一种三相过流检测电路的制作方法
专利名称:一种三相过流检测电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种三相过流检测电路，用于采样受测母线电流，并将多路电流合并后转换为电压信号输出；比较电平电路，用于提供稳定的比较电压；比较输出电路，用于将采集合并回路输出的电压与比较电平回路输出的电压进行比较输出。本实用新型的有益效果在于采用逻辑电路，实现了三相过电流检测，工艺要求比较低，抗干扰能力强，稳定性好，适合在强电场和磁场环境下长期工作，避免了三相分别处理比较模式下电路繁琐复杂和采用微机处理电路易受干扰等缺陷，能以逻辑电路将三相电流合并后，进行一次比较既能得出电流是否超过限制。
【专利说明】
一种三相过流检测电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及三相过电流检测电路，主要应用于中低压电力系统弧光保护领域的三相过电流判定，对系统因短路、过载而发生过流的情况起到检测作用。【背景技术】
[0002]弧光保护在现代智能电网中的应用越来越广泛，弧光保护中对于三相过电流的判定，仅需要得知电流最大相的电流是否超过动作电流，并且需要检测电路具有小型化，简单化，抗干扰能力强等特点。
[0003]三相过电流检测在很多领域都有应用，一般采用三相采集后，依赖微处理器进行计算、判定。这一方式的优点在于，可以得知各相的相位与大小，缺点在于相较于逻辑器件， 单片机系统极易受干扰，尤其是当弧光故障发生时，区域内的磁场和电场强度急剧升高，对采用单片机系统而言将是极大的考验。或者采用逻辑电路分别比较三相电流大小，在将结果进行或运算，输出检测结果。这一方法优点在于，避免了单片机系统极易受干扰的缺点， 缺点在于需要三组比较电路，电路较为复杂。
[0004]因此在某些对于过电流检测电路体积和可靠性要求很苛刻的应用场合，需要一个不依赖微处理器，体积小，集成度高，性能可靠的三项过电流检测电路。【实用新型内容】
[0005]针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种新型三相过流判定电路，其不需要单片机，不容受到干扰，且结构简单可靠。
[0006]本实用新型采用的技术方案为:
[0007]一种三相过流检测电路，包括:
[0008]采集合并电路，用于采样受测母线电流，并将多路电流合并后转换为电压信号输出；
[0009]比较电平电路，用于提供稳定的比较电压；
[0010]比较输出电路，用于将采集合并回路输出的电压与比较电平回路输出的电压进行比较输出。[〇〇11 ] 所述采集合并回路，包括电流互感器CT1、CT2、CT3，电流互感器CT1、CT2、CT3的一个输出端与二极管D8的正极和二极管D7的负极连接，二极管D1的正极和二极管D2的负极与电流互感器CT1的另一个输出端连接，二极管D3的正极和二极管D4的负极与电流互感器CT2 的另一个输出端连接，二极管D5的正极和二极管D6的负极与电流互感器CT3的另一个输出端连接，二极管D1、D3、D5、D8的负极通过并联的功率电阻Rl、R2与大地连接;快速恢复二极管02、04、06、07的正极与大地连接。
[0012]按上述方案，还包括辅助回路，用于防止外部接入电流过大损坏电路并能增强电路抗干扰能力，所述采集合并电路输出电压信号经辅助回路后输入到比较输出电路。
[0013]按上述方案，所述辅助回路包括滤波电路和过流保护电路，输入电压信号经滤波电路后输入过流保护电路。
[0014] 按上述方案，所述滤波电路包括电阻R28,所述电阻R28的一端通过电容C5接地;所述过流保护电路包括并联的二极管D10和电阻R3,所述二极管D10的负极与零欧电阻R24连接，零欧电阻R24的另一端与二极管D11的负极连接，所述电阻R3、电容C5的另一端以及二极管D10、D11的正极均接地。
[0015] 按上述方案，所述比较电平电路输入电压通过两级稳压后，在通过可调电阻调压后输出。
[0016]本新型实现过程如下:采集合并回路，通过CT将三相电流采集后，输入到快速恢复二极管组成的电路中，实现三项电流合并，经过功率电阻R1、R2转换成电压，经过辅助回路输入到比较输出回路，实现三项电流合并转换为单项电压，电压反映三项中最大电流数据。
