CN215300163U - 一种带自检的消谐电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带自检的消谐电路，主要内容为：包括压敏电阻RV1、电压变换器TV1、双向可控硅Q1、双向可控硅Q2、可控硅驱动光耦U1、可控硅驱动光耦U2、固态继电器U3、固态继电器U4、固态继电器U5、固态继电器U6、光耦U7、光耦U8、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R10、阻尼电阻R3、电容C1和电容C2。本实用新型既实现了消谐阻尼电阻的投入和退出控制，又实现了对阻尼回路的在线检查，不仅提高了抗干扰能力，同时兼顾快速性和长寿命，从而进一步提高了微机二次消谐装置的可靠型。

Description

一种带自检的消谐电路

技术领域

本实用新型涉及消除电力系统铁磁谐振技术领域，具体地说，特别涉及一种带自检的消谐电路。

背景技术

采用电磁式电压互感器的中性点非直接接地的电力系统发生的铁磁谐振现象，会引起设备过电压和过热等，从而导致设备损坏，造成恶性安全事故，因此需要安装消谐装置。微机二次消谐装置因可识别谐振与接地、可控制电阻投入时刻、可记录动作情况、动作快速等优点而被使用。微机二次消谐装置采用在电压互感器开口三角形绕组串入阻尼电阻来消除铁磁谐振，目前微机二次消谐装置没有在运行中对阻尼电阻回路进行检查，一旦阻尼电阻及其回路因焊接不良或在消谐过程中被烧断，将造成消谐失效。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了一种带自检的消谐电路，其既实现了消谐阻尼电阻的投入和退出控制，又实现了对阻尼回路，包括阻尼电阻及双向可控硅的在线自检，避免了因阻尼电阻及其回路故障导致的消谐失效，同时在电路上使用可控硅、可控硅驱动光耦、固态继电器及光耦器件进行电气隔离，不仅提高了抗干扰能力，同时兼顾快速性和长寿命，从而进一步提高了微机二次消谐装置的可靠型。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带自检的消谐电路，包括压敏电阻RV1、电压变换器TV1、双向可控硅Q1、双向可控硅Q2、可控硅驱动光耦U1、可控硅驱动光耦U2、固态继电器U3、固态继电器U4、固态继电器U5、固态继电器U6、光耦U7、光耦U8、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R10、阻尼电阻R3、电容C1和电容C2，所述压敏电阻RV1上端、电压变换器TV1的引脚1、双向可控硅Q2的引脚2、固态继电器U6的引脚4、电阻R7上端和电容C2右端都与输入端子U0连接，所述压敏电阻RV1下端、电压变换器TV1的引脚2、双向可控硅Q1的引脚1、固态继电器U3的引脚3、电阻R1左端和电阻R4上端都与输入端子Un连接，所述可控硅驱动光耦U1的引脚6与电阻R4下端连接，所述电阻R1右端与电容C1左端连接，所述电容C1右端、双向可控硅Q1的引脚2、电阻R5上端和阻尼电阻R3左端都与固态继电器U5的引脚3连接，所述双向可控硅Q1的引脚3和电阻R5下端都与可控硅驱动光耦U1的引脚4连接，所述阻尼电阻R3右端、固态继电器U4的引脚4、电阻R2左端和电阻R6上端都与双向可控硅Q2的引脚1连接，所述电阻R6下端与可控硅驱动光耦U2的引脚6连接，所述电阻R2右端与电容C2左端连接，所述双向可控硅Q2的引脚3和电阻R7下端都与可控硅驱动光耦U2的引脚4连接，所述固态继电器U3的引脚2和固态继电器U4的引脚1连接，所述固态继电器U4的引脚3与电阻R8左端连接，所述电阻R8右端和二极管D1输出端都与光耦U7的引脚1连接，所述固态继电器U5的引脚2和固态继电器U6的引脚1连接，所述固态继电器U6的引脚3与电阻R10左端连接，所述电阻R10右端和二极管D2输出端都与光耦U8的引脚1连接。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述电压变换器TV1副边引脚3和引脚4与A/D转换器的采集回路连接。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述固态继电器U3的引脚4和固态继电器U5的引脚4都与电源引脚V+连接。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述二极管D1输入端、光耦U7的引脚2、二极管D2输入端和光耦U8的引脚2都与电源引脚V-连接。

