第一采样电路可以包括电阻R6、R7、R8，以及电容C6，所述电阻R6、R7和R8为第一采样电路的采样电阻，电源电压5.0VCC与电阻R6的一端连接，另一端与串联之后的电阻R7和电阻R8连接，以进行分压；第一比较电路可以包括比较器U2，经过第一采样电路的采样电阻分压之后的采样电压V2连接比较器U2的VIN-端子，以作为比较器U2的反相输入信号；采样电压V2＝5.0VCC*(R7+R8)/(R6+R7+R8)，为过压监视采样电压，其中电容C6是滤波电容，并联在电阻R7和电阻R8两端，用来滤除干扰，防止比较器U2受到干扰后误触发。第一比较电路还包括电容C5、C7，电容C5和C7为滤波电容，用来滤除干扰，以保证比较器U2连接的各电压不受干扰。该比较器U2通过芯片自身产生参考电压VREF2连接至VIN+端子，以作为过压监视模块的过压阈值与采样电压V2进行比较，通过VOUT管脚输出过压信号。
欠压监视模块，可包括第二采样电路和第二比较电路。其中，所述第二采样电路可以包括电阻R3、R4、R5，以及电容C4，所述电阻R3、R4、R5为第二采样电路的采样电阻，电源电压5.0VCC与电阻R3的一端连接，另一端与串联之后的电阻R4和电阻R5连接，以进行分压；第二比较电路可以包括比较器U1，经过第二采样电路的采样电阻分压之后的采样电压V1连接比较器U1的VIN+端子，以作为比较器U1的同相输入信号；采样电压V1＝5.0VCC*(R4+R5)/(R3+R4+R5)，为欠压监视采样电压，其中电容C4是滤波电容，并联在电阻R4和电阻R5两端，用来滤除干扰，防止比较器U1受到干扰后误触发。第一比较电路还包括电容C1、C2、C3、以及磁珠F1，电容C1、C2、C3为滤波电容，用来滤除干扰，以保证比较器U1连接的各电压不受干扰，磁珠F1用来抑制5.0VCCA的高频干扰。该比较器U1通过芯片自身产生参考电压VREF1连接至VIN-端子，以作为欠压监视模块的欠压阈值与采样电压V1进行比较，通过VOUT管脚输出欠压信号。比较器U1和U2的输出组成线与关系，连接至告警模块中三极管Q1的基极，以此来控制三极管Q1的通断。
告警模块可以通过继电器出口电路实现，该电路包括三极管Q1、继电器RL1、二极管D1、电阻R1、电阻R2和瞬态抑制二极管TVS1。电阻R1为欠压信号和过压信号线与的上拉电阻，用于输出高电平，R2为限流电阻，起调节三极管Q1基级电流的作用，所述的三极管Q1起控制继电器的作用，瞬态抑制二极管TVS1起保护三极管Q1的射极和集电极，所述的继电器RL1用来控制触点开关的通断，所述的二极管D1是续流二极管，并联在继电器RL1两端，当回路掉电时，为继电器线圈提供反向续流回路，避免继电器被击穿或烧坏。当线与的欠压信号和过压信号中任意一个为低电平时，三极管Q1截止，使得继电器RL1常闭触点闭合发出告警信号。该继电器RL1同时连接5.0VCC，当电源5.0VCC掉电时，继电器RL1失电输出告警信号。
以下对该电路的工作过程进行说明。
1、上电过程，当5.0VCC电源未建立时，继电器RL1线圈无5.0VCC电源，常闭触点闭合，发出告警信号。
2、当5.0VCC电源建立后正常工作时，欠压监视模块中比较器U1的管脚2采集到的欠压监视采样电压V1＝5.0VCC*(R4+R5)/(R3+R4+R5)＞VREF1，比较器U1的管脚4，即VOUT输出低电平，过压监视模块中比较器U2的管脚2采集到的过压监视采样电压V2＝5.0VCC*(R7+R8)/(R6+R7+R8)＜VREF2，比较器U2的管脚4，即VOUT输出高电平，由于高电平和高电平进行线与，将三极管Q1基级电压拉到高电平，三极管Q1导通，继电器RL1线圈带电，常闭触点打开，告警信号消失。
