电源系统开关设备综合监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及智能监测技术领域，具体的，涉及电源系统开关设备综合监测装置。


背景技术：

2.在电子、电力、仪表、自动控制等开关设备中，往往需要监测判断电源系统的相序是否存在欠压或过压的现象。如果产生欠压或过压衡现象的时候就要及时采取相应措施，否则开关设备将无法正常工作，甚至可能损坏开关设备，将会造成很大的损失，这时就有必要采取措施进行欠压和过压现象监测。
3.目前，针对电源系统三相电的欠压和过压监测电路，大多采用一相或者多相中的电流作为取样信号，这种监测电路必须在电源系统与负载形成回路电流以后才能有效输出，而不能直接根据电源系统中的电压做出反应，并且传统的监测电路的功耗较大，成本高。


技术实现要素：

4.本实用新型提出电源系统开关设备综合监测装置，解决了现有技术中监测电路不能直接监测电源系统的电压的问题。
5.本实用新型的技术方案如下：
6.电源系统开关设备综合监测装置，包括主控电路、无线通信单元和三路监测单元，所述三路监测单元分别用于监测电源系统的三相电，任一所述监测单元包括峰值检波电路、过压监测电路和欠压监测电路，所述峰值检波电路的输入端连接电源系统的三相电，所述峰值检波电路的输出端连接所述过压监测电路和所述欠压监测电路的输入端，所述过压监测电路和所述欠压监测电路的输出端连接所述主控电路，所述主控电路借助无线通信单元与监测终端远程通讯。
7.进一步，本实用新型中所述峰值检波电路包括电阻r10、运放u3、二极管d3和运放u4，所述运放u3的同相输入端通过所述电阻r10连接电源系统，所述运放u3的输出端连接所述二极管d3的阳极，所述二极管d3的阴极连接所述运放u3的反相输入端，所述二极管d3的阴极连接所述运放u4的同相输入端，所述运放u4的反相输入端连接所述运放u4的输出端，所述运放u4的输出端连接所述过压监测电路和所述欠压监测电路的输入端。
8.进一步，本实用新型中所述过压监测电路包括变阻器rp2、运放u5和二极管d4，所述变阻器rp2的第一端连接所述运放u4的输出端，所述变阻器rp2的第二端接地，所述变阻器rp2的滑动端连接所述运放u5的同相输入端，所述运放u5的反相输入端连接vref基准电源，所述运放u5的输出端连接所述二极管d4的阳极，所述二极管d4的阴极连接所述主控电路。
9.进一步，本实用新型中所述欠压监测电路包括变阻器rp1、运放u6和二极管d5，所述变阻器rp1的第一端连接所述运放u4的输出端，所述变阻器rp1的第二端接地，所述变阻
器rp1的滑动端连接所述运放u6的反相输入端，所述运放u6的同相输入端连接vref基准电源，所述运放u6的输出端连接所述二极管d5的阳极，所述二极管d5的阴极连接所述主控电路。
10.进一步，本实用新型还包括三路结构相同的断电监测电路，所述断电监测电路的输入端连接所述峰值检波电路的输出端，所述断电监测电路的输出端连接主控电路，任一所述断电监测电路包括电阻r4、电阻r5、稳压管d2、电阻r6、三极管q2、电阻r7、电阻r8、三极管q1和电阻r9，所述电阻r4的第一端连接所述峰值检波电路的输出端，所述电阻r4的第二端通过所述电阻r5接地，所述稳压管d2的阳极连接所述峰值检波电路的输出端，所述稳压管d2的阴极连接所述三极管q2的发射极，所述电阻r6的第一端连接所述稳压管d2的阳极，所述电阻r6的第二端接地，所述三极管q2的基极接地，所述三极管q2的集电极通过所述电阻r8连接所述三极管q1的基极，所述电阻r7的第一端连接所述三极管q2的集电极，所述电阻r7的第二端接地，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q1的集电极通过所述电阻r9连接5v电源，所述三极管q1的集电极连接主控电路。