本实用新型在阻尼电阻两端串联双向可控硅构成阻尼回路，阻尼回路并接在电压互感器开口三角形绕组的两端，通过控制两个双向可控硅的同时导通实现阻尼电阻的投入，进行二次消谐；当未发生谐振时可对阻尼电阻及两个双向可控硅构成的阻尼回路进行自检；自检方式为首先关闭一个可控硅，由阻尼电阻及另一个可控硅构成自检回路，通过固态继电器的导通在自检回路中串入光耦，并向自检回路加入直流电压，然后控制自检回路可控硅的导通与关闭，通过判断串入光耦的导通与否来判断自检回路是否正常，自检完毕关闭固态继电器；同样，关闭上次自检过的可控硅，由阻尼电阻和未自检的可控硅构成另一个自检回路，通过另一组固态继电器的导通在自检回路中串入光耦，并向自检回路加入直流电压，然后控制自检回路可控硅的导通与关闭，通过判断串入光耦的导通与否来判断自检回路是否正常，自检完毕关闭固态继电器；综合两次自检，可确定阻尼电阻及两个可控硅构成的阻尼回路是否正常；阻尼回路自检需要在未发生铁磁谐振的状态下进行，当发生铁磁谐振时立即退出自检过程，并可投入阻尼电阻进行消谐处理。

本实用新型的自检的工作流程如下所述：输入端子U0、输入端子Un接入电压互感器的开口三角形绕组，可控硅驱动光耦U1、可控硅驱动光耦U2，固态继电器U3、固态继电器U4、固态继电器U5和固态继电器U6，光耦U7、光耦U8接入消谐装置处理器的IO(输入输出)接口，电压变换器TV1经A/D转换器接入处理器。

消谐装置工作时，处理器首先将可控硅驱动光耦U1、可控硅驱动光耦U2，固态继电器U3、固态继电器U4、固态继电器U5和固态继电器U6关闭，则双向可控硅Q1、双向可控硅Q2处于关闭状态，阻尼电阻R3与输入端子U0、输入端子Un断开；当发生铁磁谐振时，输入端子U0与输入端子Un端会产生零序电压，处理器驱动可控硅驱动光耦U1、可控硅驱动光耦U2导通，电阻R5与电阻R7上产生分压，从而控制双向可控硅Q1、双向可控硅Q2导通将阻尼电阻R3接入进行消谐；关闭可控硅驱动光耦U1、可控硅驱动光耦U2则控制双向可控硅Q1、双向可控硅Q2关闭，从而退出阻尼电阻R3。

当消谐装置未检测到铁磁谐振，并且计算输入端子U0与输入端子Un端的电压方均根值小于设定值，此设定值按躲过电力系统正常运行时三相不平衡引起的零序电压设置，则可进行阻尼回路的检查。检查前将可控硅驱动光耦U1、可控硅驱动光耦U2、固态继电器U3、固态继电器U4、固态继电器U5及固态继电器U6关闭，则双向可控硅Q1和双向可控硅Q2也关闭，阻尼回路检查的逻辑图如图2所示。

进一步，处理器驱动固态继电器U3、固态继电器U4导通，由于双向可控硅Q1关闭，光耦U7无法导通，处理器可通过读取光耦U7的输出状态，确定双向可控硅Q1关闭完好，进一步处理器驱动可控硅驱动光耦U1使双向可控硅Q1导通，则电压V+通过固态继电器U3、双向可控硅Q1、阻尼电阻R3、固态继电器U4、电阻R8驱动光耦U7导通，处理器可通过读取光耦U7的输出状态，确定双向可控硅Q1、阻尼电阻R3回路导通是否完好，最后关闭固态继电器U3、固态继电器U4、可控硅驱动光耦U1及双向可控硅Q1，完成双向可控硅Q1和阻尼电阻R3的自检。

进一步，处理器驱动固态继电器U5、固态继电器U6导通，由于双向可控硅Q2关闭，光耦U8无法导通，处理器可通过读取光耦U8的输出状态，确定双向可控硅Q2关闭完好；进一步处理器驱动U2使双向可控硅Q2导通，则电压V+通过固态继电器U5、阻尼电阻R3、双向可控硅Q2、固态继电器U6、电阻R10驱动光耦U8导通，处理器可通过读取光耦U8的输出状态，确定双向可控硅Q2、阻尼电阻R3回路导通是否完好。最后关闭固态继电器U5、固态继电器U6、可控硅驱动光耦U2及双向可控硅Q2，完成双向可控硅Q2和阻尼电阻R3的自检。

