CN211878059U - 一种残压检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种残压检测电路，包括检测电路和信号交互与隔离电路，其特征在于，所述检测电路包括电源模块和电源检测模块，所述电源模块和电源检测模块电性连接电压互感器，电源模块电性连接继电器控制模块，继电器控制控制模块电性连接双稳态继电器，所述信号交互与隔离电路包括隔离电源模块、光电隔离驱动模块和光电隔离模块，所述信号交互与隔离电路电性连接馈电终端；本实用新型采用了电容降压的方式，体积小、重量轻，发热小、效率高、响应快，且外部输入电压的变化只会影响其负载能力，而不会影响其输出电压，进而可以实现对100V和220V外部输入电压的自适应。
Description
技术领域
本实用新型涉及配电自动化领域，具体是一种残压检测电路。
背景技术
在配电自动化领域中，当开关在故障跳闸后的重合闸中，通常需要馈线终端(FTU)在装置失电的情况下能够检测到10kV开关两侧的电压，并将这个状态保存下来，等待FTU上电运行后能检测到这个状态，从而FTU可以借此进行逻辑判断，以免再次合闸到故障线路中去。
所以残压检测电路是馈线自动化功能中很重要的一环，国网、南网多个技术规范中对残压检测电路都要严格的要求。
主要要求如下：
a、动作时间小于40毫秒(ms)
b、最小动作电压：30％U(U通常是100V或220V)。
在通常的设计中，使用变压器做电压变换和功率输出，变压器体积较大、重量较重、效率较低、发热量大，且输出电压与输入电压呈线性比例关系，无法自适应100V和220V的输入电压，且在遇到过压或过载情况下还会烧毁变压器。
因此，本领域技术人员提供了一种残压检测电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种残压检测电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种残压检测电路，包括检测电路和信号交互与隔离电路，其特征在于，所述检测电路包括电源模块和电源检测模块，所述电源模块和电源检测模块电性连接电压互感器，电源模块电性连接继电器控制模块，继电器控制控制模块电性连接双稳态继电器，所述信号交互与隔离电路包括隔离电源模块、光电隔离驱动模块和光电隔离模块，所述信号交互与隔离电路电性连接馈电终端。
作为本实用新型进一步的方案：所述电源模块是由R1、C1、D1、DZ1和C2电性连接构成的电容降压电路。
作为本实用新型再进一步的方案：所述电源检测模块是由D2、C3、R5、R8、TVS1和U1电性连接构成的电压检测电路。
作为本实用新型再进一步的方案：所述继电器控制模块包括时间控制自锁模块，时间控制自锁模块是由D3、D4、R6、R7、C4、C5、DZ2、DZ3、Q1和Q2电性连接构成的具有时间控制的继电器驱动电路。
作为本实用新型再进一步的方案：所述隔离电源模块U2、光电隔离驱动模块U3、光电隔离模块U4、SR1C、SR1D和R3电性连接构成信号交互隔离电路。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型采用了电容降压的方式，体积小、重量轻，发热小、效率高、响应快，且外部输入电压的变化只会影响其负载能力，而不会影响其输出电压，进而可以实现对100V和220V外部输入电压的自适应。为防止来自电源线上的干扰，本设计还同时设计了时间门槛限制和电压门槛限制电路，防止误报。采用纯硬件电路，不依赖储能装置和MCU，提高可靠性，适应性广。在通常的设计中，残压检测模块在电源正常上电后需要FTU向其发送闭锁信号，否则残压检测模块会一直向FTU发送残压告警信号。而本设计具备时间延迟和闭锁电路，故而电源正常上电后，可以自我闭锁，无需FTU再向其发送闭锁信号。在电源和输出之间，设计了光电隔离，从而保障人身安全和设备安全。
附图说明
图1为一种残压检测电路的工作流程图。
图2为检测原理电路图。
图3为信号交互与隔离电路图。
图中：R表示电阻器、C表示电容、D1表示整流桥、D2、D3、D4表示二极管、DZ表示齐纳二极管、SR表示双线圈双稳态继电器、Q表示三极管、TVS表示瞬态抑制二极管、U1表示集成电路、U2 U3表示光耦、U4表示DC/DC稳压隔离电源模块。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1～3，本实用新型实施例中，一种残压检测电路，包括检测电路和信号交互与隔离电路，所述检测电路包括电源模块和电源检测模块，所述电源模块和电源检测模块电性连接电压互感器，电源模块电性连接继电器控制模块，继电器控制控制模块电性连接双稳态继电器，所述信号交互与隔离电路包括隔离电源模块、光电隔离驱动模块和光电隔离模块，所述信号交互与隔离电路电性连接馈电终端。
所述电源模块是由R1、R2、C1、D1、DZ1和C2电性连接构成的电容降压电路。
R1的作用是防突波、抗浪涌
C1选型为聚酯薄膜电容，它在电路中的等效容抗为：
+12V1提供的电流约为：
R2是当Uab停电时，泄放C1内储存的电荷，起到安全的作品。
D1的作用是全桥整流。
DZ1和C2的作用是稳压滤波。
