CN202363890U - 一种用于输电线路故障监测终端的电源保护装置 - Google Patents

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彭向阳
李鑫
钱冠军
高峰
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China Southern Power Grid Power Technology Co Ltd
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Wuhan Sunshine Power Science & Technology Co Ltd
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Abstract

一种用于防护输电线路大电流、高电压、低电压对电源系统造成损害的电源保护装置。这种保护装置针对电路中发生的过流、过压、欠压进行保护。在电源输入端后接过流保护电路，由电流传感器、整流电路、稳压管、电阻、电容和继电器组成。在DC/DC变换电路的输入端接过压和欠压保护电路，由取样电阻、三个分压电阻、两个电压比较器、稳压管、变阻器、可控晶闸管和一个耗能电阻组成。电路过流时继电器动作，常闭触点断开切断电路；电路过压或欠压时电压比较器输出端变为高电位，控制晶闸管导通使后续电源系统短路。

Description

一种用于输电线路故障监测终端的电源保护装置
技术领域
本实用新型涉及一种电源保护装置，尤其涉及对电源的过流、过压和欠压的保护，主要用于防护输电线路上的大电流、高电压或低电压对电源系统造成损害。
背景技术
电源在由它与负载所组成的整个电子系统中，不但要承受来自电网与外界的诸如：电压跌落、浪涌与中断、频率变化、波形失真、持续噪声、电磁干扰、瞬变等等不良影响的考验，而且还要经受来自负载的诸如过流、短路、瞬变、过压等方面的严格考验。为使电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠的工作，必须设计多种保护电路，保护电路常由过流保护，过压保护两部分组成。
理想的电源保护电路应具有以下特性：在进入超额定条件时，电源能安全地自动进入自保护状态；电源进入自保护状态期间，其功耗愈小愈好；电源的保护状态解除后，电源能够从保护状态自动进入正常工作状态；保护电路本身的功耗愈小愈好，从而保证电源的整体效率的提高；保护电路的构成愈简单愈好。
实用新型内容
本实用新型提供一种结构简单、功耗少的电源保护装置，该装置通过实时监测线路电流和电压信号，并与基准信号进行比较，当出现过流、过压或欠压时能及时有效地做出反应，保障电源安全可靠的工作。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于输电线路故障监测终端的电源保护装置，所述的电源依次包括输入端、整流滤波电路、稳压电容和DC/DC变换电路，其特征是：设有过流保护电路。该过流保护电路包括电流传感器1、稳压管2、分压电阻3、电容4、继电器K15、常闭触点6和整流电路7，所述的电流传感器1的初级线圈和常闭触点6串联在电源输入端和整流滤波电路之间，电流传感器1的次级线圈接整流电路7，整流电路7的输出回路上串联有稳压管2和分压电阻3、最后是并联的电容4和继电器K15。
当电流传感器获取的电流信号处于正常工作范围时，稳压管处于关断状态，过流保护电路不影响电源系统的正常运行。当输电线路遭受过流时，电流传感器次级感应的过流信号使稳压管反向击穿并对电容充电。电容上的电压达到继电器K1的动作电压时，K1动作，常闭触点K1.1断开而切断电路，电源进入睡眠状态。当电流恢复正常时K1.1闭合，电源自动恢复正常工作状态。
在上述基础上，本实用新型还设有过压和欠压保护电路，当出现过压或欠压时均能及时有效地做出反应，保障电源安全可靠的工作。
该过压和欠压保护电路包括取样电阻8、第一第二第三分压电阻9、10、11、第一第二电压比较器14、15、稳压管13、变阻器12、可控晶闸管16和一个耗能电阻17，所述的耗能电阻17一端接晶闸管16阴极，另一端接稳压电容的低电位，晶闸管16阳极接稳压电容的高电位，门极接第一第二电压比较器14、15的输出端，抽样电阻8一端接稳压电容的高电位，另一端接低电位，滑动端接第一分压电阻9，第一第二第三分压电阻9、10、11串联，第三分压电阻11的一端接地，变阻器12和稳压管13串联，变阻器12的一端接+12V电源，稳压管13一端接地，第一电压比较器14正输入端接在第一分压电阻9和第二分压电阻10之间，负输入端接在稳压管13和变阻器12之间，电压比较器15正输入端接在稳压管13和变阻器12之间，负输入端接在分压电阻9和第二分压电阻10之间，通过控制晶闸管16的开通和关断实现对电源的过压和欠压保护。
两个电压比较器中的一个用做过压保护，它的正输入端接基准电压，负输入端接取样电压；另一个用做欠压保护，它的正输入端接取样电压，负输入端接基准电压。取样电阻获取电压信号，当取样电压处于正常范围时，电压比较器输出低电平，晶闸管关断，不会影响电源系统的正常运行，当输电线路遭受过压或欠压时，取样电压与基准电压进行比较后电压比较器输出高电平，晶闸管导通，从而短接后续电源系统。当电压恢复正常时晶闸管重新关断，电源正常运行。
本实用新型可以实现对电源系统的过流、过压和欠压三种保护，结构简单，安全可靠，功耗小，实时性好。
附图说明
图1是电源及保护装置的整体结构框图；
图2电源保护装置中的过流保护电路；
图3是电源保护装置中的过压和欠压保护电路；
图4是图2、图3在图1中的整体电路图；
图中1.电流传感器，2.稳压管， 3.分压电阻，4.电容，5.继电器K1，6.常闭触点，7.整流电路，8.取样电阻，9.分压电阻，10.分压电阻，11.分压电阻，12.变阻器，13.稳压管，14.电压比较器，15.电压比较器，16.晶闸管，17.耗能电阻。
具体实施方式
在图1中，用于输电线路故障监测终端的本实用新型电源保护装置实施例，电源依次包括输入端、整流滤波电路、稳压电容和DC/DC变换电路，过流保护电路串联在整流滤波电路和输入端之间，它的输入接输入端，输出接整流滤波电路；过压和欠压保护电路并联在整流滤波电路和稳压电容之间，它的输入接整流滤波电路，输出接稳压电容；稳压电容和DC/DC变换电路并联。
在图2中，过流保护电路包括电流传感器1、稳压管2，分压电阻3、电容4、继电器K15、常闭触点6和整流电路7，所述的电流传感器1的初级线圈和常闭触点6串联在电源输入端和整流滤波电路之间，电流传感器1的次级绕组接整流电路7的输入端，稳压管2、分压电阻3和电容4串联，并联接到整流电路7的输出端，继电器K15与电容4并联，通过继电器K15控制常闭触点6的断开和闭合实现对电源的过流保护。
在图3中，过压和欠压保护电路包括取样电阻8、第一第二第三分压电阻9、10、11、第一第二电压比较器14、15、稳压管13、变阻器12、可控晶闸管16和一个耗能电阻17，耗能电阻17一端接晶闸管16阴极，另一端接稳压电容的低电位，晶闸管16阳极接稳压电容的高电位，门极接电压比较器14、15的输出端，抽样电阻8一端接稳压电容的高电位，另一端接低电位，滑动端接分压电阻9，分压电阻9、10、11串联，分压电阻11的一端接地，变阻器12和稳压管13串联，变阻器12的一端接+12V电源，稳压管13一端接地，电压比较器14正输入端接在分压电阻9和分压电阻10之间，负输入端接在稳压管13和变阻器12之间，电压比较器15正输入端接在稳压管13和变阻器12之间，负输入端接在分压电阻9和分压电阻10之间，通过控制晶闸管16的开通和关断实现对电源的过压和欠压保护。
第一第二电压比较器共用一个基准电压，过压保护对应第一电压比较器14，它的正输入端接取样电压，负输入端接基准电压；欠压保护对应第二电压比较器15，它的正输入端接基准电压，负输入端接取样电压。可控晶闸管16门极接第一第二电压比较器14、15的输出端，阳极连到稳压电容的高电位端，阴极串联一个耗能电阻17接稳压电容的低电位端。