进一步，根据上述双向可控硅Q1和阻尼电阻R3自检、双向可控硅Q2和阻尼电阻R3自检，确定阻尼回路是否正常。

进一步，阻尼回路的自检要定期进行，若自检过程中发生铁磁谐振，要及时关闭自检回路，自检回路关闭后，进一步根据是否需要消谐决定是否投入阻尼电阻。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：既实现了消谐阻尼电阻的投入和退出控制，又实现了对阻尼回路，包括阻尼电阻及双向可控硅的在线自检，避免了因阻尼电阻及其回路故障导致的消谐失效，同时在电路上使用可控硅、可控硅驱动光耦、固态继电器及光耦器件进行电气隔离，不仅提高了抗干扰能力，同时兼顾快速性和长寿命，从而进一步提高了微机二次消谐装置的可靠型。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图；

图2为本实用新型的工作流程图。

附图标记说明：

RV1：压敏电阻，TV1：电压变换器，Q1、Q2：双向可控硅，U1、U2：可控硅驱动光耦，U3、U4、U5、U6：固态继电器，U7、U8：光耦，D1、D2：二极管，R1、R2、R4、R5、R6、R7、R8、R10：电阻，R3：阻尼电阻，C1、C2：电容，U0、Un：输入端子。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1和图2所示，其示出了本实用新型的具体实施方式，如图所示，本实用新型公开的一种带自检的消谐电路，包括压敏电阻RV1、电压变换器TV1、双向可控硅Q1、双向可控硅Q2、可控硅驱动光耦U1、可控硅驱动光耦U2、固态继电器U3、固态继电器U4、固态继电器U5、固态继电器U6、光耦U7、光耦U8、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R10、阻尼电阻R3、电容C1和电容C2，所述压敏电阻RV1上端、电压变换器TV1的引脚1、双向可控硅Q2的引脚2、固态继电器U6的引脚4、电阻R7上端和电容C2右端都与输入端子U0连接，所述压敏电阻RV1下端、电压变换器TV1的引脚2、双向可控硅Q1的引脚1、固态继电器U3的引脚3、电阻R1左端和电阻R4上端都与输入端子Un连接，所述可控硅驱动光耦U1的引脚6与电阻R4下端连接，所述电阻R1右端与电容C1左端连接，所述电容C1右端、双向可控硅Q1的引脚2、电阻R5上端和阻尼电阻R3左端都与固态继电器U5的引脚3连接，所述双向可控硅Q1的引脚3和电阻R5下端都与可控硅驱动光耦U1的引脚4连接，所述阻尼电阻R3右端、固态继电器U4的引脚4、电阻R2左端和电阻R6上端都与双向可控硅Q2的引脚1连接，所述电阻R6下端与可控硅驱动光耦U2的引脚6连接，所述电阻R2右端与电容C2左端连接，所述双向可控硅Q2的引脚3和电阻R7下端都与可控硅驱动光耦U2的引脚4连接，所述固态继电器U3的引脚2和固态继电器U4的引脚1连接，所述固态继电器U4的引脚3与电阻R8左端连接，所述电阻R8右端和二极管D1输出端都与光耦U7的引脚1连接，所述固态继电器U5的引脚2和固态继电器U6的引脚1连接，所述固态继电器U6的引脚3与电阻R10左端连接，所述电阻R10右端和二极管D2输出端都与光耦U8的引脚1连接。

