CN204758770U - 电力通讯负荷电流监测报警器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电力通讯负荷电流监测报警器，包括以下电路模块，电源模块，为所述电力通讯负荷电流监测报警器提供电源；传感器模块，对所监测线路进行电流采集；比较控制模块，将传感器模块所采集的电流与正常负荷电流进行比较；报警模块，根据比较控制模块的输出结果控制报警器开启或者关闭。本实用新型采用了先进的霍尔采样技术，并设置有基准电压作比较，控制集成运放的工作状态，若被监测线路有故障，发出声光报警信号。

Description

电力通讯负荷电流监测报警器

技术领域

本实用新型涉及电力通讯负荷电流监测领域，特别涉及一种电力通讯负荷电流监测报警器。

背景技术

在发电厂和变电站，有大量的调度命令和运行数据需要交互传递，要完成这样的交互传递离不开48V通讯电源。该通讯电源不论是采用由市电降压、整流、滤波及稳压转换而来的线性电源，还是经高频振荡转换而成的开关电源，都具有重要性高，造价不菲等特点，同时，电源所承受的负荷重，分支线路较多，常发生冲击短路和潮湿接地等故障。若在无自动监测设施时出了故障，靠的是人工拉闸，逐条断电的方式来寻找故障线路，这种方式繁琐复杂，又影响正常线路，很是不妥。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电力通讯负荷电流监测报警器，对负荷电流进行监测，正常时，仪器保持原状，异常时，仪器经检测判断发出声光信号，向运行人员提供报警信息。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种电力通讯负荷电流监测报警器，包括以下电路模块，

电源模块，为所述电力通讯负荷电流监测报警器提供电源；

传感器模块，对所监测线路进行电流采集；

比较控制模块，将传感器模块所采集的电流与正常负荷电流进行比较；

报警模块，根据比较控制模块的输出结果控制报警器开启或者关闭。

具体的，所述电源模块的结构为：变压器B1原边接入市电，副边中间抽头接地，副边一端接二极管D1输入端，另一端接二极管D4输出端；所述二极管D1输出端连二极管D3输出端，所述二极管D3输入端连二极管D4输出端，所述二极管D4输入端连二极管D2输入端，所述二极管D2输出端连二极管D1输入端；所述二极管D3输出端接三端正稳压器WY1的1端，二极管D4输入端接三端负稳压器WY2的3端，所述三端正稳压器WY1的1端通过电容C1接地，2端通过电容C3接地，所述三端负稳压器WY2的3端通过电容C2接地，2端通过电容C4接地，三端正稳压器WY1的3端和三端负稳压器WY2的1端也接地，三端正稳压器WY1的2端为电源模块输出正极，三端负稳压器WY2的2端为电源模块的输出负极。

进一步的，所述变压器B1原边接有开关K1和保险BX，所述三端正稳压器WY1的2端和三端负稳压器WY2的2端之间还串联有发光二极管Fg1和电阻R1。

具体的，所述三端正稳压器WY1的型号是W7815，三端负稳压器WY2的型号是W7915，电容C1、C2是2200μf电解电容，C3、C4是0.01μf的涤纶电容。

具体的，所述传感器模块的传感器是型号为CS1000EK2的霍尔传感器，所述霍尔传感器插座CZ1的a端和b端接电源模块输出电压，c端为输出信号端，d端接地。

具体的，所述比较控制模块电路结构为：在电源模块输出正负极之间有电阻R2和稳压二极管WY3串联，构成基准电压，电源模块输出正负极之间还有电阻R3和电阻R4串联，构成工作点，集成电路IC1反相输入端接到电阻R2和稳压二极管WY3之间，集成电路IC1同相输入端与霍尔传感器信号输出端c共同接到电阻R3和电阻R4之间，集成电路IC1输出端接报警模块。

具体的，所述集成电路IC1的型号为F007。

具体的，所述报警模块电路结构为：所述集成电路IC1输出端接复合功放电路BG1基极，所述复合功放电路BG1集电极与电源输出正极之间接有电阻R5与发光二极管Fg2的串联支路，串联支路同时并联有电铃控制器JL1，复合功放电路BG1发射极接到复合功放电路BG2基极，所述复合功放电路BG2集电极接复合功放电路BG1集电极，所述复合功放电路BG2发射极接电源地。

本实用新型的有益效果是：采用了先进的霍尔采样技术，并设置有基准电压作比较，控制集成运放的工作状态，确定是否发出声光报警信号。一旦报警，即表明该线路故障，减少了寻线工作量，可直接实施事故排解，提高了事故处理效率，同时避免了对正常线路的干扰损伤。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型采用霍尔传感器进行电流采样的结构示意图。

图2是本实用新型中电流采样模拟电路示意图。

图3是本实用新型所述报警器的具体电路图。

图1中：1-直流线；2-传感器；3-穿线孔；4-接线端子排；5-底座盘；6-固定孔；总电流Iz，负载L，正极M，负极N，a端为+15V电压、b端为-15V电压，c为采样信号输出端、d是公共地端；