[0017]本实用新型的有益效果在于:
[0018] 1、采用逻辑电路，实现了三相过电流检测，工艺要求比较低，抗干扰能力强，稳定性好，适合在强电场和磁场环境下长期工作。
[0019] 2、避免了三相分别处理比较模式下电路繁琐复杂和采用微机处理电路易受干扰等缺陷，能以逻辑电路将三相电流合并后，进行一次比较既能得出电流是否超过限制；
[0020] 3、这种三相过电流检测电路，包括主要由电流互感器、整流二极管、电阻组成的采集合并回路，由稳压器、电阻、电容组成的比较电平回路，比较器、电阻组成的比较输出回路，电阻、电容组成的辅助回路；
[0021]4、比较电平电路设置可可调电阻可调整输出电压，扩大了其适用范围；
[0022] 5、辅助回路中设置了零欧电阻，防护效果更佳；
[0023]6、辅助回路能有效防止外部接入电流过大而损坏后续电路或装置；
[0024]7、比较电平电路通过两级稳压后，输出电压更佳稳定。【附图说明】
[0〇25]图1是二相过电流检测电路框图；
[0026] 图2是本新型电路图。【具体实施方式】
[0027]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。[〇〇28]图1、图2示出，本实用新型包括主要由电流互感器、整流二极管、电阻组成的采集合并回路，由稳压器、电阻、电容组成的比较电平回路，比较器、电阻组成的比较输出回路， 电阻、电容组成的辅助回路。[〇〇29]采集合并回路:快速恢复二极管D8的正极和快速恢复二极管D7的负极与电流互感器CT1、CT2、CT3的一个输出端连接，快速恢复二极管D1的正极和快速恢复二极管D2的负极与电流互感器CT1的另一个输出端连接，快速恢复二极管D3的正极和快速恢复二极管D4的负极与电流互感器CT2的另一个输出端连接，快速恢复二极管D5的正极和快速恢复二极管 D6的负极与电流互感器CT3的另一个输出端连接，快速恢复二极管01、03、05、08正极与大地相连;快速恢复二极管〇2、04、06、07的负极、电阻1?28的一端相连，功率电阻1?1、1?2并联一端与所述电路交接点相连，另一端与大地相连;电阻R28另一端、分频薄膜电容C5的一端、稳压二极管D11的负极与电阻R24的一端连接，分频薄膜电容C5的另一端、稳压二极管D11的正极与大地连接；电阻R24的另一端、纯化二极管D11的负极，电阻R3的一端与电阻R10的一端连接，纯化二极管D11的负极、电阻R3的另一端与大地连接;电阻R10的另一端接入比较回路。
[0030] 快速恢复二极管D1?D9型号为1N5061，功率电阻R1、R2型号为RX24-10W-10Q-J， 电阻R10、R28为1K、R3为120K、R23为0,稳压二极管D11型号为P6KE12A，纯化二极管D11型号为BYT52M，分频薄膜电容C5型号为1UF/250VDC。[〇〇31] 本回路通过二极管D1-D8(1N5401)合并成一路电流，通过R1(10Q )和R2(10Q )转换成电压信号，电压信号反映三项中最大电流数据。
[0032]电压信号输入到比较回路中，实现只需一套比较电路；[〇〇33]比较电平回路:稳压器Q2与电阻R4、R5组成稳压电路输出稳定电压给稳压器Q1，稳压器Q1通过开关SW1选择稳压器Q1的接入电阻R16?R22,获得不同的稳定电压。稳压器Q1的输出电压接入电阻R7的一端，R7的另一端与高速开关二极管D9的正极相连，输出稳定的比较电压。稳压器Q1、Q2型号为LM317LZ。[〇〇34]比较输出回路:高速开关二极管D9的负极与比较器U1的比较正相连，电阻R10的另一端与比较器U1的比较负相连，比较器U1输出端连接电阻R33—端，另一端连接高电平，当出现过电流时，输出高电平。比较器型号为LM239N。[〇〇35] 辅助回路:通过稳压管D10(P6KE12A)、二极管D11(BYT52M)防止外部接入电流过大，损坏本装置。通过电阻R28( 1K)电容C5( lUf/250VDC)组成RC滤波电路增强本装置抗扰能力。
【主权项】