11.进一步，本实用新型还包括报警保护电路，所述报警保护电路包括电阻r19、运放u7、二极管d7、三极管q3、电阻r18、报警器ls1、发光二极管led1、电阻r20和继电器k1，所述运放u7的同相输入端通过所述电阻r19连接所述主控电路，所述运放u7的输出端通过电阻r22连接所述运放u7的反相输入端，所述运放u7的输出端连接所述二极管d7的阳极，所述二极管d7的阴极连接所述三极管q3的基极，所述三极管q3的发射极通过所述电阻r18连接所述报警器ls1的第一端，所述报警器ls1的第二端接地，所述三极管q3的集电极通过所述继电器k1连接9v电源，所述三极管q3的集电极连接所述发光二极管led1的阴极，所述发光二极管led1的阳极通过所述电阻r20连接9v电源。
12.本实用新型的工作原理及有益效果为：
13.本实用新型中当电源系统存在过电压和欠电压故障时，或者由于过载、供电电网引起电源系统三相电中一相或几相低于正常电压值时，峰值检波电路、过压监测电路和欠压监测电路输出故障电信号给主控电路，同时主控电路借助无线通信单元和监测终端远程通讯，使远程监测终端的工作人员及时能够收到故障问题的反馈，具体工作原理为：过压监测电路和欠压监测电路用于监测电源系统的三相电是否存在电源过电压和欠电压现象，当三相电源出现过电压或欠电压时，或者由于过载、供电电网引起电源系统三相电中一相或几相低于正常电压值时，首先通过峰值检波电路将电源系统的相电压进行降压和稳压处理，将高电压变为适合过压监测电路和欠压监测电路工作的电压范围，过压监测电路和欠压监测电路通过对峰值检波电路输出电压的变化来判断电源系统是过电压还是欠电压故障，输出故障电信号给到主控电路，主控电路借助无线通信单元和监测终端远程通讯，使远程监测终端的工作人员及时能够收到故障问题的反馈。
14.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
15.图1为本实用新型原理框图；
16.图2为本实用新型峰值检波电路的电路图；
17.图3为本实用新型过压监测电路和过压监测电路的电路图；
18.图4为本实用新型断电监测电路的电路图；
19.图5为本实用新型保护报警电路的电路图。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。
21.实施例1
22.如图1所示，本实施例提出了电源系统开关设备综合监测装置，包括主控电路、无线通信单元和三路监测单元，三路监测单元分别用于监测电源系统的三相电，任一监测单元包括峰值检波电路、过压监测电路和欠压监测电路，峰值检波电路的输入端连接电源系统的三相电，峰值检波电路的输出端连接过压监测电路和欠压监测电路的输入端，过压监测电路和欠压监测电路的输出端连接主控电路，主控电路借助无线通信单元与监测终端远程通讯。
23.过压监测电路和欠压监测电路用于监测电源系统的三相电是否存在电源过电压和欠电压现象，当三相电源出现过电压或欠电压时，或者由于过载、供电电网引起电源系统三相电中一相或几相低于正常电压值时，首先通过峰值检波电路将电源系统的相电压进行降压和稳压处理，将高电压变为适合过压监测电路和欠压监测电路工作的电压范围，过压监测电路和欠压监测电路通过对峰值检波电路输出电压的变化来判断电源系统是过电压还是欠电压故障，输出故障电信号给到主控电路，主控电路借助无线通信单元和监测终端远程通讯，使远程监测终端的工作人员及时能够收到故障问题的反馈，便于采取相应维护措施。
