配电短路保护装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种配电短路保护装置，包括：检测电压源E1、母线电压输入端、负载功率输出端、上电脉冲输入端、断电脉冲输入端、电源VCC、继电器K1、继电器K2、减法电路、比较器U2、基准电压源U3、D触发器U7、电阻R1、电阻R6、三极管Q、电容C、反相器U4、反相器U5。通过本实用新型，当需要给负载上电时，在上电脉冲输入端输入一个正脉冲，如果负载发生短路，将不执行上电命令；当需要给负载断电时，在断电脉冲输入端输入一个正脉冲，负载断电。
【专利说明】配电短路保护装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电力电子【技术领域】，具体涉及配电短路保护装置。
【背景技术】
[0002] 随着国民经济的快速发展，社会对电力的需求不断增加，带动了电力系统的不断 发展，电力系统之间的互联规模越来越大，短路故障对电力系统能够及其相连的电气设备 的破坏性也越来越大。
[0003] 配电器是供电的载体，其稳定性和安全性直接关系到用电设备的供电安全，具有 重要的经济和社会意义。目前，通常采用断路器对短路电流全额开断，其不足之处是，在负 载短路的情况下，从配电器给负载加额定电压到过流保护断开负载电压的过程中，会形成 很强的电流冲击，对回路中的用电设备以及母线上的其他用电设备造成不利影响。
[0004] 经检索发现，申请号为201120262359.8的中国实用新型提供了一种输配电线路 短路接地故障检测设备，该检测设备包括：线路电流跟踪及转化电路，将线路电流信号转化 成直流电压信号；线路电流检测电路，对直流电压信号进行突变状态的判断以及对线路电 流突变前后的线路电流值进行采样；微处理器电路，配置用于：当出现突变状态时，计算突 变前后的电流值，并在If/I〇 > Ri的情况下依据该突变的变比率判断短路故障，其中If、 IO分别是突变后和突变前的线路电流，Ri是变比率常数。
[0005] 但是该实用新型的主要特征在于在线跟踪电网上的电流变化配电线路短路接地 故障检测设备率，以此来判断电网上是否发生短路故障。但是其不能避免负载短路时直接 将负载连接到母线的情况下，负载加上母线电压时给回路中的用电设备以及母线上的其他 用电设备造成的不利影响。 实用新型内容
[0006] 针对现有技术的不足之处，本实用新型提供一种配电短路保护装置。
[0007] 根据本实用新型提供的一种配电短路保护装置，包括：检测电压源E1、母线电压 输入端、负载功率输出端、上电脉冲输入端、断电脉冲输入端、电源VCC、继电器K1、继电器 K2、减法电路、比较器U2、基准电压源U3、D触发器U7、电阻R1、电阻R6、三极管Q、电容C、反 相器U4、反相器U5 ;
[0008] 继电器Kl的开关端触点分别连接至母线电压输入端、负载功率输出端；
[0009] 继电器K2的开关端触点分别连接至检测电压源E1、负载功率输出端；
[0010] 继电器K2的开关端触点与检测电压源El之间连接有电阻Rl ;
[0011] 减法电路将电阻Rl两端电压采集并送至比较器U2的反相输入端；
[0012] 基准电压源U3连接至比较器U2的同相输入端；
[0013] 比较器U2的输出端连接至D触发器U7的D输入端；
[0014] 上电脉冲输入端通过反相器U4连接至D触发器U7的时钟信号输入端CP ;
[0015] 上电脉冲输入端连接继电器K2的线包的一端；
[0016] 继电器K2的线包的另一端接地；
[0017] 断电脉冲输入端通过反相器U5连接至D触发器U7的清零端CLR ;
[0018] D触发器U7的泛输出端连接至三极管Q的基极；
[0019] 电源VCC通过电阻R6分别连接三极管Q的集电极、电容C的一端、继电器Kl的线 包的一端；
[0020] 三极管Q的发射极、电容C的另一端、继电器Kl的线包的另一端均接地。
[0021] 优选地，所述减法电路包括放大器U1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5 ;
[0022] 电阻Rl连接检测电压源El的一端通过电阻R2连接至放大器Ul的反相输入端；
[0023] 电阻Rl连接继电器Κ2开关触点的一端通过电阻R3连接至放大器Ul的同相输出 端；
[0024] 放大器Ul的同相输入端通过电阻R5接地；
[0025] 放大器Ul的反相输入端通过电阻R4连接至放大器Ul的输出端；
[0026] 放大器Ul的输出端连接至比较器U2的反相输入端。
[0027] 与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
[0028] 当需要给负载上电时，在上电脉冲输入端输入一个正脉冲，如果负载发生短路，将 不执行上电命令；当需要给负载断电时，在断电脉冲输入端输入一个正脉冲，负载断电。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特 征、目的和优点将会变得更明显：
[0030] 图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的 技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领 域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。 这些都属于本实用新型的保护范围。
[0032] 如图1所示，根据本实用新型提供的配电短路保护装置，包括：检测电压源Ε1、母 线电压输入端、负载功率输出端、上电脉冲输入端、断电脉冲输入端、电源VCC、继电器Κ1、 继电器Κ2、减法电路、比较器U2、基准电压源U3、D触发器U7、电阻R1、电阻R6、三极管Q、电 容C、反相器U4、反相器U5 ;
