CN2221262Y

CN2221262Y - 多功能三相电源保护器

Info

Publication number: CN2221262Y
Application number: CN 94236177
Authority: CN
Inventors: 张世清
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-12-30
Filing date: 1994-12-30
Publication date: 1996-02-28
Anticipated expiration: 2004-12-30

Abstract

本实用新型公开了一种多功能三相电源保护器，包括稳压电源。电压采样及电源指示电路、欠电压保护及欠电压指示电路、过电压保护及过电压指示电路、相序指示电路、过载指示电路、执行电路、接触器节能运行电路、功率放大开关电路、壳体，还包括三相电压采样电路、三相电压阻容移相电路、相序运放断相保护电路、三相电流采样检测电路、电流过载整定电路、反时限过载运放电路、短路电流整定电路、基准运放比较电路，其特点是功能齐全、接线简单、调试容易、体积小、各保护功能均能在设定值的0.1秒内迅速运作。并且过载具有反时限特性。

Description

多功能三相电源保护器

本实用新型涉及一种电源保护装置，属于多功能三相电源保护器。

目前，在三相电源上的保护装置，一般采用继电器，要达到6种保护功能大约需要十几只继电器，所需的设备繁多，体积大，而且接线调试较困难。

本实用新型的目的是提供一种接线简单、调试容易、体积小、成本低，具有对相序、断相、欠电压、过电压、过载、短路等故障监测的多功能三相电源保护器。

本实用新型的目的可以这样实现，该保护器包括：稳压电源及电压采样电路、电源指示电路、欠电压保护及欠电压指示电路、过电压保护及过电压指示电路、相序指示电路、过载指示电路、功率开关放大输出电路、执行电路、接触器节能运行电路，还包括：三相电压采样电路、三相电压阻容移相电路、相序运放断相保护电路、三相电流采样检测电路、电流过载整定电路、反时限过载运放电路、短路电流整定电路、基准运放比较电路；三相电压采样电路输出经三相电压阻容移相电路送到相序运放断相保护电路，相序运放断相保护电路输出一路送到相序指示电路，另一路送到功率放大开关电路；三相电流采样检测电路输出一路经电流过载整定电路、基准运放比较电路，送到功率放大开关电路，反时限过载运放电路输出一路送到过载指示电路，另一路经基准运放比较电路送到功率放大开关电路，功率放大开关电路输出经执行电路送到接触器节能运行电路。

