专利名称：非电量重动电路及驱动方法
技术领域：
本发明涉及电力系统继电保护中的一种非电量重动电路及驱动方法，以及采用本电路的非电量保护装置。
背景技术：
运行于工业现场的主变压器、电抗器等一般要求装设瓦斯保护、压力释放、过温保护等非电量保护。非电量保护大都安装在户外，阴雨天气易使电缆受潮、绝缘降低，造成电缆接地，使回路输入电压达到额定直流电源电压的50%，造成保护误动。另外施工人员现场接线时，由于操作失误，将交流线误接入回路也会造成误动。保护误动可能造成大面积停电，使国家蒙受不必要的损失。根据国家电力调度通信中心组织制定的调继〔2005〕222 号《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》(试行)继电保护专业重点实施要求，所有涉及直接跳闸的重要回路应采用动作电压在额定直流电源电压的55 % 70 %范围以内的中间继电器，并要求其动作功率不低于5W。华北电网同时要求回路的额定动作时间小于 20mS，且加入220V交流电压不动作。目前非电量保护重动方法主要有以下两种1)直接通过中间继电器实现重动；2) 在方法1)的基础上，通过在回路中并接电阻增大启动功率。以上两种方法存在以下问题
1)由于中间继电器的离散性，很难控制动作电压在额定直流电源电压的 70%范围；
2)不满足加入220V交流电压不动作的要求；幻第一种方法启动功率低，易造成误动；第二种方法虽然提高了启动功率，但很难达到5W，且启动后并不切断负载，使额定电压下产生的功率远大于启动功率，所产生的热量很大，长时间运行易烧毁元器件和印制板，并带来安全方面的隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种非电量保护重动的电路及驱动控制方法，可以在满足动作时间的基础上，将动作电压控制在一定范围内；同时增大启动功率，且启动后立即切断负载；并满足在输入220V交流电压时，重动信号不出口。非电量重动的电路，其特征在于包括启动单元、负载单元和出口单元，其中启动单元由启动继电器、电容和二极管构成，启动继电器的线圈、二极管和电容并联后的一端通过串联另一个二极管和电阻再接直流电源的一端，并联后的的另一端连接直流电源；负载单元由电阻串联启动继电器的常闭接点构成，负载单元的两端亦连接直流电源；出口单元由出口继电器和启动继电器的常开接点串联构成，出口单元两端亦连接直流电源。如图2所示，在启动单元中，电容Cl和二极管D3可有效滤除50Hz交流电压，使输入220V交流电压时，重动信号不出口。对于额定为IlOV直流的情况，在输入220V交流电压时，电容Cl并不能避免启动继电器Jl不动作，但启动二极管D3由于雪崩击穿效应有效消除加在启动继电器Jl的波峰，依此减小常开接点JlC的闭合时间，使得出口继电器J2不能获得足够的能量出口。
其中，启动单元中的电容采用钽电容。其中，启动单元中和电阻串联的二极管采用齐纳二极管。图2的工作原理图反映了启动继电器Jl线圈两端的电压Uj与输入电压U、和电阻 Rl串联的二极管为齐纳二极管，其反向击穿电压Ud的关系。在没有齐纳二极管Dl的情况下(虚线所示)，为满足动作电压范围55%-70%，则启动继电器Jl的动作范围必须控制在较小的范围内Uj3-Uj4;齐纳二极管Dl的作用使得该范围变宽Ujl-Uj2，即对继电器的离散性的要求降低，从而实现对动作电压的有效控制。其中，负载单元中的电阻采用功率电阻，功率不小于5W。 一种非电量重动电路的驱动方法，在非电量重动的电路装置下工作，非电量重动的电路包括启动单元、负载单元和出口单元，启动单元由启动继电器、电容和至二极管构成，启动继电器的线圈、二极管和电容并联后的一端通过串联另一个二极管和电阻再接直流电源的一端，并联后的的另一端连接直流电源；负载单元由电阻串联启动继电器的常闭接点构成，负载单元的两端亦连接直流电源；出口单元由出口继电器和启动继电器的常开接点串联构成，出口单元两端亦连接直流电源；其特征是没有输入电压时，启动继电器的常闭接点闭合，常开接点打开，当输入电压为额定电压的55% 75%时，常闭接点打开，常开接点闭合，此时出口单元的的出口继电器动作。其中，输入电压为小于或等于220V交流电压时，启动继电器的常闭接点闭合，常开接点断开，出口单元的继电器不动作。从输入端加额定电压时起，至出口继电器的接点动作，时间延迟小于20ms。本发明的有益效果是设定启动单元、负载单元和出口单元，设定启动单元的中间继电器具有离散性，能控制动作电压在额定直流电源电压的55 % 70 %，且满足加入220V 交流电压不动作的要求，防止非电量重动继电器误动；且启动功率达到5W，能够启动后切断负载，避免长时间运行易烧毁元器件和印制板，解决安全方面的隐患
