CN206834983U - 一种继电保护电源插件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种继电保护电源插件，包括依次连接的前级输入端、直流变换电路、电压切换电路和后级输出端，所述直流变换电路包括两个相冗余设置的DC/DC变换器，两个DC/DC变换器的同极输出端通过切换开关与后级输出端相连，所述DC/DC变换器的输出端上连接有用于对切换开关进行控制的电压比较器。其设置两个相冗余的DC/DC变换器，并通过电压切换电路实现对工作DC/DC变换器的切换，当一DC/DC变换器出现问题时，不需要重新更换整块插件，保证正常工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及继电保护装置领域，具体涉及一种继电保护电源插件。
背景技术
目前电源插件故障是导致继电保护装置发生故障的重要原因，严重的威胁着电网的安全稳定运行。继电保护装置故障原因分为多种情况，大致分为内因和外因两种情况：内因是指电源插件内部DC/DC变换模块或电容、电感、光耦等元器件因过热、过负荷导致烧毁的永久性损坏。对于内因，目前通常采取更换整块插件的方法来处理，但是成本高，并且时常不能及时找到合适的电源插件，导致继电保护装置不能正常工作。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述技术问题提供一种继电保护电源插件。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种继电保护电源插件，包括依次连接的前级输入端、直流变换电路、电压切换电路和后级输出端，所述直流变换电路包括两个相冗余设置的DC/DC变换器，两个DC/DC变换器的输出端通过切换开关与后级输出端相连，所述DC/DC变换器的输出端上连接有用于对切换开关进行控制的电压比较器。前级输入端与220V直流电压连接，后级输出端与后级继电保护负载相连。采用两相冗余设置的DC/DC变换器即双重化设置，电压切换电路实现对DC/DC变换器的选择，从而提高电源插件的可靠性。两个DC/DC变换器独立工作，其中一个DC/DC变换器损坏时，电压切换电路将切换到另一个DC/DC变换器。当两个DC/DC变换器输出信号一致或一DC/DC变换器无电压输出时，切换开关处于另一DC/DC变换器的输出端；当一DC/DC变换器有电压输出，另一DC/DC变换器无电压输出时，切换开关处于一DC/DC变换器的输出端，从而实现在两个DC/DC变换器间相互切换。从而有效的解决内因问题，避免对整块插件的更换，保证继电保护装置的正常工作。
作为优选，为了避免DC/DC变换器输出信号一致时，某些电压比较器输出不稳定的情况，即DC/DC变换器切换不稳定的情况，所述DC/DC变换器具有两路输出电压且两路输出电压值不同，所述DC/DC变换器的一同路输出端通过切换开关与后级输出端相连，两DC/DC变换器的一不同路输出端分别连接在对切换开关进行控制的电压比较器的输入端上。
作为优选，为了便于对DC/DC变换器工作状态的显示，DC/DC变换器的输出端上连接有状态指示灯。
作为优选，为了解决其外因问题，所述前级输入端和后级输出端同时连接在欠压闭锁电路的输入端上，所述欠压闭锁电路的输出端同时与两个DC/DC变换器相连。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本实用新型设置两个相冗余的DC/DC变换器，并通过电压切换电路实现对工作DC/DC变换器的切换，当一DC/DC变换器出现问题时，不需要重新更换整块插件，保证正常工作。
2、本实用新型利用欠压闭锁电路对电源插件的输入和输出进行监测，两者电压都不在正常范围内时闭锁输出电压，避免输入电压在恢复正常后仍然闭锁输出电压的情况，使电源具有自恢复的能力。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型的原理框图。
图2是实施例2的电路原理图。
图3是实施例3中欠压闭锁电路与DC/DC变换器的电路原理图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例1