3、当5.0VCC电源欠压时，欠压监视可控比较器U1的管脚2采集到的欠压监视采样电压V1＝5.0VCC*(R4+R5)/(R3+R4+R5)＜VREF1，欠压监视可控比较器U1的管脚4，即VOUT输出低电平，过压监视模块中比较器U2的管脚2采集到的过压监视采样电压V2＝5.0VCC*(R7+R8)/(R6+R7+R8)＜VREF2，过压监视可控比较器U2的管脚4，即VOUT输出高电平，由于高电平和低电平进行线与，将三极管Q1基级电压拉到低电平，三极管Q1截止，继电器RL1线圈失电，常闭触点闭合，发出告警信号。
4、当5.0VCC电源过压时，欠压监视可控比较器U1的管脚2采集到的欠压监视采样电压V1＝5.0VCC*(R4+R5)/(R3+R4+R5)＞VREF1，欠压监视模块中比较器U1的管脚4，即VOUT输出高电平，比较器U2的管脚2采集到的过压监视采样电压V2＝5.0VCC*(R7+R8)/(R6+R7+R8)＞VREF2，比较器U2的管脚4，即VOUT输出低电平，由于高电平和低电平进行线与，将三极管Q1基级电压拉到低电平，三极管Q1截止，继电器RL1线圈失电，常闭触点闭合，发出告警信号。
5、掉电过程，当5.0VCC电源掉电时，继电器RL1线圈无5.0VCC电源，常闭触点闭合，发出告警信号。
综上所述，本发明涉及一种电源过欠压告警监视系统，设置有过压监视模块、欠压监视模块、以及告警模块，能够对继电保护装置的电源同时进行失电、欠压和过压监视，功能齐备、结构简单、成本低廉，具有较好的温度特性，并且反应速度快，能够实时跟踪电源的过压、欠压以及失电情况，并及时做出反应，有效避免继电保护系统的故障发生。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (8)
1.一种电源过欠压告警监视系统，其特征在于，包括过压监视模块、欠压监视模块、告警模块；其中，
所述过压监视模块，监视电源电压，并在所述电源电压大于过压阈值时使输出至所述告警模块的过压信号有效；
所述欠压监视模块，监视电源电压，并在所述电源电压小于欠压阈值时使输出至所述告警模块的欠压信号有效；
所述告警模块，在所述过压监视模块或者欠压监视模块输出的过压信号或者欠压信号有效时，输出告警信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述过压监视模块，包括第一采样电路和第一比较电路；其中，
所述第一采样电路，对电源电压进行采样，并将采样信号输出至所述比较电路；
所述第一比较电路，将所述采样信号与过压阈值进行比较，输出过压信号，当所述电源电压大于过压阈值时，使得所述输出的过压信号有效。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述欠压监视模块，包括第二采样电路和第二比较电路；其中，
所述第二采样电路，对电源电压进行采样，并将采样信号输出至所述比较电路；
所述第二比较电路，将所述采样信号与欠压阈值进行比较，输出欠压信号，当所述电源电压小于欠压阈值时，使得所述输出的欠压信号有效。
4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述过压信号和欠压信号为低电平时有效。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述告警模块，当电源掉电时，输出告警信号。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述告警模块包括三极管和继电器；
当所述过压信号或者欠压信号有效时，所述三极管截止，使得继电器常闭触点闭合发出告警信号。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述继电器与电源连接，当电源掉电时，所述继电器失电，常闭触点闭合发出告警信号。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述三极管的基极连接所述欠压信号和过压信号，当所述欠压信号或者过压信号为低电平时，所述三极管截止。
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