图2中：HR为霍尔传感器；L为负载；R1、R2为模拟电阻。

具体实施方式

本实用新型的目的在于提供一种电力通讯负荷电流监测报警器，我们知道，在被监测线路正常工作时，有关仪器表计投入工作，负荷电流相对稳定。当被监测线路出现故障时，不论是接地还是短路，都会使电流发生变化，并多数为增加。为此，我们抓住这样的变化特点设计了电力通讯负荷电流监测报警器，对负荷电流进行监测，正常时，仪器保持原状，异常时，仪器经检测判断发出声光信号，向运行人员提供报警信息，以便及时分析处理，减少事故的发生和扩展，有效提高电力通讯系统的安全稳定性。

通讯电源在正常运行时，经计算和检测，不论总线还是各分支线，都会有着相对稳定的电流数值，当其发生短路、接地时，电流必将发生变化，通常为升高。为此，我们可以将正常负荷电流值作为比较基础，当异常超越时，进行声光报警。

要知道实际运行电流值的大小，则要进行数据监测采集，但直流电不像交流电，电磁场很弱，采样非常困难。为解决此问题，有的人采取了输送10Hz左右低频信号到系统的转换测试方法，这样并不好，因为一是增大设备投资，二是在电力直流系统中增加了频率干扰，所以，我们摒弃了这样的方案。

我们具体实施采用的是霍尔传感技术来解决这样的问题。此技术中的关键部件霍尔传感器是一种半导体器件，在无电流通过时，处于固定状态。当有电流流过时，便会激活电荷，送出对应变化的电压信号。我们再将该信号传送给主机，做量值比较和判断控制，确认为故障时，将发出声光报警信号。所用霍尔传感器型号是CS1000EK2，霍尔传感器结构及采样方式如图1所示。

在图1中，被监测直流线1(可以是电源总线，也可是分支线路)，从正级M穿过霍尔传感器2的穿线孔3，线路的另一端接负载L，回到负极N，4是接线端子排，只要被测线穿过穿线孔3，接上工作电源，即可进入被监测状态。

图2是采样模拟电路图，正常时，总电流Iz与负荷电流If相同，即Iz＝If。在霍尔传感器HR中，可作为一个常规量值输出。当故障发生时，如线路中出现接地现象，将产生接地电流Id，总电流Iz增大，则Iz＝If+Id，这时霍尔传感器HR采集到的电量信号增加，经转换处理后，在图1的c端子送出对应的更大电压信号。

如图3所示电路，本实用新型包括电源模块、传感器模块、比较控制模块和报警模块，详述如下。

电源模块，为所述电力通讯负荷电流监测报警器提供电源。

所述电源模块的结构为：变压器B1原边接入市电，副边中间抽头接地，副边一端接二极管D1输入端，另一端接二极管D4输出端；所述二极管D1输出端连二极管D3输出端，所述二极管D3输入端连二极管D4输出端，所述二极管D4输入端连二极管D2输入端，所述二极管D2输出端连二极管D1输入端；所述二极管D3输出端接三端正稳压器WY1的1端，二极管D4输入端接三端负稳压器WY2的3端，所述三端正稳压器WY1的1端通过电容C1接地，2端通过电容C3接地，所述三端负稳压器WY2的3端通过电容C2接地，2端通过电容C4接地，三端正稳压器WY1的3端和三端负稳压器WY2的1端也接地，三端正稳压器WY1的2端为电源模块输出正极，三端负稳压器WY2的2端为电源模块的输出负极。另外，所述变压器B1原边接有开关K1和保险BX，所述三端正稳压器WY1的2端和三端负稳压器WY2的2端之间还串联有发光二极管Fg1和电阻R1。220V交流电源从①、②端子引入，经开关K1、保险BX传送给变压器B1降压，B1副边中间抽头，作为公共地。二极管D1—D4完成正、负电源整流。D1、D3输出端并联，接三端正稳压器WY1的输入端1脚，三端正稳压器WY1的3脚接公共地，2脚输出正电源。D2、D4输入端并联，接三端负稳压器WY2的输入端3脚，三端负稳压器WY2的1脚接公共地，2脚输出负电源，其中三端正稳压器WY1的型号是W7815，三端负稳压器WY2的型号是W7915。C1、C2是2200μf电解电容，C3、C4是0.01μf的涤纶电容，它们分别作三端稳压器输入、输出的50Hz和中高频滤波。发光二极管Fg1和电阻R1串联，作工作电源指示。

传感器模块，对所监测线路进行电流采集。

图1示出了型号为CS1000EK2的霍尔传感器及其连接方式，其采集到的电信号从接线端子排4输出，再对应传送给图3中的输入插座CZ1，从图3中可见，CZ1的a端接+15V电源，b端接-15V电源，c端为采集转换后的故障信号，接往比较放大器，d为公共地。器件连接好后，将被监测直流线穿过霍尔传感器中芯孔，接上正负电源，即可开始电流变化采集工作。