[0033] 继电器Kl的开关端触点分别连接至母线电压输入端、负载功率输出端；
[0034] 继电器K2的开关端触点分别连接至检测电压源E1、负载功率输出端；
[0035] 继电器K2的开关端触点与检测电压源El之间连接有电阻Rl ;
[0036] 减法电路将电阻Rl两端电压采集并送至比较器U2的反相输入端；
[0037] 基准电压源U3连接至比较器U2的同相输入端；
[0038] 比较器U2的输出端连接至D触发器U7的D输入端；
[0039] 上电脉冲输入端通过反相器U4连接至D触发器U7的时钟信号输入端CP ;
[0040] 上电脉冲输入端连接继电器K2的线包的一端；
[0041] 继电器K2的线包的另一端接地；
[0042] 断电脉冲输入端通过反相器U5连接至D触发器U7的清零端CLR ;
[0043] D触发器U7的泛输出端连接至三极管Q的基极；
[0044] 电源VCC通过电阻R6分别连接三极管Q的集电极、电容C的一端、继电器Kl的线 包的一端；
[0045] 三极管Q的发射极、电容C的另一端、继电器Kl的线包的另一端均接地。
[0046] 其中，所述减法电路包括放大器U1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5 ;
[0047] 电阻Rl连接检测电压源El的一端通过电阻R2连接至放大器Ul的反相输入端；
[0048] 电阻Rl连接继电器Κ2开关触点的一端通过电阻R3连接至放大器Ul的同相输出 端；
[0049] 放大器Ul的同相输入端通过电阻R5接地；
[0050] 放大器Ul的反相输入端通过电阻R4连接至放大器Ul的输出端；
[0051] 放大器Ul的输出端连接至比较器U2的反相输入端。
[0052] 进一步地，当需要给负载上电时，在上电脉冲输入端输入一个正脉冲，如果负载发 生短路，将不执行上电命令；当需要给负载断电时，在断电脉冲输入端输入一个正脉冲，负 载断电。
[0053] 工作原理具体为：当上电脉冲输入端为正逻辑时，继电器Κ2加电，导致其触点闭 合，检测电压源El经过电阻Rl和闭合的Kl继电器触点给负载上电。同时，R2、R3、R4、R5 和运算放大器Ul构成减法电路，其将电阻Rl两端电压取出，送到比较器U2的反相输入端。 该电压与由同相输入端接入的基准电压源U3产生的基准电压比较，比较后的正负逻辑电 压送往D触发器U7的D输入端。
[0054] 当上电脉冲输入端的电压出现由正逻辑电压向负逻辑电压跳变时，D触发器将D 输入端的电压锁存，取反后在其Q输出端输出，同时继电器Κ2线包失电，Κ2触点打开。
[0055] 如果D触发器的^端输出负逻辑电压，三极管Q将关断，+5V电源VCC通过电阻R6 给电容C充电，继电器Kl线包将缓慢加电，Kl触点闭合，负载与母线相连。
[0056] 如果D触发器的^瑞输出正逻辑电压，继电器Kl保持失电状态不变。当断电脉冲 输入为正逻辑时，经过反相器U5输出到D触发器的CLR端时为负逻辑，D触发器清零，ξ端 输出为正逻辑电压，三极管Q开通，Kl线包失电，Kl触点打开，负载与母线断开。
[0057] 其中，检测电压源El可选Interpoint的VI-200系列的产品，运算放大器Ul可选 用LT1002芯片，比较器U2可选用LM339芯片，可调基准电压源U3可选用TL431芯片，反相 器U4、U5可选用7416芯片，D触发器U7可选用7474芯片，继电器KU Κ2可选用霍尼韦尔 的 CRH-2C-DC24V 产品
[0058] 以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局 限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改， 这并不影响本实用新型的实质内容。
【权利要求】
1. 一种配电短路保护装置，其特征在于，包括：检测电压源EU母线电压输入端、负载 功率输出端、上电脉冲输入端、断电脉冲输入端、电源VCC、继电器Kl、继电器K2、减法电路、 比较器U2、基准电压源U3、D触发器U7、电阻R1、电阻R6、三极管Q、电容C、反相器U4、反相 器U5 ; 继电器Kl的开关端触点分别连接至母线电压输入端、负载功率输出端； 继电器K2的开关端触点分别连接至检测电压源E1、负载功率输出端； 继电器K2的开关端触点与检测电压源El之间连接有电阻Rl ; 减法电路将电阻Rl两端电压采集并送至比较器U2的反相输入端； 基准电压源U3连接至比较器U2的同相输入端； 比较器U2的输出端连接至D触发器U7的D输入端； 上电脉冲输入端通过反相器U4连接至D触发器U7的时钟信号输入端CP ; 上电脉冲输入端连接继电器K2的线包的一端； 继电器K2的线包的另一端接地； 断电脉冲输入端通过反相器U5连接至D触发器U7的清零端CLR ; D触发器U7的尽输出端连接至三极管Q的基极； 电源VCC通过电阻R6分别连接三极管Q的集电极、电容C的一端、继电器Kl的线包的 一端； 三极管Q的发射极、电容C的另一端、继电器Kl的线包的另一端均接地。
2. 根据权利要求1所述的配电短路保护装置，其特征在于，所述减法电路包括放大器 U1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5 ; 电阻Rl连接检测电压源El的一端通过电阻R2连接至放大器Ul的反相输入端； 电阻Rl连接继电器K2开关触点的一端通过电阻R3连接至放大器Ul的同相输出端； 放大器Ul的同相输入端通过电阻R5接地； 放大器Ul的反相输入端通过电阻R4连接至放大器Ul的输出端； 放大器Ul的输出端连接至比较器U2的反相输入端。
【文档编号】H02H3/08GK204190351SQ201420707757
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】铁琳, 闫奎, 莫凡, 苏永新, 韩佳鑫 申请人:上海卫星工程研究所