如图1所示的一种继电保护电源插件，可广泛用于各种类型的继电保护电源插件中，包括依次连接的前级输入端、直流变换电路、电压切换电路和后级输出端，直流变换电路包括两个相冗余设置的DC/DC变换器，两个DC/DC变换器的输出端通过切换开关与后级输出端相连；DC/DC变换器的输出端上连接有用于对切换开关进行控制的电压比较器。
还可在DC/DC变换器的输出端上连接状态指示灯。
实施例2
实施例1的原理即采用电压比较器对DC/DC变换器的输出进行监测以实现对DC/DC变换器的切换，但是，某些电压比较器在两个输入一致时，其输出不稳定，直接影响DC/DC变换器的切换。为了解决上述问题，DC/DC变换器具有两路输出电压且两路输出电压值不同，DC/DC变换器的一同路输出端通过切换开关与后级输出端相连，两DC/DC变换器的一不同路输出端分别连接在对切换开关进行控制的电压比较器的输入端上。此处的同路应理解为输出电压相等，同路输出端即输出电压相等的输出端。两个DC/DC变换器要切换使用，其输出应一致，即其与切换开关连接的输出端起输出电压须一致，即此处的冗余设置理解为至少一电压输出端的输出电压相等，另一或几个电压输出端的电压可相等也可不相等。
如图2所示的一具体实施方式，本实施例采用两个双输出的DC/DC变换器，两输出电压值不同，分别为5V和24V，电压切换电路采用如图2所示的电路结构，一个DC/DC变换器的24V输出电压和另一个的DC/DC变换器的5V输出电压分别作为电压比较器LM339的输入，切换开关由继电器线圈控制，其常闭位置位于一DC/DC变换器的输出位置，当该DC/DC变换器工作正常时，Uo1>Uo2，电压比较电路输出低电平，继电器线圈不通电，使开关处于常闭位置，即该DC/DC变换器的输出位置；当该DC/DC变换器损坏时，Uo1＝0，此时Uo1<Uo2，即该DC/DC变换器损坏无电压输出，另一DC/DC变换器有电压输出，电压比较电路输出高电平，光耦U1导通继电器线圈，切换开关闭合于另一DC/DC变换器的输出位置，进而完成电压切换。为保证装置在一DC/DC变换器损坏时能正确切换至另一DC/DC变换器，电压比较器LM339的5V电源和光耦U1的24V电源由另一DC/DC变换器提供。
实施例3
继电保护装置故障原因还包括外因，即输入电压发生波动导致输出电压突变引起的过/欠压闭锁，不能自恢复而导致的临时性缺陷。对于外因，目前通常采用重启装置的方法，但是仍需要运维和检修人员到现场处理，耗时耗力，不能及时恢复继电保护装置正常工作。在此基础上，发明人进行了研发，在实施例1电路结构的基础上，设置欠压闭锁电路。
如图1、3所示，前级输入端和后级输出端同时连接在欠压闭锁电路的输入端上，所述欠压闭锁电路的输出端同时与两个DC/DC变换器相连。欠压闭锁电路的输入同时引入输入电压信号和输出电压信号，将输出欠电压闭锁信号和输入欠电压闭锁信号串联起来，只有两者电压都不在正常范围内才闭锁输出信号，这样就避免了输入电压在恢复正常后仍然闭锁输出电压的情况，使电源具有自恢复的能力。
DC/DC变换器是一种很常见的电路结构。如图3所示，本实施例的DC/DC变换器由TOP224芯片构成的反激变换器，220V输入侧Z1和D1用于钳位漏感产生的尖峰电压，并通过高频变压器获得低压侧电压。5V输出侧由二极管D2，电感L1，电容C1、C2构成滤波器对输出电压进行滤波，稳压管Z1、电阻R3、R4和光耦U2、电容C4构成反馈电路，通过输出侧电压大小的变化来改变流过光耦U2的电流的大小，进而改变TOP224芯片控制极C的电流输入大小，调节TOP224控制器PWM的占空比。24V输出侧由二极管D3，电容C3组成24V输出电路。