1.一种三相过流检测电路，包括:采集合并电路，用于采样受测母线电流，并将多路电流合并后转换为电压信号输出；比 较电平电路，用于提供稳定的比较电压;比较输出电路，用于将采集合并回路输出的电压与 比较电平回路输出的电压进行比较输出，其特征在于:所述采集合并回路，包括电流互感器 〇'1、(^2、(^3，电流互感器(:1'1、(^2、(^3的一个输出端与二极管08的正极和二极管07的负极 连接，二极管D1的正极和二极管D2的负极与电流互感器CT1的另一个输出端连接，二极管D3 的正极和二极管D4的负极与电流互感器CT2的另一个输出端连接，二极管D5的正极和二极 管D6的负极与电流互感器CT3的另一个输出端连接，二极管D1、D3、D5、D8的负极通过并联的 功率电阻R1、R2与大地连接;快速恢复二极管02、04、06、07的正极与大地连接。2.根据权利要求1所述的三相过流检测电路，其特征在于:还包括辅助回路，用于防止 外部接入电流过大损坏电路并能增强电路抗干扰能力，所述采集合并电路输出电压信号经 辅助回路后输入到比较输出电路。3.根据权利要求2所述的三相过流检测电路，其特征在于:所述辅助回路包括滤波电路 和过流保护电路，输入电压信号经滤波电路后输入过流保护电路。4.根据权利要求3所述的三相过流检测电路，其特征在于:所述滤波电路包括电阻R28， 所述电阻R28的一端通过电容C5接地;所述过流保护电路包括并联的二极管D10和电阻R3， 所述二极管D10的负极与零欧电阻R24连接，零欧电阻R24的另一端与二极管D11的负极连 接，所述电阻R3、电容C5的另一端以及二极管D10、D11的正极均接地。5.根据权利要求1所述的三相过流检测电路，其特征在于:所述比较电平电路输入电压 通过两级稳压后，在通过可调电阻调压后输出。
【文档编号】G01R19/165GK205720403SQ201620394204
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】蔡昊, 席运桥, 田应元, 李世智, 许三祥
【申请人】中国船舶重工集团公司第七○研究所, 中国船舶重工集团公司第七一○研究所
【专利摘要】本实用新型涉及一种三相过流检测电路，用于采样受测母线电流，并将多路电流合并后转换为电压信号输出；比较电平电路，用于提供稳定的比较电压；比较输出电路，用于将采集合并回路输出的电压与比较电平回路输出的电压进行比较输出。本实用新型的有益效果在于采用逻辑电路，实现了三相过电流检测，工艺要求比较低，抗干扰能力强，稳定性好，适合在强电场和磁场环境下长期工作，避免了三相分别处理比较模式下电路繁琐复杂和采用微机处理电路易受干扰等缺陷，能以逻辑电路将三相电流合并后，进行一次比较既能得出电流是否超过限制。
【专利说明】
一种三相过流检测电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及三相过电流检测电路，主要应用于中低压电力系统弧光保护领域的三相过电流判定，对系统因短路、过载而发生过流的情况起到检测作用。【背景技术】
[0002]弧光保护在现代智能电网中的应用越来越广泛，弧光保护中对于三相过电流的判定，仅需要得知电流最大相的电流是否超过动作电流，并且需要检测电路具有小型化，简单化，抗干扰能力强等特点。
[0003]三相过电流检测在很多领域都有应用，一般采用三相采集后，依赖微处理器进行计算、判定。这一方式的优点在于，可以得知各相的相位与大小，缺点在于相较于逻辑器件， 单片机系统极易受干扰，尤其是当弧光故障发生时，区域内的磁场和电场强度急剧升高，对采用单片机系统而言将是极大的考验。或者采用逻辑电路分别比较三相电流大小，在将结果进行或运算，输出检测结果。这一方法优点在于，避免了单片机系统极易受干扰的缺点， 缺点在于需要三组比较电路，电路较为复杂。
[0004]因此在某些对于过电流检测电路体积和可靠性要求很苛刻的应用场合，需要一个不依赖微处理器，体积小，集成度高，性能可靠的三项过电流检测电路。【实用新型内容】
[0005]针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种新型三相过流判定电路，其不需要单片机，不容受到干扰，且结构简单可靠。