实现本实用新型的目的也可以采取以下措施：三相电压采样电路是由熔断器RD_a、RD_b、RD_c组成，熔断器RD_a、RD_b、RD_c位于隔离开关HK之后，接触器CJ之前，其各一端分别与电源A、B、C相线相接，其另一端分别与三相电压阻容移相电路中的电阻R₁、R₃、R₅一端相接，RD_a另一端同时接电容C₁；三相电压阻容移相电路中电阻R₁、R₂串联后接地，电阻R₃、R₄串联后接地，电容C₁与电阻R₇一端相接，电阻R₅和R₆与电位器RP₁串联接电容C₂一端，电容C₂另一端接地，同时电位器RP₁一端及分压点接电阻R₇一端，相序运放断相保护电路中电阻R₇另一端经二极管D₁、D₂的一端接于集成运算放大器IC2的FY的5脚，FY的6脚、二极管D₁、D₂另一端接地，FY的7脚与电阻R₉一端相接，电阻R₈与电容C₃并联接在FY的5脚与电阻R₉另一端之间，同时电阻R₉另一端经二极管D₃一路与相序指示电路的R₁₀及LED5相接，另一路与功率放大开关电路中的二极管D₄相接；三相电流采样检测电路中三相电流电压变换器LHB_a、LHB_b、LHB_c分别与二极管D₁₂、D₁₃、D₁₄一端相接，二极管D₁₂、D₁₃、D₁₄另一端并联后一路经电容C₁₅接地，另一路与电流过载整定电路中电位器RP₂相接，还有一路与短路电流整定电路中电位器RP3相接；电流过载整定电路中电位器RP₂一端接地，其分压点接电阻R₄₁，电阻R₄₁另一端与稳压管DW₁、电容C₄相接后与反时限过载运放电路中的电阻R₂₈相接，稳压管DW₁、电容C₄另一端接地；反时限过载运放电路中电阻R₂₈另一端接于集成运算放大器IC₁的FC的8脚，电阻R₂₅、R₂₆的分压点接电阻R₂₇，电阻R₂₇另一端接于FC的8脚，FC的9脚接地，二极管D₇与电阻R₂₉并联接在FC的8脚与FC的10脚之间，FC的10脚经电阻R₃₀接于IC1的FD13的脚，电阻R₃₁、R₃₂的分压点接电阻R₃₃，电阻R₃₃另一端接于FD的13脚，电容C₈与二极管D₈并联接在FD的13脚与FD的12脚之间，FD的11脚接正稳压电源，FD的7脚接负稳压电源，FD的12脚一路经电阻R₃₅与基准运放比较电路中的二极管D₉相接，另一路与过载指示电路中的R₃₄、LED₄串联接地；短路电流整定电路中电位器RP₃一端接地，RP₃分压点接电阻R₄₂，电阻R₄₂一端接稳压管DW₂、电容C₅一端，与基准运放比较电路中的电阻R₃₉相接，稳压管DW₂、电容C₅另一端接地；基准运放比较电路中的二极管D₉、电阻R₃₉接于IC₂中的Fe的3脚，电阻R₃₆、R₃₈分压点接电阻R₃₇，电阻R₃₇另一端接Fe的2脚、Fe的11脚接正稳压电源、Fe的4脚接负稳压电源，Fe的1脚与功率放大开关电路中的二极管D₁₀相接。

本实用新型具有功能齐全、接线简单、调试容易、体积小，各保护功能均能在设定值的0.1秒内迅速动作，并且过载保护具有反时限特性。

下面结合附图及实施例对本实用新型进行描述。

图1为本实用新型的原理方框图；

图2为本实用新型的电路原理图；

图3为本实用新型的外形结构图。

参照图1，三相电压采样电路1输出经三相电压阻容移相电路2送到相序运放断相保护电路3，相序运放断相保护电路3输一路送到相序指示电路4，另一路送到功率放大开关电路16；电源及电压采样电路5输出一路送到欠电压保护电路6，另一路送到过电压保护电路8，欠电压保护电路6输出一路送到欠电压指示电路7，另一路送到功率放大开关16，过电压保护电路8输出一路送到过电压指示电路9，另一路送到功率放大开关电路16；三相电流采样检测电路10输出一路经电流过载整定电路11送到反时限过载运放电路12，另一路送到短路过载指示电路13，还有一路经基准运放比较电路14送到功率放大开关电路16，短路电流整定电路15输出经基准运放比较电路14送到功率放大开关电路16；功率放大开关电路16输出经执行电路17送到接触器节能运行电路18。

参照图2，由熔断器RD_a、RD_b、RD_c组成的三相电压采样电路1，分别接于电源线A、B、C与三相电压阻容移相电路2之间，由电源A相线采样熔断器RD_a的采样电压一路送到电阻R₁、R₂串联降压接地，另一路经电容C₁与电位器RP₁并联送到电阻R₇，同时还有一路送到稳压电源中的变压器B的初级。由电源B相线采样电压经熔断器RD_b串联电阻R₃、R₄降压后接地。由电源C相线采样电压经熔断器RD_c串联电阻R₅、R₆、电位器RP₁降压后与电容C₁并联接电阻R₇，电阻R₇为集成运算放器IC2中FY的限流取样电阻，电容C₂为FY的输入吸收电容。当三相电源不是A、B、C排列时，即三相位差不为120°电气角度时，则R₇输入电压不为零，所以输入电压经二极管D₁、D₂双向限幅，输入到FY的反相输入端5脚，同相端6脚按地，经运算放大后从FY的7脚经位限流电阻R₉输出，输出一路经电容C₃、电阻R₈并联后反馈送到FY的输入端5脚，另一路经二极管D₃送到由电阻R₁₀、发光二极管LED₅组成的相序指示电路4，同时还有一路经二极管D₃送到功率放大开关电路16中的二极管D₄，经电阻R₄₀、稳压管DW₃、三极管BG送到执行电路17，经接触器节能运行电路18使接触器CJ断开。