比较控制模块，将传感器模块所采集的电流与正常负荷电流进行比较。

在图3中，以集成电路IC1为中心形成比较判断单元，IC1为集成运放。所述比较控制模块电路结构为：在电源模块输出正负极之间有电阻R2和稳压二极管WY3串联，构成基准电压，还有电阻R3和电阻R4串联，构成工作点，集成电路IC1反相输入端接到电阻R2和稳压二极管WY3之间，集成电路IC1同相输入端与霍尔传感器信号输出端c共同接到电阻R3和电阻R4之间，集成电路IC1输出端6脚接报警模块。集成电路IC1型号选用F007，它可以适应±15V工作。

在正常状况下，负荷电流变化不大，霍尔传感器常规输入电压较低，处于U2﹥U3状态，集成电路IC1截止。但若出现接地、负荷冲击等故障，直流总电流Iz上升，经霍尔传感器采样转换后，从c脚送来对应变化的较高电压，将转换为U2﹤U3，此时集成电路IC1翻转，在6脚输出高电平。

报警模块，根据比较控制模块的输出结果控制报警器开启或者关闭。

所述报警模块电路结构为：所述集成电路IC1输出端接复合功放电路BG1基极，所述复合功放电路BG1集电极与电源输出正极之间接有电阻R5与发光二极管Fg2的串联支路，串联支路同时并联有电铃控制器JL1，所述电阻R5起分压作用，使之与发光二极管Fg2的串联总电压和电铃控制器JL1所需的12V工作电压相等。复合功放电路BG1发射极接到复合功放电路BG2基极，所述复合功放电路BG2集电极接复合功放电路BG1集电极，所述复合功放电路BG2发射极接电源地，所述复合功放电路BG2发射极直接接地，是将报警电路局限在正15V电压中，加上复合管分压，则更适合12V报警器的工作范围。当集成电路IC1翻转后，在6脚送出高电平，分别启动复合功放电路BG1、BG2，复合管的导通会启动发光二极管Fg2和电铃控制器JL1，同时发出声光报警信号。

Claims (8)

1.一种电力通讯负荷电流监测报警器，其特征在于：包括以下电路模块，

电源模块，为所述电力通讯负荷电流监测报警器提供电源；

传感器模块，对所监测线路进行电流采集；

比较控制模块，将传感器模块所采集的电流与正常负荷电流进行比较；

报警模块，根据比较控制模块的输出结果控制报警器开启或者关闭。

2.如权利要求1所述的电力通讯负荷电流监测报警器，其特征在于：所述电源模块的结构为：变压器B1原边接入市电，副边中间抽头接地，副边一端接二极管D1输入端，另一端接二极管D4输出端；所述二极管D1输出端连二极管D3输出端，所述二极管D3输入端连二极管D4输出端，所述二极管D4输入端连二极管D2输入端，所述二极管D2输出端连二极管D1输入端；所述二极管D3输出端接三端正稳压器WY1的1端，二极管D4输入端接三端负稳压器WY2的3端，所述三端正稳压器WY1的1端通过电容C1接地，2端通过电容C3接地，所述三端负稳压器WY2的3端通过电容C2接地，2端通过电容C4接地，三端正稳压器WY1的3端和三端负稳压器WY2的1端也接地，三端正稳压器WY1的2端为电源模块输出正极，三端负稳压器WY2的2端为电源模块的输出负极。

3.如权利要求2所述的电力通讯负荷电流监测报警器，其特征在于：所述变压器B1原边接有开关K1和保险BX，所述三端正稳压器WY1的2端和三端负稳压器WY2的2端之间还串联有发光二极管Fg1和电阻R1。

4.如权利要求3所述的电力通讯负荷电流监测报警器，其特征在于：所述三端正稳压器WY1的型号是W7815，三端负稳压器WY2的型号是W7915，电容C1、C2是2200μf电解电容，C3、C4是0.01μf的涤纶电容。

5.如权利要求1至4任一项所述的电力通讯负荷电流监测报警器，其特征在于：所述传感器模块的传感器是型号为CS1000EK2的霍尔传感器，所述霍尔传感器插座CZ1的a端和b端接电源模块输出电压，c端为输出信号端，d端接地。

6.如权利要求5所述的电力通讯负荷电流监测报警器，其特征在于：所述比较控制模块电路结构为：在电源模块输出正负极之间有电阻R2和稳压二极管WY3串联，构成基准电压，电源模块输出正负极之间还有电阻R3和电阻R4串联，构成工作点，集成电路IC1同相输入端与霍尔传感器信号输出端c共同接到电阻R3和电阻R4之间，集成电路IC1反相输入端接到电阻R2和稳压二极管WY3之间，集成电路IC1输出端接报警模块。

7.如权利要求6所述的电力通讯负荷电流监测报警器，其特征在于：所述集成电路IC1的型号为F007。

8.如权利要求6所述的电力通讯负荷电流监测报警器，其特征在于：所述报警模块电路结构为：所述集成电路IC1输出端接复合功放电路BG1基极，所述复合功放电路BG1集电极与电源输出正极之间接有电阻R5与发光二极管Fg2的串联支路，串联支路同时并联有电铃控制器JL1，复合功放电路BG1发射极接到复合功放电路BG2基极，所述复合功放电路BG2集电极接复合功放电路BG1集电极，所述复合功放电路BG2发射极接电源地。