优选的，所述电压变换器TV1副边引脚3和引脚4与A/D转换器的采集回路连接。

优选的，所述固态继电器U3的引脚4和固态继电器U5的引脚4都与电源引脚V+连接。

优选的，所述二极管D1输入端、光耦U7的引脚2、二极管D2输入端和光耦U8的引脚2都与电源引脚V-连接。

本实用新型中的U0、Un为输入端子，接电压互感器开口三角形绕组；压敏电阻RV1并接在输入端子U0与输入端子Un之间，起到限压作用，防止本电路因雷击浪涌等过电压而损坏；电压变换器TV1并接在输入端子U0、输入端子Un之间，起到隔离和信号变换作用；电压变换器TV1的副边(管脚3、4)接入A/D转换器采集回路，A/D转换后的数字量提供给处理器；双向可控硅Q1、阻尼电阻R3和双向可控硅Q2组成阻尼回路，双向可控硅Q1、阻尼电阻R3、双向可控硅Q2按顺序串联后两端接入输入端子U0和输入端子Un，其中双向可控硅Q1和双向可控硅Q2的分别接入两个阳极管脚1和2；电阻R1、电容C1串联构成吸收电路接入双向可控硅Q1的两个阳极，用于吸收双向可控硅Q1通断时可能产生的脉冲过电压；双向可控硅Q1的引脚3接可控硅驱动光耦U1的输出端4，同时接分压电阻R5，电阻R5的另一端接双向可控硅Q1的引脚2；可控硅驱动光耦U1的输出端6接分压电阻R4，电阻R4的另一端接双向可控硅Q1的引脚1；电阻R2、电容C2串联构成吸收电路接入双向可控硅Q2的两个阳极，用于吸收双向可控硅Q2通断时可能产生的脉冲过电压；双向可控硅Q2的引脚3接可控硅驱动光耦U2的输出端4，同时接分压电阻R7，电阻R7的另一端接双向可控硅Q2的引脚2；可控硅驱动光耦U2的引脚6接分压电阻R6，电阻R6的另一端接双向可控硅Q2的引脚1；固态继电器U3、固态继电器U4、电阻R8、光耦U7及二极管D1组成自检回路1；固态继电器U3的引脚4接直流电源的正极V+，引脚3接双向可控硅Q1的引脚1；固态继电器U4的引脚4接双向可控硅Q2的引脚1，引脚3接电阻R8，电阻R8的另一端接光耦U7的引脚1；二极管D1并接在光耦U7的引脚1和引脚2之间，用于对光耦U7的输入发光管进行反向保护；固态继电器U5、固态继电器U6、电阻R10、光耦U8及二极管D2组成自检回路2；固态继电器U5的引脚4接直流电源的正极V+，引脚3接双向可控硅Q1的引脚2；固态继电器U6的引脚4接双向可控硅Q2的引脚2，引脚3接电阻R10，电阻R10的另一端接光耦U8的引脚1；二极管D1并接在光耦U8的引脚1和引脚2之间，用于对光耦U8的输入发光管进行反向保护。通过采用阻尼电阻两端串接双向可控硅构成阻尼回路，同时驱动两个可控硅的导通将阻尼电阻投入进行消谐。

本实用新型的自检的工作流程如下所述：输入端子U0、输入端子Un接入电压互感器的开口三角形绕组，可控硅驱动光耦U1、可控硅驱动光耦U2，固态继电器U3、固态继电器U4、固态继电器U5和固态继电器U6，光耦U7、光耦U8接入消谐装置处理器的IO(输入输出)接口，电压变换器TV1经A/D转换器接入处理器。

消谐装置工作时，处理器首先将可控硅驱动光耦U1、可控硅驱动光耦U2，固态继电器U3、固态继电器U4、固态继电器U5和固态继电器U6关闭，则双向可控硅Q1、双向可控硅Q2处于关闭状态，阻尼电阻R3与输入端子U0、输入端子Un断开；当发生铁磁谐振时，输入端子U0与输入端子Un端会产生零序电压，处理器驱动可控硅驱动光耦U1、可控硅驱动光耦U2导通，电阻R5与电阻R7上产生分压，从而控制双向可控硅Q1、双向可控硅Q2导通将阻尼电阻R3接入进行消谐；关闭可控硅驱动光耦U1、可控硅驱动光耦U2则控制双向可控硅Q1、双向可控硅Q2关闭，从而退出阻尼电阻R3。

当消谐装置未检测到铁磁谐振，并且计算输入端子U0与输入端子Un端的电压方均根值小于设定值，此设定值按躲过电力系统正常运行时三相不平衡引起的零序电压设置，则可进行阻尼回路的检查。检查前将可控硅驱动光耦U1、可控硅驱动光耦U2、固态继电器U3、固态继电器U4、固态继电器U5及固态继电器U6关闭，则双向可控硅Q1和双向可控硅Q2也关闭，阻尼回路检查的逻辑图如图2所示。