稳压电源电压采样及电源指示电路5中的变压器B的原级二端与电源A、C相线相接，变压器B的次级中心抽头接地，其次级的两端与桥式整流电路D_16-19相接，D_16-19正端与电容C₉、C₁₀、C₁₁、集成三端正稳压电源IC3构成正稳压电源，D_16-19负端与电容C₁₂、C₁₃、C₁₄、集成三端负稳压电源IC4构成负稳压电源，负稳压电源接由电阻R₄₃、发光二极管LED₁组成的电源指示电路，欠电压保护电路6由稳压电源-V端采样经电阻R₂₃、R₂₄分压，电阻R₁₃将变化电压值送到IC1的FA的2脚，经电阻R₁₁、电位器RP₄串联分压，由电阻R₁₂将正电压基准采样值送到IC1的FA的2脚，FA的1脚经电R₁₄接地，FA的3脚输出一路送到由电阻R₁₅、发光二极管LED₂组成的欠电压指示电路6，另一路经限流电阻R₁₆，吸收干扰电容C₅送到功率放大开关电路16中的二极管D₅，经电阻R₄₀、稳压管DW₃、三极管BG、使继电器J动作，带动接触器节能运行电路18使接触器CJ断开。过电压保护电路8由稳压电源-V端采样经电阻R₂₃、R₂₄分压由限流电阻R₁₉将变化负电压值与经电阻R₁₇、电位器RP₅串联分压后由电阻R₁₈将正电压基准采样值送到IC1的FB的6脚，FB的5脚经电阻R₂₀接地，FB的4脚输出一路送到由电阻R₂₁、发光二极管LED₃组成的过电压指示电路9，另一路经限流电阻R₂₂、吸收干扰电容C₇送到功率放大开关电路16中的二极管D₅，经电阻R₄₀、稳压管DW₃、三极管BG，使继电器J动作，经按触器节能运行电路18使接触器CJ断开。

三相电流采样检测电路10在100A以下时可按图3直接将电源线穿过保护器壳体19与用负载A′、B′、C′相接，如超过100A时则按图2中的电源A、B、C相线穿过互感器LHa、LHb、LHc至负载，互感器LHa、LHb、LHc的K₁端分别接电流表1A、2A、3A，还串联接LHB_a、LHB_b、LHB_c初级的始端，而LHa、LHb、LHc的K₂端与LHB_a、LBB_b、LHB_c的末端接电源地，LHB_a、LBB_b、LHB_c的次级末端接印制板地，其始端分别接二极管D₁₂、D₁₃、D₁₄的阳极，二极管D₁₂、D₁₃、D₁₄的阴极并联输出一路经电容C15接地，另一路送到电流过载整定电路11，同时还有一路送到短路电流整定电路15；电流过载整定电路11中分压设定电位器RP₂、限流电阻R₄₁接稳压管DW₁、电容C₄，经限流电阻R₂₃送到IC1中FC的8脚，电阻R₂₅与电阻R₂₆串联分压，由电阻R₂₇将负基准值送到FC的8脚，FC的9脚接地；FC的10脚输出经电阻R₂₉、二极管D₇并联接于FC输入端8脚，使其运算放大器构成比例放大器，FC的10脚输出经电阻R₃₀送到反时限过载运放电路12中FD的13脚，反时限过载运放电路12由电阻R₃₁、R₃₂分压经电阻R₃₃将负电压基准值送到FD的13脚，FD的14脚接地，FD的12脚输出经并联相接的电容C₈、二极D₈接于输入端13脚，使其运算放大器构成反时限运算放大器，FD的12脚输出一路送到由电阻R₃₄、发光二极管LED₄组成的过载指示电路13，另一路经电阻R₃₅送到基准运放比较电路14中的二极管D₉；基准运放比较电路14中由二极管D₉与IC2中Fe的3脚相接，由电阻R₃₆与电阻R₃₈串联分压的正电压基准动作值经电阻R₃₇送到Fe的2脚，Fe为输出开环放大翻转电路，经Fe的1脚输出的正电压送到功率放大开关电路16中的二极管D₁₀，经电阻R₄₀、稳压管DW₃、三极管BG，使继电器J动作、接触器CJ断开；短路电流整定电路15将三相电流采样检测电路10采样值经电位器RP₃、电阻R₄₂、稳压管DW₂、电容C₅、由电阻R₃₉送到Fe的3脚进行高倍放大，Fe的1脚输出经功率放大开关电路16、执行电路17、接触器节能运行电路18，使接触器CJ断开。

