CN208753966U - 一种用于直接跳闸和非电量保护的继电器电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于直接跳闸和非电量保护的继电器电路，包括功率电路、启动与出口电路，功率电路和启动与出口电路并联后外接直流电源，启动与出口电路包括启动电路与出口电路，启动电路包括第一继电器、双向硅瞬变电压吸收二极管、第一电阻、第二电阻、旁路电容、续流二极管，出口电路包括第二继电器、启动继电器常开接点、二极管，第二继电器一端接到双向硅瞬变电压吸收二极管的1脚，第二继电器另一端接到启动继电器常开触点的5脚，启动继电器常开接点的8脚接到双向硅瞬变电压吸收二极管的2脚，二极管阳极接到第二继电器另一端。本实用新型的有益效果是：本实用新型避免了由于继电器线圈动作电压离散性，提升了非电量保护可靠性。

Description

一种用于直接跳闸和非电量保护的继电器电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种用于直接跳闸和非电量保护的继电器电路。

背景技术

在电力系统变压器保护中，由于变压器的安装位置一般距离控制室比较远，变压器瓦斯、温度、压力释放、压力突变等非电量保护的本体继电器动作接点要经过长电缆连接至控制室内的非电量保护装置。由于电缆长，线缆间分布电容大，当受到控制电源接地、直流回路窜入交流信号、断路器合闸和跳闸时强电磁干扰等影响，容易引起非电量保护装置出口误动作。

根据《DLT 317-2010继电保护设备标准化设计规范》中《变压器保护及辅助装置设计规范》要求，作用于跳闸的非电量保护电路，启动功率应大于5W，动作电压在额定直流电源电压的55％～70％范围内，额定直流电源下动作时间为10ms～35ms，加入220V工频交流电压不动作；同时要求用于分相变压器的非电量保护装置的输入量每相不少于14路，用于三相变压器的非电量保护装置的输入量不少于14路。

目前非电量保护重动主要通过加装大功率重动中间继电器，或在保护装置内部电路板上利用小型电磁继电器设计非电量保护电路来实现。大功率重动中间继电器，由于线圈动作电压的离散型，很难困控制动作电压在额定直流电源电压的55％～70％范围，不能满足额定直流电源下动作时间为 10ms～35ms和加入220V交流电压不动作要求，而且长时间运行发热量大，可靠性差；在保护装置内部电路板上利用小型电磁继电器设计非电量保护电路的方式，由于小型电磁继电器线圈动作时间一般都小于10ms，通过两级启动继电器和出口继电器来实现额定直流电源下动作时间为10ms～35ms 要求。由于启动继电器和出口继电器线圈动作电压也具有离散型，当启动继电器在额定直流电源电压的55％～70％范围内临界动作时，出口继电器有可能不能同时动作，不能满足10～35ms时间内动作功率都大于5W的要求，此外启动继电器所在的启动回路和出口继电器所在的出口回路是分开的，额定直流电源下每路功耗一般都大于1W，当非电量保护输入信号数量多，装置整机长时间运行发热大，内部温升高，元器件和电路板有可能烧坏，装置运行可靠性降低。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于直接跳闸和非电量保护的继电器电路，包括功率电路、启动与出口电路，所述功率电路和启动与出口电路并联后外接直流电源，所述功率电路包括大功率电阻、防反接二极管、第一继电器的常闭触点和第二继电器的常闭触点，所述第一继电器的常闭触点一端12 脚接到第二继电器的常闭触点一端12脚，然后一起接到外部直流电源信号输入正极，所述第一继电器的常闭触点另一端9脚接到第二继电器的常闭触点另一端9脚，然后一起接防反接二极管的阳极，所述防反接二极管的阴极接到大功率电阻的2脚，所述大功率电阻的1脚接到外部直流电源信号输入的负端。

