CN201750139U - 限流柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电器元件领域，特别是一种用于限制电流的装置。它包括柜体及限流器，其中限流器包括整流电路、降压供电电路、电流传感器、控制处理单元和执行电路，交流输入电源经过整流电路整流后由降压供电电路转变为低压直流电输出。本实用新型利用整流电路和降压供电电路组成的电源，为控制处理单元和执行电路供电，由于本实用新型的降压供电电路空载时，降压供电电路的消耗功率等于放电回路的电阻的消耗功率，而放电回路的电阻阻值大实现空载输入消耗功率接近于零的设计理念。

Description

限流柜 

技术领域

本实用新型属于电器元件领域，特别是一种用于限制电流的装置。 

背景技术

我国电力系统的短路电流水平随着电源容量的增长和电网的扩大而急剧上升，发电机和主变压器在发生近区短路时，短路电流可以达到或超过80～100kA水平。面对如此大的短路电流，常规断路器表现出以下问题：(1)普通断路器的额定短路开断电流小于63kA，开断能力不能满足要求；(2)断路器不具备限流功能，全开断时间长达60～200ms，在开断之前，发电机和变压器常因经受不住短路电流第一个周波的电动力冲击而发生损坏。 

目前限制短路电流的主要措施有：采用限流电抗器、采用高阻抗变压器或改变运行方式。这些方法的主要缺点是增加能耗、降低电能质量、降低了供电能力及供电可靠性。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种节能、工作稳定可靠的的新型电流限流器。 

本实用新型的技术方案是这样实现的：它包括柜体及限流器，其中限流器包括整流电路、降压供电电路、电流传感器、控制处理单元和执行电路，交流输入电源经过整流电路整流后由降压供电电路转变为低压直流电输出，为控制处理单元和执行电路供电，降压供电电路由放电回路、脉动触发电路、开关管、稳压电路和储能电容组成，整流电路的输出端的正极分别与放电回路的一端、脉动触发电路输入端和开关管的集电极连接，脉动触发电路的输出端分别与开关管的基极和稳压电路的一端连接，开关管的发射极与储能电容的正极连接作为本降压供电电路的正极输出，整流电路的输出端负极分别与放电回路的另一端、稳压电路的另一端和储能电容的负极连接作为本降压供电电路的负极输出。 

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：1)利用整流电路和降压供电电路组成的电源，为控制处理单元和执行电路供电，由于本实用新型的降压供电电路空载时，降压供电电路的消耗功率等于放电回路的电阻的消耗功率，而放电回路的电阻阻值大实现空载输入消耗功率接近于零的设计理念，非常节能；2)本实用新型的降压供电电路中，开关管一旦出现脉冲基极电流，开关管导通向储能电容充电，由于稳压电路的钳压作用此模式下开关管处于半导通状态，此时由于脉动直流输入电源的电压的突变，高电压的出现储能电容快速充电到稳压值而转向截止。实现适合于电压突变特殊的供电环境工作的设计理念，工作稳定，寿命较长；3)本实用新型降压供电电路中的充电的电容值比较小，体积小，且线路简单，比传统的降压供电电路缩小1/2体积。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

图1是本实用新型的电路方框图； 

图2是本实用新型的降压供电电路对应的电路方框图； 

图3是图2对应的电路图； 

图4是本实用新型另一部分的电路图； 

图5是本实用新型的的电流传感器的结构示意图。 

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示，它包括柜体及限流器，其中限流器包括整流电路1、降压供电电路2、电流传感器3、控制处理单元4和执行电路5，交流输入电源经过整流电路1整流后由降压供电电路2转变为低压直流电输出，为控制处理单元4和执行电路5供电，降压供电电路2由放电回路21、脉动触发电路22、开关管23、稳压电路24和储能电容25组成，整流电路1的输出端的正极分别与放电回路21的一端、脉动触发电路22输入端和开关管23的集电极连接，脉动触发电路22的输出端分别与开关管23的基极和稳压电路24的一端连接，开关管23的发射极与储能电容25的正极连接作为本降压供电电路的正极输出，整流电路1的输出端负极分别与放电回路21的另一端、稳压电路24的另一端和储能电容25的负极连接作为本降压供电电路的负极输出。稳压电路24可以是稳压管Z1，稳压管Z1与开关管23的基极和发射极形成钳位回路，对储能电容25的电压限制。整流电路1可以是由市电经半波整流或全波整流。控制处理单元4主要包括放大电路和比较电路，电流传感器3检测负载工作回路中的电流信号经过放大电路放大后送比较电路处理，如负载工作回路中的电流过大驱动执行电路5工作，执行电路5切断负载工作回路。负载工作回路主要由负载R0和开关JK-1串联而成，执行电路5由三极管Q2、电阻R4、二极管D4和继电器JK组成，继电器JK控制负载工作回路的开关JK-1的通断。 