执行电路17是由二极管D₁₁、继电器J组成。继电器J的触点1-3常闭，1-2为常开。接触器节能电路18由熔断器RD_a与停止按钮TA、起动按钮QA串联，起动按钮QA与常开接点CJ₁并联后接常闭接点CJ₂，常闭接点CJ₂又与降压电容C₁₆并联后经继电器常闭接点J′接与桥式整流电路D_20-23一端，桥式整流电路D_20-23另一端接于熔断器RDc，压敏电阻Rv一端接常开接点CJ₁，电容C₁₆，其另一端接熔断器RDc，桥式整流电路D_20-23正、负端与接触器线圈CJ′二端相接。

图2中所示的互感器LH_a、LH_b、LH_c、电流表1A-3A，按钮TA及QA均为开关柜原有设备，接触器CJ替代原有的自动空气开关。

参照图3，A、B、C、N为三相四线制电源，在电源A、B、C相线上接有隔离开关HK、接触器CJ，电源A、B、C相线穿过壳体19与负载电路相接，壳体19的接线端1′经熔断器RD_a接电源A相线，接线端2′经熔断器RD_b接电源B相线，接线端3′经熔断器RD_c接电源C相接，停止按钮TA一端接熔断器RD_a、接线端1′，其另一端接接线端4′，停止按钮QA与常开接点CJ₁并联后，一端接接线端4′，另一端接接线端5′，常闭接点CJ₂一端接接线端5′，其另一端接接线端6′，接线端7′经接触器线圈CJ接于接线端8′，接线端9′是为继电器J的常开接点1-3作分离跳闸用。壳体19面上设有过载设定旋钮20，速断调定旋钮21，还设有电源指示LED₁、欠电压指示LED₂、过电压指示LED₃、过载指示LED₄、相序指示LED₅。

本实用新型IC1为FXOP-09AB型，IC2为LM324N型，IC4为LM79系列，IC3为LM78系列。

Claims

1、一种多功能三相电源保护器，包括稳压电源及电压采样及电源指示电路(5)、欠电压保护电路(6)、欠电压指示电路(7)、过电压保护电路(8)、过电压指示电路(9)、相序指示电路(4)、过载指示电路(13)、执行电路(17)、接触器节能运行电路18、功率放大开关电路(16)，其特征在于：还包括三相电压采样电路(1)、三相电压阻容移相电路(2)、相序运放断相保护电路(3)三相电流采样检测电路(10)、电流过载整定电路(11)、反时限过载运放电路(12)、短路电流整定电路(15)、基准运放比较电路(14)；三相电压采样电路(1)输出经三相电压阻容移相电路(2)送到相序运放断相保护电路(3)，相序运放断相保护电路(3)输出一路送到相序指示电路(4)，另一路送到功率放大开关电路(16)；三相电流采样检测电路(10)输出一路经电流过载整定电路(11)送到反时限过载运放电路(12)，另一路经短路电流整定电路(15)送到基准运放比较电路(14)，反时限过载运放电路(12)输出一路送到过载指示电路(13)，另一路送到基准运放比较电路(14)，基准运放比较电路(14)输出经功率放大开关电路(16)、执行电路(17)送到接触器节能运行电路(18)。

