低压电器晶闸管保护装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种低压电器晶闸管保护装置。其技术方案是：包括直流电源、过压保护电路、欠压保护电路、稳压控制电路、停电自锁电路和漏电保护电路，所述的直流电源由自耦变压器T、整流桥堆QL、滤波电容C1、稳压集成块LM7812组成，稳压集成块LM7812的输出端提供电源，把过压保护电路的继电器的常闭节点KM1、欠压保护电路的继电器的常开节点KM2、停电自锁电路的继电器的常开接点KM42、漏电保护电路的继电器的常闭节点KM5通过稳压控制电路的继电器转换接点KM3串联接入输出插座CZ的火线中。有益效果是：本实用新型集稳压、过欠压保护、漏电保护及停电自锁为一体，全方位保护低压用电设备及人身安全，避免用电设备损坏，把经济损失降到最低。
【专利说明】低压电器晶闸管保护装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种晶闸管保护装置，特别涉及一种低压电器晶闸管保护装置。【背景技术】
[0002]随着我国经济建设的蓬勃发展，社会对电力资源的需求日益增长，用户对电力系统的要求也越来越高。供电的可靠性和稳定性已经成为保障经济增长和满足用户需求的重要问题。保障供电的稳定性也是改善内外部投资环境、满足人民日益增长的生活水平以及提升综合国力的重要体现。电压稳定性破坏的原因研究认为，电压崩溃日趋严重的主要原因有以下几点:一是由于经济上及其它方面(如环保)的考虑，发、输电设备使用的强度日益接近极限值，二是并联电容无功补偿大量增加，因而当电压下降时，向电网提供的无功功率按电压平方下降，三是线路或设备的投切，引起电压波动的可能性往往比三相短路情况要大得多。电力系统稳定问题的物理本质是系统中功率平衡问题，电力系统运行的前提是必须存在一个平衡点。电力系统的稳定问题，直观的讲也就是负荷母线上的节点功率平衡问题。当节点提供的无功功率与负荷消耗的无功功率之间能够达成此种平衡，且平衡点具有抑制扰动而维持负荷母线电压的能力，电力系统即是电压稳定的，反之倘若系统无法维持这种平衡，就会引起系统电压的不断下降。另外，由于1、大负荷用户的存在，比如工厂用电的开机和停机的时候就会对电网造成冲击，造成电压不稳；2、输配电网络中的故障，如短路、断路、接地还有继电保护开关动作，都会造成电网电压不稳；3、电网中无功功率消耗太多补偿不够，也会造成电压跌落；4、还有发电厂，尤其是现在新能源的出现，例如风力发电和太阳能发电设备的投切，当风速条件不够的时候，风电场就会退出电网，不能向电网供电了，也会对电网造成影响，电压也会不稳定。还有电网遭受雷击，也会造成供电电压不稳定，造成用电设备损坏。为此研制一种切实有效的低压电器保护装置，避免用电设备损坏，把经济损失降到最低，是每位电力技术人员的责任。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种低压电器晶闸管保护装置，该装置集稳压、过欠压保护、漏电保护及停电自锁为一体，全方位保护低压用电设备及人身安全。
[0004]其技术方案是:包括直流电源、过压保护电路、欠压保护电路、稳压控制电路、停电自锁电路和漏电保护电路，所述的直流电源由自耦变压器T、整流桥堆QL、滤波电容Cl、稳压集成块LM7812组成，自耦变压器T的输入端通过电源总开关S连接220V电源，输出端的一路通过整流桥堆QL和滤波电容Cl连接到稳压集成块LM7812，输出端的第二路连接到漏电保护电路；稳压集成块LM7812的输出端为过压保护电路、欠压保护电路、稳压控制电路、停电自锁电路提供电源，所述的过压保护电路由电阻Rl、电阻R2、电位器Wl、继电器KMl、晶闸管SURl、续流二极管V1、电容C2连接组成，晶闸管SURl的触发电极通过电阻R2连接到电位器W1，晶闸管SURl的阳极连接到继电器KMl ;所述的漏电保护电路由电阻R7、电阻R8、二极管V4、二极管V5、发光管LED、光耦H、晶闸管SUR4、继电器KM5组成，输出插座CZ的的接地端通过电阻R7、二极管V4和发光管LED连接到光耦H，光耦H的输出端连接到继电器KM5 ;把过压保护电路的继电器的常闭节点KM1、欠压保护电路的继电器的常开节点KM2、停电自锁电路的继电器的常开接点KM42、漏电保护电路的继电器的常闭节点KM5通过稳压控制电路的继电器转换接点KM3串联接入输出插座CZ的火线中。
[0005]上述的欠压保护电路由电阻R3、电阻R4、电位器W2、继电器KM2、晶闸管SUR2、续流二极管V2、电容C3组成，晶闸管SUR2的触发电极通过电阻R4连接到电位器W2，晶闸管SUR2的阳极连接到继电器KM2。
[0006]上述的稳压控制电路由电阻R5、电阻R6、电位器W3、继电器KM3、晶闸管SUR3、续流二极管V3、电容C4组成，晶闸管SUR3的触发电极通过电阻R6连接到电位器W3，晶闸管SUR3的阳极连接到继电器KM3。
[0007]上述的停电自锁电路由继电器KM4与启动按钮QA连接组成。
[0008]本实用新型的有益效果是:采用大容量自耦变压器实现电路的功能，集稳压、过欠压保护、漏电保护及停电自锁为一体，全方位保护低压用电设备及人身安全，避免用电设备损坏，把经济损失降到最低。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]附图1是本实用新型的电路连接图；
[0010]附图2是本实用新型的外形图；
[0011]上图中:电阻R1、电阻R2、电位器W1、继电器KM1、晶闸管SUR1、续流二极管V1、电容C2 ;电阻R3、电阻R4、电位器W2、继电器KM2、晶闸管SUR2、续流二极管V2、电容C3 ;电阻R5、电阻R6、电位器W3、继电器KM3、晶闸管SUR3、续流二极管V3、电容C4 ;继电器KM4、启动按钮QA ;电阻R7、电阻R8、二极管V4、二极管V5、发光管LED、光耦H、晶闸管SUR4、继电器KM5 ；自耦变压器T、整流桥堆QL、滤波电容Cl、稳压集成块LM7812、电源总开关S、插座CZ。
【具体实施方式】
[0012]结合附图1-2，对本实用新型作进一步的描述:
[0013]本实用新型包括直流电源、过压保护电路、欠压保护电路、稳压控制电路、停电自锁电路和漏电保护电路，所述的直流电源由自耦变压器T、整流桥堆QL、滤波电容Cl、稳压集成块LM7812组成，自耦变压器T的输入端通过电源总开关S连接220V电源，输出端的一路通过整流桥堆QL和滤波电容Cl连接到稳压集成块LM7812，输出端的第二路连接到漏电保护电路；稳压集成块LM7812的输出端为过压保护电路、欠压保护电路、稳压控制电路、停电自锁电路提供电源，所述的过压保护电路由电阻Rl、电阻R2、电位器Wl、继电器KMl、晶闸管SURl、续流二极管V1、电容C2连接组成，晶闸管SURl的触发电极通过电阻R2连接到电位器W1，晶闸管SURl的阳极连接到继电器KMl ;所述的漏电保护电路由电阻R7、电阻R8、二极管V4、二极管V5、发光管LED、光耦H、晶闸管SUR4、继电器KM5组成，输出插座CZ的的接地端通过电阻R7、二极管V4和发光管LED连接到光耦H，光耦H的输出端连接到继电器KM5 ;把过压保护电路的继电器的常闭节点KM1、欠压保护电路的继电器的常开节点KM2、停电自锁电路的继电器的常开接点KM42、漏电保护电路的继电器的常闭节点KM5通过稳压控制电路的继电器转换接点KM3串联接入输出插座CZ的火线中。