降压供电电路2的输入电压大于稳压管Z1的正常工作电压值和小于开关管23的耐压值，实现宽的供电电压范围内正常运作的设计理念。例如：稳压管24为15V，开关管23耐压为450V可靠直流输入电源供电电压范围18V-400V，输出电压为14.3V。 

本实用新型降压供电电路的工作原理是：起始阶段储能电容C2的电压为零，脉动直流输入时，电源一旦通电由脉动触发电路22给开关管23基极一个短时间的脉冲基极电流，开关管23的脉冲基极电流的大小和时间由脉动触发电路22 中的电阻R2和电容C1和放电回路21中的电阻R1的值决定，开关管23脉冲基极电压由稳压管24的值决定。一旦出现脉冲基极电流，开关管23导通向储能电容25充电，当储能电容25经若干个脉动直流输入充电后，储能电容25电压值等于稳压管24的电压值与开关管23基极和发射极的导通压降之差时，开关管23转向截止。此时如本降压供电电路空载，降压供电电路的消耗功率等于放电回路21中电阻R1的消耗功率，而电阻R1的阻值较大，实现空载输入消耗功率接近于零的设计理念。如脉动直流输入电源的电压上升时间较缓，由0V开始缓步上升，根据本实用新型电路的原理开关管23的脉冲基极电流的大小和时间由脉动触发电路22中的电阻R2和电容C1和放电回路21中的电阻R1的值决定，脉冲基极电压由稳压管24的值决定。开关管23一旦出现脉冲基极电流就导通向储能电容25充电，当储能电容25经约干个脉动直流输入充电到稳压管24的值减开关管23基极和发射极的导通压降时，开关管23转向截止。如脉动直流输入电源的电压上升时间较徒，根据本实用新型电路的原理，开关管23一旦出现脉冲基极电流，开关管23导通向储能电容25充电，由于稳压管Z1的钳压作用此模式下开关管23处于半导通状态，此时由于脉动直流输入电源的电压的突变高电压的出现储能电容25快速充电到稳压值而转向截止。实现适合于电压突变特殊的供电环境工作的设计理念。 

电流传感器3主要是可调电阻R3。如图5所示，电阻R3包括若干段电阻丝31和短路活块32，短路活块32套在两段电阻丝31上可以上下滑移，通过改变短路活块32的位置可以控制接入到取样电路中电阻丝31的工作长度实现电流取样量可调的目的。若干段电阻丝31可以是一条长的电阻丝经过适当的整形而成，形成U型的支架体，短路活块32套在U型的支架体上。若干段电阻丝31是指两段或者两段以上。整个电流传感器结构简单，制造成本低，通过改变短 路活块32的位置可以控制接入到取样电路中电阻丝31的长度实现电流取样量可调的目的，实现偏差调整和补偿的目的，调节范围大。可以通过固定电子放大器的放大增益从而简化了后续电路的结构为实现后续电路的高度集成创造了有利的条件，为降低整体成本压缩产品的体积打下了坚实的基础。本实用新型还充分利用了电阻丝31的各种特性，用最简单的方法实现了偏差调整的功能。通过对电阻丝31和短路活块32的组合组成组件方便地安装在应用场合中。 

Claims (3)

1.一种限流柜，它包括柜体及限流器，其中限流器包括整流电路(1)、降压供电电路(2)、电流传感器(3)、控制处理单元(4)和执行电路(5)，交流输入电源经过整流电路(1)整流后由降压供电电路(2)转变为低压直流电输出，为控制处理单元(4)和执行电路(5)供电，其特征在于：降压供电电路(2)由放电回路(21)、脉动触发电路(22)、开关管(23)、稳压电路(24)和储能电容(25)组成，整流电路(1)的输出端的正极分别与放电回路(21)的一端、脉动触发电路(22)输入端和开关管(23)的集电极连接，脉动触发电路(22)的输出端分别与开关管(23)的基极和稳压电路(24)的一端连接，开关管(23)的发射极与储能电容(25)的正极连接作为本降压供电电路的正极输出，整流电路(1)的输出端负极分别与放电回路(21)的另一端、稳压电路(24)的另一端和储能电容(25)的负极连接作为本降压供电电路的负极输出。

2.根据权利要求1所述的限流柜，其特征在于：稳压电路(24)是稳压管。

3.根据权利要求2所述的限流柜，其特征在于：稳压管与开关管(23)的基极和发射极形成钳位回路，对储能电容(25)的电压限制。

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