专利名称：通信电源电子馈线保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种馈线保护装置，具体涉及一种通信电源电子馈线保护装置。
背景技术：
变电站中的通信设备是确保电力信息畅通，保证电网可靠供电的重要设备。传统 的变电站中的通信电源有一个独立的通讯电源系统，近年来用DC-DC(直流直流变换)替代 带蓄电池组通信电源已在变电站中得到大量应用。由于DC-DC电源取消了带蓄电池组通信
电源，其输入电源直接取自变电站的直流操作电源系统，因此使通信电源的设计制造变得 非常简单，不但能降低设备的投资，同时也没有了蓄电池组的维护工作量，深受广大电力用
户的喜爱，但其存在如下两个问题 1、 DC-DC电源模块的负载冲击能力不够，在通信设备冷启动或大电流负载浪涌冲 击时，造成输出电压跌落使其它通信设备自动重启； 2、直流供电网络采用传统空气开关保护，当馈电负载侧发生短路故障时，由于故 障电流较小达不到空开的瞬动保护动作值，导致空开不能快速切除故障回路，造成DC-DC 过载保护限流，输出电压跌落使通信设备自动重启。 为解决这两个问题，目前的解决办法一种是，在DC-DC变换器的输出并接一定容 量的电解电容，可以在馈线负载出现短路故障时提供较大的短路电流。但实际短路电流的 大小由并联电容的容量和故障回路的阻抗决定。在实际应用中，并联电容的数量是有限的， 而馈线回路的电缆截面和长度存在工程差别，即输出馈线开关采用B型脱扣曲线断路器， 但其电磁瞬动存在较大的离散范围4In 7In，难以保证可靠分断。也就是说，在馈线回路 电缆较长时，为保证馈线开关可靠保护就要不断加大并联电容的容量。而在并联电容的容 量一定时，馈线回路的电缆截面和长度就要受到一定的限制。显然，并联电容的方案在实际 工程应用中受到诸多的因素的限制，而且体积较大，使用受环境温度的影响较大，需要定期 维护更换。 另一种是在DC-DC变换器的输出并联超级电容，理论上可以解决电解电容容量不 足的问题，提供较大的电能储存容量。但当前的超级电容一般都是2.7V低压产品，48V电 源系统需要多个串联实现，因此内阻大大增加。在馈线负载短路时，即是超级电容储存有较 大的电量，也不能提供很大的短路电流，难以保证馈线断路器可靠分断；而且，故障电流越 大，电压跌落越严重，不能满足通信设备工作电压变化的要求。如果采用多组超级电容并 联的方法减小内阻，带来的是设备成本的大幅增加，例如1组54V/17. 5F的超级电容与1组 12V/50Ah的阀控电池相当，显然是不经济的。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种通信电源电子馈线保护装置，以解决馈线回路短路 或过载时造成输出电压跌落使通信设备自动重启的问题。
为实现上述目的，采用的技术方案是一种通信电源电子馈线保护装置，该装置包括微处理器、采样电流输入端和电流输出端，两端之间连接有电子开关管，采样电流输入端 分别连接于电子开关管的输入端和一个信号放大电路的输入端及一个信号放大比较电路 的输入端，信号放大电路的输出端连接于微处理器的信号输入端口 ，信号放大比较电路的 输出端连接可控开关的控制端，微处理器上设有控制端口 ，可控开关的输入端或输出端与 微处理器的控制端口之间连接光电耦合器的发光电路，光电耦合器的输出与电子开关管的 控制端连接。 所述的光电耦合器中发光电路的正极连接于可控开关的输入端，光电耦合器的发 光二极管的负极连接于微处理器的控制端口。 所述的可控开关输入端连接光电耦合器中发光电路的正向工作电压电路，输出端 接地，控制端与信号放大比较电路的输出端连接。 信号放大电路由反向比例放大器构成；信号放大比较电路由反向比例放大器和比 较器构成；所述的可控开关为可控硅。 本实用新型中利用运算放大器、光电耦合器及微处理器构成的控制电路对电子开 关管的通断进行控制，可靠性高，动作灵敏；与传统的DC-DC变换器的馈线开关串联使用， 可以使直流馈线回路的过载或短路故障得到有效的保护，避免DC-DC变换器因输出过载或 短路而发生电压跌落的严重事故。