[0014]其中，欠压保护电路由电阻R3、电阻R4、电位器W2、继电器KM2、晶闸管SUR2、续流二极管V2、电容C3组成，晶闸管SUR2的触发电极通过电阻R4连接到电位器W2，晶闸管SUR2的阳极连接到继电器KM2。
[0015]稳压控制电路由电阻R5、电阻R6、电位器W3、继电器KM3、晶闸管SUR3、续流二极管V3、电容C4组成，晶闸管SUR3的触发电极通过电阻R6连接到电位器W3，晶闸管SUR3的阳极连接到继电器KM3。
[0016]停电自锁电路由继电器KM4与启动按钮QA连接组成；电阻R1、电位器W1、电阻R3、电位器W2、电阻R5、电位器W3分别是过压、欠压、稳压电路的取样电路，电路中T为大容量的自耦变压器。
[0017]电路性能指标:
[0018]1、稳压范围:198V240V ；
[0019]2、过压动作值:245V ;
[0020]3、欠压动作值:150V ;
[0021]4、漏电流动作值:1mA
[0022]5、切断负荷电流值:10A。
[0023]本实用新型的电路工作过程如下:合上电源总开关S，市电220V电源加到自耦变压器T输入端，输出端抽头I的交流电经整流桥堆QL整流、Cl滤波、稳压集成块LM7812稳压后为后续的电子电路提供一个稳定的12V直流电压。
[0024]1、稳压功能的实现:自耦变压器T输出端抽头I为220V (和输入端是1:1变比)，当输入电压在198V — 240V (正负10%)正常范围内时，稳压电路中的继电器KM3动作吸合(调电位器W3)，其常开接点KM3闭合，接自耦变压器I端。如果输入电压降低至190V，整流输出的电压(亦即电容Cl两端的电压)也下降，使取样电路R5 W3上的电压也下降，电位器W3上的分压也下降，晶闸管SUR3触发极电压降低，在交流过零时关断，继电器KM3返回，常闭接点KM3接通自耦变压器2端，增加输出绕组匝数，进行升压使输出电压回到220V，实现稳压功能。
[0025]2、欠压保护功能实现:如果电源电压大幅度下降低到150V时，虽然此前电源电压下降时通过增加输出绕组匝数提高了 30V输出电压，但输出电压由于电源电压下降太多仍达不到198V的合格用电范围。所以，欠压取样电路R3 W2上的电压也随之大幅下降，电位器W2上的分压下降，它所接的晶闸管SUR2触发极电压下降，当低于它的触发电压，并且在交流电过零时，SUR2关断，它的阳极接的继电器KM2失电返回，其常开接点KM2断开输出插座CZ，切断低压电器的电源，防止电器损坏，实现欠压保护功能。
[0026]3、过压保护功能实现:当电源电压由240V升高到245V时，超出合格用电范围，过压保护取样电路Rl Wl上的电压也相应大幅升高，当达到晶闸管SURl触发极电压时，SURl导通，阳极接的继电器KMl得电动作吸合，其常闭节点KMl断开，切断插座CZ电源，使用电器免于高电压烧毁。此时，虽然稳压电路晶闸管SUR3已导通，继电器KM3已吸合，常开接点接自耦变压器抽头I位置，但输出电压也升高到245V(因为该抽头是1:1变比)，已超出稳压范围，所以必须切断输出电源。
[0027]4、停电自锁功能实现:当电网停电时，整个电路无电，自锁继电器KM4失电返回，其常开接点KM41、KM42断开。当再来电时，虽然电路有直流电源，但由于没有按下启动按钮QA，继电器KM4得不到直流电源不动作，其常开接点KM42断开，切断输出电路，使输出插座无电，实现自锁功能。此时只有按下启动按钮QA，继电器KM4得电动作吸合，常开接点KM41闭合，实现自保持，另一对常开接点KM42闭合，接通输出电源，用电器再工作。