作为本实用新型的进一步改进，所述启动与出口电路包括启动电路与出口电路，所述启动电路包括第一继电器、双向硅瞬变电压吸收二极管、第一电阻、第二电阻、旁路电容、续流二极管，所述第一电阻一端接到外部直流电源信号输入正极，所述第一电阻另一端接到第一继电器一端，所述第一继电器另一端接到双向硅瞬变电压吸收二极管一端，所述双向硅瞬变电压吸收二极管另一端接到第二电阻一端，所述第二电阻另一端接到外部直流电源信号输入的负极，所述续流二极管阳极接到第一继电器另一端，所述续流二极管阴极接到第一继电器一端，所述旁路电容一端接到第一继电器另一端，所述旁路电容另一端接到外部直流电源信号输入正极。

作为本实用新型的进一步改进，所述出口电路包括第二继电器、启动继电器常开接点、二极管，所述第二继电器一端接到所述双向硅瞬变电压吸收二极管的1脚，第二继电器另一端接到启动继电器常开触点的5脚，所述启动继电器常开接点的8脚接到双向硅瞬变电压吸收二极管的2脚，所述二极管阳极接到第二继电器另一端，所述二极管阴极接到第二继电器一端。

作为本实用新型的进一步改进，所述出口电路为两个，两个所述出口电路相连。

作为本实用新型的进一步改进，该继电器电路还包括整流电路，所述整流电路与所述功率电路相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管和电解电容，所述第一二极管阳极接到第三二极管阴极再接交直流输入信号L，所述第一二极管阴极接到第二二极管阴极再接到功率电路的IN1，所述第三二极管阳极接到第四二极管阳极再接到功功率电路的-WC，所述电解电容正极接到功率电路IN1，电解电容负极接到功率电路-WC上，整流电路将交直流输入信号L、N整流成标准的直流输入信号IN1、-WC。

本实用新型的有益效果是：本实用新型避免了由于继电器线圈动作电压离散性，出口继电器跟启动继电器临界动作电压不一致问题，同时整个电路功耗可降低约50％，在额定直流电源电压下10ms～35ms动作时间内启动功率都大于5W，提升了非电量保护可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的第一实施例的电路图。

图2是本实用新型的第二实施例的电路图。

图3是本实用新型的第三实施例的电路图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型公开了一种用于直接跳闸和非电量保护的继电器电路，包括功率电路、启动与出口电路，所述功率电路和启动与出口电路并联后外接直流电源，所述功率电路包括大功率电阻R3、防反接二极管D3、第一继电器RL1A的常闭触点RL1C和第二继电器RL2A的常闭触点RL2C，所述第一继电器RL1A的常闭触点RL1C一端12脚接到第二继电器RL2A的常闭触点RL2C一端12脚，然后一起接到外部直流电源信号输入正极IN1，所述第一继电器RL1A的常闭触点RL1C另一端9脚接到第二继电器RL2A的常闭触点RL2C另一端9脚，然后一起接防反接二极管D3的阳极，所述防反接二极管D3的阴极接到大功率电阻R3的2脚，所述大功率电阻R3的1脚接到外部直流电源信号输入的负端-WC。

所述启动与出口电路包括启动电路与出口电路，所述启动电路包括第一继电器RL1A、双向硅瞬变电压吸收二极管TVS1、第一电阻R1、第二电阻R2、旁路电容C1、续流二极管D1，所述第一电阻R1一端接到外部直流电源信号输入正极IN1，所述第一电阻R1另一端接到第一继电器 RL1A一端，所述第一继电器RL1A另一端接到双向硅瞬变电压吸收二极管TVS1一端，所述双向硅瞬变电压吸收二极管TVS1另一端接到第二电阻R2一端，所述第二电阻R2另一端接到外部直流电源信号输入的负极 -WC，所述续流二极管D1阳极接到第一继电器RL1A另一端，所述续流二极管D1阴极接到第一继电器RL1A一端，所述旁路电容C1一端接到第一继电器RL1A另一端，所述旁路电容C1另一端接到外部直流电源信号输入正极IN1。

所述出口电路包括第二继电器RL2A、启动继电器常开接点RL1B、二极管D2，所述第二继电器RL2A一端接到所述双向硅瞬变电压吸收二极管 TVS1的1脚，第二继电器RL2A另一端接到启动继电器常开触点RL1B 的5脚，所述启动继电器常开接点RL1B的8脚接到双向硅瞬变电压吸收二极管TVS1的2脚，所述二极管D2阳极接到第二继电器RL2A另一端，所述二极管D2阴极接到第二继电器RL2A一端。