为了对本发明作进一步说明，给出附图图1为本发明非电量重动电路的接线图。图2为本发明非电量重动电路的电压变化曲线图。
具体实施例方式如图1电路原理图所示，非电量重动电路包含启动单元I、负载单元II和出口单元III。启动单元由继电器J1、电容Cl、二极管Dl、D3构成，负载单元由电阻R2和继电器的常闭接点JlB构成，出口单元由继电器J2和继电器的常开接点JlC构成。电压输入正端通过电阻Rl和齐纳二极管Dl接至继电器Jl线圈的正端，电容Cl并联到继电器Jl线圈两端，电阻R2和继电器Jl的常闭接点JlB串联后并联到电压输入端，电阻R3、继电器J2的线圈、继电器Jl的常开接点JlC串联后并联到电压输入端。当输入直流电压达到动作门槛， 启动继电器Jl动作，其常闭接点JlB断开切断功率电阻R2，常开接点JlC闭合接通出口继电器，使重动信号出口。启动功率为启动时启动单元的功率和负载单元的功率之和，电阻R2是一个很大的负载，电阻R2是功率电阻，设定电阻阻值需要使得输入电压为额定电压的55%时，输入功率大于5W ；—旦启动，常闭接点JlB断开切断功率电阻R2，避免长时间重载导致过热。1、额定值220VDC时，电路中各元件的参数如下Dl采用齐纳管1N4757A，D2、D3采用二极管1N4007 ；Cl采用钽电容 CA30-100V-1UF, Jl 采用继电器 ST1-DC48V，J2 采用 3 个 DSP2A-DC24V 继电器串联；Rl、R2、 R3 的阻值分别是 24ΚΩ、2· 7ΚΩ、10· 2ΚΩ。此参数下的测试结果见下表，表中显示了不同的输入电压时的功率及动作情况。
权利要求
1.非电量重动电路，其特征在于包括启动单元、负载单元和出口单元，其中启动单元由启动继电器、电容和至二极管构成，启动继电器的线圈、二极管和电容并联后的一端通过串联另一个二极管和电阻再接直流电源的一端，并联后的另一端连接直流电源；负载单元由电阻串联启动继电器的常闭接点构成，负载单元的两端亦连接直流电源；出口单元由出口继电器和启动继电器的常开接点串联构成，出口单元两端亦连接直流电源。
2.由权利要求1所述的非电量重动电路，其特征在于启动单元中的电容采用钽电容。
3 由权利要求1所述的非电量重动电路，其特征在于启动单元中和电阻串联的二极管采用齐纳二极管 。
4.由权利要求1所述的非电量重动电路，其特征在于负载单元中的电阻采用功率电阻，启动功率大于5W。
5.一种非电量重动电路的驱动方法，在非电量重动的电路装置下工作，非电量重动的电路包括启动单元、负载单元和出口单元，启动单元由启动继电器、电容和二极管构成，启动继电器的线圈、二极管和电容并联后的一端通过串联另一个二极管和电阻再接直流电源的一端，并联后的的另一端连接直流电源；负载单元由电阻串联启动继电器的常闭接点构成，负载单元的两端亦连接直流电源；出口单元由出口继电器和启动继电器的常开接点串联构成，出口单元两端亦连接直流电源；其特征是没有输入电压时，启动继电器的常闭接点闭合，常开接点打开，当输入电压为额定电压的55% 75%时，常闭接点打开，常开接点闭合，此时出口单元的的出口继电器动作。
6.由权利要求5所述的一种非电量重动电路的驱动方法，其特征是当输入电压为额定电压的55% 75%时，常闭接点打开；开接点闭合，此时出口单元的的出口继电器动作时间小于20ms。
7.由权利要求5所述的一种非电量重动电路的驱动方法，其特征是输入电压为小于或等于220V交流电压时，启动继电器的常闭接点闭合，常开接点断开，出口单元的继电器不动作。
全文摘要
非电量重动电路，包括启动单元、负载单元和出口单元，其中启动单元由启动继电器、电容和至二极管构成，启动继电器的线圈、二极管和电容并联后的一端通过串联另一个二极管和电阻再接直流电源的一端，并联后的另一端连接直流电源；负载单元由电阻串联启动继电器的常闭接点构成，负载单元的两端亦连接直流电源；出口单元由出口继电器和启动继电器的常开接点串联构成，出口单元两端亦连接直流电源。本发明用于电力系统继电保护中的非电量保护重动，可有效控制动作电压，增大启动功率，并避免输入交流电压引起误动。
文档编号H02H3/06GK102377158SQ20101025281
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月11日 优先权日2010年8月11日
发明者冯亚东, 朱英魁 申请人:南京南瑞继保工程技术有限公司, 南京南瑞继保电气有限公司