[0006]本实用新型采用的技术方案为:
[0007]一种三相过流检测电路，包括:
[0008]采集合并电路，用于采样受测母线电流，并将多路电流合并后转换为电压信号输出；
[0009]比较电平电路，用于提供稳定的比较电压；
[0010]比较输出电路，用于将采集合并回路输出的电压与比较电平回路输出的电压进行比较输出。[〇〇11 ] 所述采集合并回路，包括电流互感器CT1、CT2、CT3，电流互感器CT1、CT2、CT3的一个输出端与二极管D8的正极和二极管D7的负极连接，二极管D1的正极和二极管D2的负极与电流互感器CT1的另一个输出端连接，二极管D3的正极和二极管D4的负极与电流互感器CT2 的另一个输出端连接，二极管D5的正极和二极管D6的负极与电流互感器CT3的另一个输出端连接，二极管D1、D3、D5、D8的负极通过并联的功率电阻Rl、R2与大地连接;快速恢复二极管02、04、06、07的正极与大地连接。
[0012]按上述方案，还包括辅助回路，用于防止外部接入电流过大损坏电路并能增强电路抗干扰能力，所述采集合并电路输出电压信号经辅助回路后输入到比较输出电路。
[0013]按上述方案，所述辅助回路包括滤波电路和过流保护电路，输入电压信号经滤波电路后输入过流保护电路。
[0014] 按上述方案，所述滤波电路包括电阻R28,所述电阻R28的一端通过电容C5接地;所述过流保护电路包括并联的二极管D10和电阻R3,所述二极管D10的负极与零欧电阻R24连接，零欧电阻R24的另一端与二极管D11的负极连接，所述电阻R3、电容C5的另一端以及二极管D10、D11的正极均接地。
[0015] 按上述方案，所述比较电平电路输入电压通过两级稳压后，在通过可调电阻调压后输出。
[0016]本新型实现过程如下:采集合并回路，通过CT将三相电流采集后，输入到快速恢复二极管组成的电路中，实现三项电流合并，经过功率电阻R1、R2转换成电压，经过辅助回路输入到比较输出回路，实现三项电流合并转换为单项电压，电压反映三项中最大电流数据。
[0017]本实用新型的有益效果在于:
[0018] 1、采用逻辑电路，实现了三相过电流检测，工艺要求比较低，抗干扰能力强，稳定性好，适合在强电场和磁场环境下长期工作。
[0019] 2、避免了三相分别处理比较模式下电路繁琐复杂和采用微机处理电路易受干扰等缺陷，能以逻辑电路将三相电流合并后，进行一次比较既能得出电流是否超过限制；
[0020] 3、这种三相过电流检测电路，包括主要由电流互感器、整流二极管、电阻组成的采集合并回路，由稳压器、电阻、电容组成的比较电平回路，比较器、电阻组成的比较输出回路，电阻、电容组成的辅助回路；
[0021]4、比较电平电路设置可可调电阻可调整输出电压，扩大了其适用范围；
[0022] 5、辅助回路中设置了零欧电阻，防护效果更佳；
[0023]6、辅助回路能有效防止外部接入电流过大而损坏后续电路或装置；
[0024]7、比较电平电路通过两级稳压后，输出电压更佳稳定。【附图说明】
[0〇25]图1是二相过电流检测电路框图；[0026] 图2是本新型电路图。【具体实施方式】
[0027]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。[〇〇28]图1、图2示出，本实用新型包括主要由电流互感器、整流二极管、电阻组成的采集合并回路，由稳压器、电阻、电容组成的比较电平回路，比较器、电阻组成的比较输出回路， 电阻、电容组成的辅助回路。[〇〇29]采集合并回路:快速恢复二极管D8的正极和快速恢复二极管D7的负极与电流互感器CT1、CT2、CT3的一个输出端连接，快速恢复二极管D1的正极和快速恢复二极管D2的负极与电流互感器CT1的另一个输出端连接，快速恢复二极管D3的正极和快速恢复二极管D4的负极与电流互感器CT2的另一个输出端连接，快速恢复二极管D5的正极和快速恢复二极管 D6的负极与电流互感器CT3的另一个输出端连接，快速恢复二极管01、03、05、08正极与大地相连;快速恢复二极管〇2、04、06、07的负极、电阻1?28的一端相连，功率电阻1?1、1?2并联一端与所述电路交接点相连，另一端与大地相连;电阻R28另一端、分频薄膜电容C5的一端、稳压二极管D11的负极与电阻R24的一端连接，分频薄膜电容C5的另一端、稳压二极管D11的正极与大地连接；电阻R24的另一端、纯化二极管D11的负极，电阻R3的一端与电阻R10的一端连接，纯化二极管D11的负极、电阻R3的另一端与大地连接;电阻R10的另一端接入比较回路。