启动与出口电路组成最基本的启动电路，通过调整TVS管、电阻、继电器线圈动作电流参数，实现55％直流电压输入动作的限制；所述D1、 D2分别并联到继电器RL1A与RL2A线圈上面，对继电器开关时产生的感应电动势提供回流路径；所述的继电器常开触点RL1B、继电器RL2A线圈进行串联，组成出口电路，并且与启动回路的TVS管TVS1并联，当继电器RL1A动作时，出口电路的继电器RL2A线圈通过电流进行出口跳闸，此时并联的TVS管只是稳压作用，本身只通过少许电流。此电路可以通过调整参数实现110VDC、220VDC以及其他非常规直流电压等级信号输入跳闸应用，可以满足动作功率大于5W，动作电压55％～70％，动作时间 10～35ms以内，220VAC输入电路不动作。

值得一提的是，为避免正常非电量保护跳闸时，整个电路因功耗过高，发热量过大出现损坏电路印制板和其他器件问题，将启动电路与出口电路整合到一起，采用串联方式，降低整个电路跳闸时功耗，实测相比启动电路与出口电路传统的并联方式，功耗可降低50％，所述电路启动功率等于功率电路加上启动&出口电路的功率，按55％～70％启动电压，同时满足输入功率大于5W要求，根据55％输入时，继电器动作电流确定功率电路R3 的阻值，所述电路可调节参数适应220VDC、110VDC等其他电压等级。

如图1所述电路，额定220VDC时，电路中各元件的参数如下：

继电器RL1、RL2采用24v带常开常闭触点DSP1a1b-DC24V，TVS 管采用24v阈值1.5KE24VCA，二极管D1、D2、D3均采用1N4007；电阻R1、R2、R3均采用大功率电阻，阻值分别是4.99K，10K，3.6K；电容 C1采用1uF/100V独石电容。

测试数据见下表

如图1所述电路，额定110VDC时，电路中各元件的参数如下：

继电器RL1、RL2采用24v带常开常闭触点DSP1a1b-DC24V，TVS 管采用24v阈值1.5KE24VCA，二极管D1、D2、D3均采用1N4007；电阻R1、R2、R3均采用大功率电阻，阻值分别是2K，3K，1K；电容C1 采用2uF/100V独石电容。

测试数据见下表

实施例2：

如图2所示，本例所述基于图1所述一种用于直接跳闸和非电量保护的继电器电路的扩展电路，可以进行两路跳闸输出，功率电路完全同图1 实例，启动与出口电路有少许变动，图2扩展电路采用2个型号TVS管 TVS1、TVS2串联替代图1基础电路中TVS1位置，图2扩展电路采用2 个同型号继电器线圈RL2A、RL3A串联替代图1出口电路中RL2A的位置，另外新增续流二极管D4并联到继电器RL13A线圈上面，对继电器开关时产生的感应电动势提供回流路径。此电路可以通过调整参数实现110VDC、 220VDC以及其他非常规直流电压等级信号输入跳闸应用，可以满足动作功率大于5W，动作电压55％～70％，动作时间10～35ms以内，220VAC输入电路不动作。

实施例3：

如图3所示，本例所述基于图1所述一种用于直接跳闸和非电量保护的继电器电路的扩展电路，通过在图1的电路输入端前级增加一级整流电路可以将输入信号从直流扩展到交直流输入信号通用，所述的整流电路包括4个二极管ZD1、ZD2、ZD3、ZD4，所述二极管ZD1阳极接到ZD3的阴极再接交直流输入信号L，所述二极管ZD1阴极接到ZD2的阴极再接到功率电路的IN1，所述的ZD3的阳极接到ZD4的阳极再接到功功率电路的-WC，所述电解电容ZE1正极接到功率电路IN1，电解电容ZE1负极接到功率电路-WC上，整流电路将交直流输入信号L、N整流成标准的直流输入信号IN1、-WC；后端的功率电路、启动与出口电路与图2电路完全一致。这里由于增加了一级整流电路，启动&出口电路中的电容C1不再起旁路220VAC作用，可以保留作为一级滤波电路。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