具体的，欠压闭锁电路可采用如图3所示的结构，A端连接前级输入端。其原理如下：欠压闭锁电路分别检测220V输入侧电压的大小和24V输出侧电压的大小来对控制信号进行闭锁，将24V输出欠电压闭锁信号和220V输入欠电压闭锁信号串联起来，只有两者电压都低于正常范围时才闭锁输出信号。基于实施例的实例，由于继保装置的供电电源具有通电时5V先于24V建立，掉电时24V先于5V消失的特点，因此输出端欠压闭锁电路建立在24V输出侧，并利用5V侧输出电压为闭锁电路供电。24V欠电压闭锁电路检测24V输出侧电压值，当电压正常时，R5、R6之间Va点的电压大于Z3的稳压值，三极管Q1截止，Vb为低电平，三极管Q2也截止，光耦U3不导通，三极管Q3、Q4都截止，因此光耦U4不导通，闭锁回路无信号输入，此时电路正常工作。当电压降低时，Va点的电压小于Z3的稳压值，Vb为高电平，三极管Q2导通，光耦U3导通，同理220kV输入电压也欠压时，光耦U3’也导通，此时三极管Q4基极为高电平，则Q4导通，因此光耦U4导通，将TOP224芯片控制极C拉低，使控制器停止工作。同时三极管Q3基极为高电平，Q3导通，使Q4始终导通，形成闭锁。当输入电压恢复时，通过上述欠压电路，使光耦U3’关断，则Q4关断，此时光耦U4也关断，闭锁信号消失，TOP224芯片控制极C恢复正常，使电源恢复正常工作。
DC/DC变换器的双重化设置，利用电压切换电路实现自动切换，解决了继电保护装置电源插件容易烧坏的问题，通过增加欠压闭锁电路对输入电压信号与输出电压信号的监测来进行过/欠压闭锁，解决了继电保护装置电源插件易受输入电压影响导致输出电压闭锁的问题。利用本实用新型专利可以极大的提高继电保护装置电源插件的可靠性，保证电网的安全稳定运行。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种继电保护电源插件，其特征在于，包括依次连接的前级输入端、直流变换电路、电压切换电路和后级输出端，所述直流变换电路包括两个相冗余设置的DC/DC变换器，两个DC/DC变换器的输出端通过切换开关与后级输出端相连，所述DC/DC变换器的输出端上连接有用于对切换开关进行控制的电压比较器。
2.根据权利要求1所述的一种继电保护电源插件，其特征在于，所述DC/DC变换器具有两路输出电压且两路输出电压值不同，所述DC/DC变换器的一同路输出端通过切换开关与后级输出端相连，两DC/DC变换器的一不同路输出端分别连接在对切换开关进行控制的电压比较器的输入端上。
3.根据权利要求1所述的一种继电保护电源插件，其特征在于，所述DC/DC变换器的输出端上连接有状态指示灯。
4.根据权利要求1所述的一种继电保护电源插件，其特征在于，所述前级输入端和后级输出端同时连接在欠压闭锁电路的输入端上，所述欠压闭锁电路的输出端同时与两个DC/DC变换器相连。
Priority Applications (1)
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| CN201720697730.0U CN206834983U (zh) | 2017-06-15 | 2017-06-15 | 一种继电保护电源插件 |
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| CN201720697730.0U CN206834983U (zh) | 2017-06-15 | 2017-06-15 | 一种继电保护电源插件 |
Publications (1)
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Family
ID=60774828
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN206834983U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110649693A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-01-03 | 上海空间电源研究所 | 一种空间高可靠性mppt不调节母线系统 |
| CN111181359A (zh) * | 2020-02-27 | 2020-05-19 | 北京交大思诺科技股份有限公司 | 一种新型lkj电源插件 |
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- 2017-06-15 CN CN201720697730.0U patent/CN206834983U/zh active Active
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