图1是该实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例包括微处理器U12、采样电流输入端IS和电流输出端OUT, 两端之间连接有电子开关管VT2，VT2的输入端与采样电流的输入端IS连接，VT2的输出端 与电流输出端OUT连接，VT2的控制端连接于光电耦合器02中光敏二极管的发射极；采样 电流输入端IS还连接有一个信号放大电路，该电路由两个由运算放大器搭建的反向比例 放大器构成，其中一个反向比例放大器U9A的反向端连接于采样电流输入端IS， U9A的输出 端连接于另外一个反向比例放大器U9B的反向端，U9B的输出端经一个可调电阻RW1连接 于微处理器U12的信号输入接口 22 ;采样电流输入端IS还连接有一个信号放大比较电路， 该电路由两个由运算放大器搭建的反向比例放大器和比较器构成，其中一个反向比例放大 器U2A的反向端连接于采样电流输入端IS， U2A的输出端连接于另外一个反向比例放大器 U2B的反向端，U2B的输出端连接于比较器U1A的同向端，该比较器的反向端连接一个比较 电压，输出端与可控硅Q2的控制端连接，可控硅的输入端连接有一个驱动光电耦合器02的 发光二极管工作的正向电压，输出端接地；光电耦合器02的发光二极管的正极连接于可控 硅的输入端，负极与微处理器U12的控制端口连接，光电耦合器的光敏三极管的集电极连 接有一个正向电压，发射极与电子开关管VT2的控制端连接。 在使用过程中，将该装置串联到馈线回路中，当馈线回路出现过载或短路故障时， 馈线保护装置能够可靠动作，并快速切断故障电流。具体工作原理如下 短路保护原理当电流采样电路检测到的回路电流经放大比较电路中的两个反向 比例放大器放大后得到信号IF2， IF2输入比较器的同向端与反向端的设定输入进行比较，若IF2大于设定值，则认为馈线回路出现短路故障，比较器输出高电流信号，激励可控硅导 通，从而使光电耦合器输入信号丢失，进而导致电子开关管断开，由可控硅的特性可知，电 子开关管将锁存在关断状态。 过载保护原理当电流采样电路检测的回路电流经放大电路中的两个反向比例放 大器放大后得到信号IF，该信号通过微处理器的信号输入端口送进微处理器进行判断，大 于额定电流值的设定倍数时，微处理器处理程序进入计时和监控程序，如果输出电压波动 维持在40V以上，则计时程序延时10ms后微处理器通过控制端口自动输出关断信号，并使 电子开关管锁存在关断状态；如果输出电压波动下降到40V及以下，则电压监控程序自动 终止计时并立即经微处理器控制端口输出关断信号，并使电子开关管锁存在关断状态。
权利要求一种通信电源电子馈线保护装置，其特征在于该装置包括微处理器、采样电流输入端和电流输出端，两端之间连接有电子开关管，采样电流输入端分别连接于电子开关管的输入端和一个信号放大电路的输入端及一个信号放大比较电路的输入端，信号放大电路的输出端连接于微处理器的信号输入端口，信号放大比较电路的输出端连接可控开关的控制端，微处理器上设有控制端口，可控开关的输入端或输出端与微处理器的控制端口之间连接光电耦合器的发光电路，光电耦合器的输出与电子开关管的控制端连接。
2. 如权利要求1所述的通信电源电子馈线保护装置，其特征在于所述的光电耦合器 中发光电路的正极连接于可控开关的输入端，光电耦合器的发光二极管的负极连接于微处 理器的控制端口。
3. 如权利要求2所述的通信电源电子馈线保护装置，其特征在于所述的可控开关输 入端连接光电耦合器中发光电路的正向工作电压电路，输出端接地，控制端与信号放大比 较电路的输出端连接。
4. 如权利要求1或2或3所述的通信电源电子馈线保护装置，其特征在于信号放大 电路由反向比例放大器构成。
5. 如权利要求4所述的通信电源电子馈线保护装置，其特征在于信号放大比较电路 由反向比例放大器和比较器构成。
6. 如权利要求5所述的通信电源电子馈线保护装置，其特征在于所述的可控开关为 可控硅。
专利摘要本实用新型涉及一种通信电源电子馈线保护装置，该装置包括微处理器、采样电流输入端和电流输出端，两端之间连接有电子开关管，采样电流输入端分别连接于电子开关管的输入端和一个信号放大电路的输入端及一个信号放大比较电路的输入端，信号放大电路的输出端连接于微处理器的信号输入端口，信号放大比较电路的输出端连接可控开关的控制端，微处理器上设有控制端口，可控开关的输入端或输出端与微处理器的控制端口之间连接光电耦合器的发光电路，光电耦合器的输出与电子开关管的控制端连接，解决了馈线回路短路或过载时造成输出电压跌落使通信设备自动重启的问题。
文档编号H02H7/26GK201549878SQ200920257959
公开日2010年8月11日 申请日期2009年11月9日 优先权日2009年11月9日
发明者乐全明, 于文斌, 张劲, 朱松林, 罗治军, 董国伦, 董新生, 陈安伟, 韩海伦 申请人:浙江省电力公司;许继集团有限公司;许继电源有限公司