满足《变压器保护及辅助装置设计规范》中用于跳闸的非电量保护：启动功率大于5W，动作电压在额定直流电源电压的55％～70％范围内，额定直流电源电压下动作时间为10ms～35ms，加入220V工频交流电压不动作要求。当启动继电器临界动作时，同时触发出口继电器可靠动作，避免了由于继电器线圈动作电压离散性，出口继电器跟启动继电器临界动作电压不一致问题，同时整个电路功耗可降低约50％，在额定直流电源电压下 10ms～35ms动作时间内启动功率都大于5W，提升了非电量保护可靠性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于直接跳闸和非电量保护的继电器电路，其特征在于：包括功率电路、启动与出口电路，所述功率电路和启动与出口电路并联后外接直流电源，所述功率电路包括大功率电阻（R3）、防反接二极管（D3）、第一继电器（RL1A）的常闭触点（RL1C）和第二继电器（RL2A）的常闭触点（RL2C），所述第一继电器（RL1A）的常闭触点一端12脚接到第二继电器（RL2A）的常闭触点一端12脚，然后一起接到外部直流电源信号输入正极（IN1），所述第一继电器（RL1A）的常闭触点另一端9脚接到第二继电器（RL2A）的常闭触点另一端9脚，然后一起接防反接二极管（D3）的阳极，所述防反接二极管（D3）的阴极接到大功率电阻（R3）的2脚，所述大功率电阻（R3）的1脚接到外部直流电源信号输入的负端（-WC）。

2.根据权利要求1所述的继电器电路，其特征在于：所述第一继电器（RL1A）常闭触点（RL1C）和所述第二继电器（RL2A）的常闭触点（RL2C）先并联，然后再串联在功率电路中。

3.根据权利要求1所述的继电器电路，其特征在于：所述启动与出口电路包括启动电路与出口电路，所述启动电路包括第一继电器（RL1A）、双向硅瞬变电压吸收二极管（TVS1）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、旁路电容（C1）、续流二极管（D1），所述第一电阻（R1）一端接到外部直流电源信号输入正极（IN1），所述第一电阻（R1）另一端接到第一继电器（RL1A）一端，所述第一继电器（RL1A）另一端接到双向硅瞬变电压吸收二极管（TVS1）一端，所述双向硅瞬变电压吸收二极管（TVS1）另一端接到第二电阻（R2）一端，所述第二电阻（R2）另一端接到外部直流电源信号输入的负极（-WC），所述续流二极管（D1）阳极接到第一继电器（RL1A）另一端，所述续流二极管（D1）阴极接到第一继电器（RL1A）一端，所述旁路电容（C1）一端接到第一继电器（RL1A）另一端，所述旁路电容（C1）另一端接到外部直流电源信号输入正极（IN1）。

4.根据权利要求3所述的继电器电路，其特征在于：所述出口电路包括第二继电器（RL2A）、启动继电器常开接点（RL1B）、二极管（D2），所述第二继电器（RL2A）一端接到所述双向硅瞬变电压吸收二极管的1脚，第二继电器（RL2A）另一端接到启动继电器常开触点的5脚，所述启动继电器常开接点的8脚接到双向硅瞬变电压吸收二极管的2脚，所述二极管（D2）阳极接到第二继电器（RL2A）另一端，所述二极管（D2）阴极接到第二继电器（RL2A）一端。

5.根据权利要求4所述的继电器电路，其特征在于：所述第二继电器（RL2A）先与启动继电器常开接点（RL1B）串联，再一起与启动回路中双向硅瞬变电压吸收二极管（TVS1）并联，双向硅瞬变电压吸收二极管（TVS1）的钳位电压选择范围为并联的第二继电器（RL2A）线圈额定动作电压的70%~200%。

6.根据权利要求5所述的继电器电路，其特征在于：所述出口电路为两个，两个所述出口电路相连。

7.根据权利要求1至6任一项所述的继电器电路，其特征在于：该继电器电路还包括整流电路，所述整流电路与所述功率电路相连。