[0028]5、漏电保护功能实现:当火线电压漏电到用电器外壳，而且用电器外壳接地并不良好时，或者火线有漏电到地时，因为有漏电阻，所以漏电流并不很大，不足以把二次熔断器RD熔断，此时，漏电流通过电阻R7、V4、LED加到光耦H上，光耦导通，触发晶闸管SUR4，使其导通，继电器KM5加电动作吸合，其常闭接点KM51断开用电器输出电源，保证人身安全。同时常开接点KM52闭合，继电器KM5实现自保持，防止漏电故障切除后继电器反复动作。只有把漏电故障彻底处理后，按下复位按钮FA，电路重新供电。
[0029]总之，当输入电压在198V — 242V (正负10%)正常范围内且无漏电时，过压保护电路不动作，常闭接点KMl闭合；欠压保护电路动作，常开接点KM2闭合；稳压电路动作，常开接点KM3闭合接通自耦变压器T抽头I端。即继电器接点KM1、KM2、KM42、KM5全闭合，接通低压电器插座CZ，用电器正常工作。它们的动作情况通过调节各自的电位器Wl、W2、W3解决。
[0030]电路中的电容C2、C3、C4用于消除晶闸管的触发电压在临界值时继电器动作的抖动。二极管V1、V2、V3是继电器KM1、KM2、KM3的续流二极管，防止继电器线圈产生的反电动势损坏晶闸管，为线圈提供一个泄流通路。熔断器RD1、RD2用于自耦变压器和输出端负载短路故障时的过流保护。电路中的继电器全部选用12V、接点容量大于IOA的。
【权利要求】
1.一种低压电器晶闸管保护装置，其特征是:包括直流电源、过压保护电路、欠压保护电路、稳压控制电路、停电自锁电路和漏电保护电路，所述的直流电源由自耦变压器T、整流桥堆QL、滤波电容Cl、稳压集成块LM7812组成，自耦变压器T的输入端通过电源总开关S连接220V电源，输出端的一路通过整流桥堆QL和滤波电容Cl连接到稳压集成块LM7812，输出端的第二路连接到漏电保护电路；稳压集成块LM7812的输出端为过压保护电路、欠压保护电路、稳压控制电路、停电自锁电路提供电源，所述的过压保护电路由电阻R1、电阻R2、电位器Wl、继电器KMl、晶闸管SURl、续流二极管Vl、电容C2连接组成，晶闸管SURl的触发电极通过电阻R2连接到电位器W1，晶闸管SURl的阳极连接到继电器KMl ;所述的漏电保护电路由电阻R7、电阻R8、二极管V4、二极管V5、发光管LED、光耦H、晶闸管SUR4、继电器KM5组成，输出插座CZ的的接地端通过电阻R7、二极管V4和发光管LED连接到光耦H，光耦H的输出端连接到继电器KM5 ;把过压保护电路的继电器的常闭节点KM1、欠压保护电路的继电器的常开节点KM2、停电自锁电路的继电器的常开接点KM42、漏电保护电路的继电器的常闭节点KM5通过稳压控制电路的继电器转换接点KM3串联接入输出插座CZ的火线中。
2.根据权利要求1所述的低压电器晶闸管保护装置，其特征是:所述的欠压保护电路由电阻R3、电阻R4、电位器W2、继电器KM2、晶闸管SUR2、续流二极管V2、电容C3组成，晶闸管SUR2的触发电极通过电阻R4连接到电位器W2，晶闸管SUR2的阳极连接到继电器KM2。
3.根据权利要求1所述的低压电器晶闸管保护装置，其特征是:所述的稳压控制电路由电阻R5、电阻R6、电位器W3、继电器KM3、晶闸管SUR3、续流二极管V3、电容C4组成，晶闸管SUR3的触发电极通过电阻R6连接到电位器W3，晶闸管SUR3的阳极连接到继电器KM3。
4.根据权利要求1所述的低压电器晶闸管保护装置，其特征是:所述的停电自锁电路由继电器KM4与启动按钮QA连接组成。
【文档编号】H02H3/24GK203761023SQ201420136203
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2014年3月25日
【发明者】袁玉英, 王汝香, 杨凯, 郝玉莲, 李志娥 申请人:袁玉英