2、根据权利要求1所述的多功能三相电源保护器，其特征在于：三相电压采样电路(1)是由熔断器RD_a、RD_b、RD_c组成，熔断器RD_a、RD_b、RD_c位于隔离开关HK之后，接触器CJ之前，其各一端分别与电源A、B、C相线相接，其另一端分别与三相电压阻容移相电路(2)中电阻R₁、R₃、R₅一端相接，RD_a另一端同时接电容C₁；三相电压容移相电路(2)中电阻R₁、R₂串联后接地，电阻R₈、R₄串联后接地，电容C₁与电阻R₇一端相接，电阻R₅与电阻R₆、电位器RP₁串联接电容C₂及电阻R₇一端，C₂的另一端接地，相序运放断相保护电路(3)由电阻R₇另一端经二极管D₁、D₂的一端接集成运算放大器IC2的FY的5脚，FY的6脚和二极管D₁、D₂另一端接地，FY的7脚与电阻R₉一端相接，电阻R₅与电容C₃并联接在FY的5脚与电阻R₉另一端之间，同时电阻R₉另一端经二极管D₃一路与相序指示电路(4)相接，另一路与功率放大开关电路(16)中的二极管D₄相接；

三相电流采样检测电路(10)中三相电流电压变换器LHB_a、LHB_b、LHB_c分别与二极管D₁₂、D₁₃、D₁₄一端相接，二极管D₁₂、D₁₃、D₁₄另一端并联后一路经电容C₁₅接地，另一路与电流过载整定电路(11)中电位器RP₂相接，还有一路与短路电流整定电路(15)中电位器RP₃相接；电流过载整定电路(11)中电位器RP₂一端接地，其分压点经串联电阻R₄₁接稳压管DW₁及电容C₄一端后，与反时限过载运放电路(12)中的电阻R₂₈串联，稳压管DW₁和电容C₄另一端接地；反时限过载运放电路(12)中电阻R₂₈接集成运算放大器IC₁的FC的8脚，电阻R₂₅、R₂₆的分压点接电阻R₂₇一端，电阻R₂₇另一端接FC的8脚，FC的9脚接地，二极管D₇与电阻R₂₉并联接在FC的8脚与FC的10脚之间，FC的10脚经限流电阻R₃₀接IC₁的FD的13脚，电阻R₃₁、R₃₂的分压点接电阻R₃₃一端，电阻R₃₃另一端接于FD的13脚，电容C₈与二极管D₈并联接在FD的13脚与FD的12脚之间，FD的11脚接正稳压电源，FD的7脚接负稳压电源，FD的12脚一路经限流电阻R₃₅接基准运放比较电路(14)中的二极管D₉，另一路与过载指示电路(13)相接；短路电流整定电路(15)中电位器RP₃一端接地，RP₃分压点接电阻R₄₂，电阻R₄₂一端接稳压管DW₂、电容C₅一端后，与基准运放比较电路(14)中的电阻R₃₉相接，稳压管DW₂、电容C₅另一端接地；基准运放比较电路(14)中的二极管D₉、电阻R₃₉接于集成运算放大器IC₂中的Fe的3脚，电阻R₃₆、R₃₈分压点接电阻R₃₇，电阻R₃₇另一端接Fe的2脚，Fe的11脚接正稳压电源，Fe的4脚接负稳压电源，Fe的1脚与功率放大开关电路(16)中的二极管D₁₀相接。