Claims (2)

1.一种用于输电线路故障监测终端的电源保护装置，所述的电源依次包括输入端、整流滤波电路、稳压电容和DC/DC变换电路，其特征是：设有过流保护电路，其包括电流传感器（1）、稳压管（2），分压电阻（3）、电容（4）、继电器K1（5）、常闭触点（6）和整流电路（7），所述的电流传感器（1）的初级线圈和常闭触点（6）串联在电源输入端和整流滤波电路之间，电流传感器（1）的次级线圈接整流电路（7），整流电路（7）的输出回路上串联有稳压管（2）和分压电阻（3）、最后是并联的电容（4）和继电器K1（5）。
2.根据权利要求1所述的用于输电线路故障监测终端的电源保护装置，其特征是：设有过压和欠压保护电路，其包括取样电阻（8）、第一第二第三分压电阻（9、10、11）、第一第二电压比较器（14、15）、稳压管（13）、变阻器（12）、可控晶闸管（16）和耗能电阻（17），所述的耗能电阻（17）一端接晶闸管（16）阴极，另一端接DC/DC变换电路输入端的低电位，晶闸管（16）阳极接稳压电容的高电位，门极接第一第二电压比较器（14）、（15）的输出端，抽样电阻（8）一端接稳压电容的高电位，另一端接低电位，滑动端接第一分压电阻（9），第一第二第三分压电阻（9）、（10）、（11）串联，第三分压电阻（11）的一端接地，变阻器（12）和稳压管（13）串联，变阻器（12）的一端接+12V电源，稳压管（13）一端接地，第一电压比较器（14）正输入端接在第一分压电阻（9）和第二分压电阻（10）之间，负输入端接在稳压管（13）和变阻器（12）之间，电压比较器（15）正输入端接在稳压管（13）和变阻器（12）之间，负输入端接在分压电阻（9）和第二分压电阻（10）之间，通过控制晶闸管（16）的开通和关断实现对电源的过压和欠压保护。
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