所述电源检测模块是由D2、C3、R5、R8、TVS1和U1电性连接构成的电压检测电路。
D2、C3的作用是半桥整流、滤波。C3上的电压Uc3与输入电压Uab的关系如下：
≈0.45Uab
R5、R8构成一个电阻分压网络，R8分得的电压UR8计算如下：
TVS1的作用是对R8两端的电压进行钳位，进而保护集成电路U1。
U1是一个电压检测集成电路，它主要的作用是检测施加在第3脚上的电压VDD，再与内部的基准电压Vdet进行比较，根据比较的结果，在第1脚呈现高阻态或接地状态。其
关系如下：
| VDD(第3脚电压) | VDD>Vdet | VDD≤Vdet |
| Vout(第1脚状态) | 高阻态 | 接地 |
最终如果Uab的电压大于预定值，集成电路U1的第一管脚输出为高阻抗状态，继电器驱动电路可以启动；如果Uab的电压小于预定，成电路U1的第一管脚被接地，继电器驱动电路被锁死而无法启动，以防止过低电压时继电器动作。此功能主要是防止继电器误动，从而误报信号。
所述继电器控制模块包括时间控制自锁模块，时间控制自锁模块是由D3、D4、R6、R7、C4、C5、DZ2、DZ3、Q1和Q2电性连接构成的具有时间控制的继电器驱动电路。
R6、C4、DZ3组成第一组延时电路，R7、C5、DZ2组成第二组延时电路，设计上第一组延时电路比第二组延时电路时间要长。第一组延时电路控制第二组延时电路；第二组延时电路控制继电器SR1的线圈。
如果电源Uab大于预定值，从Uab得电开始计时，分为三个时间段：
第一时间段为：C4通过R6开始充电；C5通过R7开始充电，此时C4、C5的电压都低于5.8V，Q1、Q2截止，继电器无法动作。
该时间段是防止来自电源的短时干扰使继电器误动。
第二时间段为：C5电压高于5.8V，C4电压低于5.8V。Q1截止、Q2饱和，Q2的集电极和发射极导通，继电器SR1A的线圈导通，如果继电器SR1动作成功，则SR1的触点 SR1B变位，继电器的第四引脚与第三引脚断开，继电器的线圈SR1A断开。
该时间段继电器SR1的动作时间。
第三时间段为：C4电压高于5.8V，Q1饱和，Q1的集电极和发射极导通，C5被Q1 的集电极和发射极旁路，Q2截止。
该时间段是电源Uab正常上电以后，继电器SR1收到来自FTU的残压复归信号以后再次动作。
所述隔离电源模块U2、光电隔离驱动模块U3、光电隔离模块U4、SR1C、SR1D和R3 电性连接构成信号交互隔离电路。
残压检测电路与FTU之间只需要两个信号需要相互传递：
残压检测电路向FTU发送残压告警信号。
FTU向FTU发送闭锁复归信号。
采用了光电隔离技术和直流隔离电源模块，隔离电压可达到直流6千伏，保障安全。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种残压检测电路，包括检测电路和信号交互与隔离电路，其特征在于，所述检测电路包括电源模块和电源检测模块，所述电源模块和电源检测模块电性连接电压互感器，电源模块电性连接继电器控制模块，继电器控制控制模块电性连接双稳态继电器，所述信号交互与隔离电路包括隔离电源模块、光电隔离驱动模块和光电隔离模块，所述信号交互与隔离电路电性连接馈电终端。
2.根据权利要求1所述的一种残压检测电路，其特征在于，所述电源模块是由R1、C1、D1、DZ1和C2电性连接构成的电容降压电路。
3.根据权利要求1所述的一种残压检测电路，其特征在于，所述电源检测模块是由D2、C3、R5、R8、TVS1和U1电性连接构成的电压检测电路。
4.根据权利要求1所述的一种残压检测电路，其特征在于，所述继电器控制模块包括时间控制自锁模块，时间控制自锁模块是由D3、D4、R6、R7、C4、C5、DZ2、DZ3、Q1和Q2电性连接构成的具有时间控制的继电器驱动电路。
5.根据权利要求1所述的一种残压检测电路，其特征在于，所述隔离电源模块U2、光电隔离驱动模块U3、光电隔离模块U4、SR1C、SR1D和R3电性连接构成信号交互隔离电路。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921962176.XU CN211878059U (zh) | 2019-11-14 | 2019-11-14 | 一种残压检测电路 |
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| CN (1) | CN211878059U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115201548A (zh) * | 2022-09-14 | 2022-10-18 | 石家庄科林电气股份有限公司 | 配电终端残压检测记录装置及方法 |
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- 2019-11-14 CN CN201921962176.XU patent/CN211878059U/zh active Active
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