进一步，处理器驱动固态继电器U3、固态继电器U4导通，由于双向可控硅Q1关闭，光耦U7无法导通，处理器可通过读取光耦U7的输出状态，确定双向可控硅Q1关闭完好，进一步处理器驱动可控硅驱动光耦U1使双向可控硅Q1导通，则电压V+通过固态继电器U3、双向可控硅Q1、阻尼电阻R3、固态继电器U4、电阻R8驱动光耦U7导通，处理器可通过读取光耦U7的输出状态，确定双向可控硅Q1、阻尼电阻R3回路导通是否完好，最后关闭固态继电器U3、固态继电器U4、可控硅驱动光耦U1及双向可控硅Q1，完成双向可控硅Q1和阻尼电阻R3的自检。

进一步，处理器驱动固态继电器U5、固态继电器U6导通，由于双向可控硅Q2关闭，光耦U8无法导通，处理器可通过读取光耦U8的输出状态，确定双向可控硅Q2关闭完好；进一步处理器驱动U2使双向可控硅Q2导通，则电压V+通过固态继电器U5、阻尼电阻R3、双向可控硅Q2、固态继电器U6、电阻R10驱动光耦U8导通，处理器可通过读取光耦U8的输出状态，确定双向可控硅Q2、阻尼电阻R3回路导通是否完好。最后关闭固态继电器U5、固态继电器U6、可控硅驱动光耦U2及双向可控硅Q2，完成双向可控硅Q2和阻尼电阻R3的自检。

进一步，根据上述双向可控硅Q1和阻尼电阻R3自检、双向可控硅Q2和阻尼电阻R3自检，确定阻尼回路是否正常。

进一步，阻尼回路的自检要定期进行，若自检过程中发生铁磁谐振，要及时关闭自检回路，自检回路关闭后，进一步根据是否需要消谐决定是否投入阻尼电阻。

上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。

Claims (4)

1.一种带自检的消谐电路，其特征在于：包括压敏电阻RV1、电压变换器TV1、双向可控硅Q1、双向可控硅Q2、可控硅驱动光耦U1、可控硅驱动光耦U2、固态继电器U3、固态继电器U4、固态继电器U5、固态继电器U6、光耦U7、光耦U8、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R10、阻尼电阻R3、电容C1和电容C2，所述压敏电阻RV1上端、电压变换器TV1的引脚1、双向可控硅Q2的引脚2、固态继电器U6的引脚4、电阻R7上端和电容C2右端都与输入端子U0连接，所述压敏电阻RV1下端、电压变换器TV1的引脚2、双向可控硅Q1的引脚1、固态继电器U3的引脚3、电阻R1左端和电阻R4上端都与输入端子Un连接，所述可控硅驱动光耦U1的引脚6与电阻R4下端连接，所述电阻R1右端与电容C1左端连接，所述电容C1右端、双向可控硅Q1的引脚2、电阻R5上端和阻尼电阻R3左端都与固态继电器U5的引脚3连接，所述双向可控硅Q1的引脚3和电阻R5下端都与可控硅驱动光耦U1的引脚4连接，所述阻尼电阻R3右端、固态继电器U4的引脚4、电阻R2左端和电阻R6上端都与双向可控硅Q2的引脚1连接，所述电阻R6下端与可控硅驱动光耦U2的引脚6连接，所述电阻R2右端与电容C2左端连接，所述双向可控硅Q2的引脚3和电阻R7下端都与可控硅驱动光耦U2的引脚4连接，所述固态继电器U3的引脚2和固态继电器U4的引脚1连接，所述固态继电器U4的引脚3与电阻R8左端连接，所述电阻R8右端和二极管D1输出端都与光耦U7的引脚1连接，所述固态继电器U5的引脚2和固态继电器U6的引脚1连接，所述固态继电器U6的引脚3与电阻R10左端连接，所述电阻R10右端和二极管D2输出端都与光耦U8的引脚1连接。

2.如权利要求1所述的一种带自检的消谐电路，其特征在于：所述电压变换器TV1副边引脚3和引脚4与A/D转换器的采集回路连接。

3.如权利要求1所述的一种带自检的消谐电路，其特征在于：所述固态继电器U3的引脚4和固态继电器U5的引脚4都与电源引脚V+连接。

4.如权利要求1所述的一种带自检的消谐电路，其特征在于：所述二极管D1输入端、光耦U7的引脚2、二极管D2输入端和光耦U8的引脚2都与电源引脚V-连接。

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