[0030] 快速恢复二极管D1?D9型号为1N5061，功率电阻R1、R2型号为RX24-10W-10Q-J， 电阻R10、R28为1K、R3为120K、R23为0,稳压二极管D11型号为P6KE12A，纯化二极管D11型号为BYT52M，分频薄膜电容C5型号为1UF/250VDC。[〇〇31] 本回路通过二极管D1-D8(1N5401)合并成一路电流，通过R1(10Q )和R2(10Q )转换成电压信号，电压信号反映三项中最大电流数据。
[0032]电压信号输入到比较回路中，实现只需一套比较电路；[〇〇33]比较电平回路:稳压器Q2与电阻R4、R5组成稳压电路输出稳定电压给稳压器Q1，稳压器Q1通过开关SW1选择稳压器Q1的接入电阻R16?R22,获得不同的稳定电压。稳压器Q1的输出电压接入电阻R7的一端，R7的另一端与高速开关二极管D9的正极相连，输出稳定的比较电压。稳压器Q1、Q2型号为LM317LZ。[〇〇34]比较输出回路:高速开关二极管D9的负极与比较器U1的比较正相连，电阻R10的另一端与比较器U1的比较负相连，比较器U1输出端连接电阻R33—端，另一端连接高电平，当出现过电流时，输出高电平。比较器型号为LM239N。[〇〇35] 辅助回路:通过稳压管D10(P6KE12A)、二极管D11(BYT52M)防止外部接入电流过大，损坏本装置。通过电阻R28( 1K)电容C5( lUf/250VDC)组成RC滤波电路增强本装置抗扰能力。
【主权项】
1.一种三相过流检测电路，包括:采集合并电路，用于采样受测母线电流，并将多路电流合并后转换为电压信号输出；比 较电平电路，用于提供稳定的比较电压;比较输出电路，用于将采集合并回路输出的电压与 比较电平回路输出的电压进行比较输出，其特征在于:所述采集合并回路，包括电流互感器 〇'1、(^2、(^3，电流互感器(:1'1、(^2、(^3的一个输出端与二极管08的正极和二极管07的负极 连接，二极管D1的正极和二极管D2的负极与电流互感器CT1的另一个输出端连接，二极管D3 的正极和二极管D4的负极与电流互感器CT2的另一个输出端连接，二极管D5的正极和二极 管D6的负极与电流互感器CT3的另一个输出端连接，二极管D1、D3、D5、D8的负极通过并联的 功率电阻R1、R2与大地连接;快速恢复二极管02、04、06、07的正极与大地连接。2.根据权利要求1所述的三相过流检测电路，其特征在于:还包括辅助回路，用于防止 外部接入电流过大损坏电路并能增强电路抗干扰能力，所述采集合并电路输出电压信号经 辅助回路后输入到比较输出电路。3.根据权利要求2所述的三相过流检测电路，其特征在于:所述辅助回路包括滤波电路 和过流保护电路，输入电压信号经滤波电路后输入过流保护电路。4.根据权利要求3所述的三相过流检测电路，其特征在于:所述滤波电路包括电阻R28， 所述电阻R28的一端通过电容C5接地;所述过流保护电路包括并联的二极管D10和电阻R3， 所述二极管D10的负极与零欧电阻R24连接，零欧电阻R24的另一端与二极管D11的负极连 接，所述电阻R3、电容C5的另一端以及二极管D10、D11的正极均接地。5.根据权利要求1所述的三相过流检测电路，其特征在于:所述比较电平电路输入电压 通过两级稳压后，在通过可调电阻调压后输出。
【文档编号】G01R19/165GK205720403SQ201620394204
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】蔡昊, 席运桥, 田应元, 李世智, 许三祥
【申请人】中国船舶重工集团公司第七○研究所, 中国船舶重工集团公司第七一○研究所
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