24.如图2所示，本实施例中峰值检波电路包括电阻r10、运放u3、二极管d3和运放u4，运放u3的同相输入端通过电阻r10连接电源系统，运放u3的输出端连接二极管d3的阳极，二极管d3的阴极连接运放u3的反相输入端，二极管d3的阴极连接运放u4的同相输入端，运放u4的反相输入端连接运放u4的输出端，运放u4的输出端连接过压监测电路和欠压监测电路的输入端。
25.本监测装置包括三路结构相同的峰值检波电路、过压监测电路和欠压监测电路，分别用于监测a相电、b相电和c相电，本实施例以a相为例，峰值检波电路中电阻r10和电阻r11组成分压部分，将a相的相电压进行分压，分压后将电阻r11两端的电压送至运放u3的同相输入端，然后由运放u3、二极管d3和电容c3监测出运放u3同相输入端电压的正峰值，然后再由运放u4组成的跟随器将运放u3的输出电压进行电压跟随处理，起到缓冲的作用，同时还起到隔离的作用，然后将此电压信号送至后级过压监测电路和欠压监测电路的输入端。
26.如图3所示，本实施例中过压监测电路包括变阻器rp2、运放u5和二极管d4，变阻器rp2的第一端连接运放u4的输出端，变阻器rp2的第二端接地，变阻器rp2的滑动端连接运放u5的同相输入端，运放u5的反相输入端连接vref基准电源，运放u5的输出端连接二极管d4的阳极，二极管d4的阴极连接主控电路。
27.变阻器rp2作为过压采用电阻，若a相的相电压在正常范围内，运放u5的同相输入
端电压小于反相输入端的vref基准电压，运放u5的输出端为低电平，二极管d4截止，表示电源系统工作正常，若a相的相电压超过正常电压范围时，运放u5的同相输入端电压大于运放u5反相输入端的vref基准电压，运放u5的输出端变为高电平，此高电平信号通过二极管d4后送至主控电路，主控电路接收到此高电平信号表示a相出现过电压现象。通过调节变阻器rp2可以调整相电压的控制范围。
28.如图3所示，本实施例中欠压监测电路包括变阻器rp1、运放u6和二极管d5，变阻器rp1的第一端连接运放u4的输出端，变阻器rp1的第二端接地，变阻器rp1的滑动端连接运放u6的反相输入端，运放u6的同相输入端连接vref基准电源，运放u6的输出端连接二极管d5的阳极，二极管d5的阴极连接主控电路。
29.变阻器rp1作为欠压采用电阻，若a相的相电压在正常范围内，运放u6的反相输入端电压大于同相输入端的vref基准电压，运放u6的输出端为低电平，二极管d5截止，表示电源系统工作正常，若a相的相电压低于正常电压范围时，运放u6的反相输入端电压小于运放u5同相输入端的vref基准电压，运放u6的输出端变为高电平，此高电平信号通过二极管d5后送至主控电路，主控电路接收到此高电平信号表示a相出现欠电压现象。通过调节变阻器rp1可以调整相电压的控制范围。
30.如图4所示，本实施例中还包括三路结构相同的断电监测电路，断电监测电路的输入端连接峰值检波电路的输出端，断电监测电路的输出端连接主控电路，任一断电监测电路包括电阻r4、电阻r5、稳压管d2、电阻r6、三极管q2、电阻r7、电阻r8、三极管q1和电阻r9，电阻r4的第一端连接峰值检波电路的输出端，电阻r4的第二端通过电阻r5接地，稳压管d2的阳极连接峰值检波电路的输出端，稳压管d2的阴极连接三极管q2的发射极，电阻r6的第一端连接稳压管d2的阳极，电阻r6的第二端接地，三极管q2的基极接地，三极管q2的集电极通过电阻r8连接三极管q1的基极，电阻r7的第一端连接三极管q2的集电极，电阻r7的第二端接地，三极管q1的发射极接地，三极管q1的集电极通过电阻r9连接5v电源，三极管q1的集电极连接主控电路。
31.断电监测电路以a相为例，当电源系统的a相电掉电时，峰值检波电路输出端电压由高电平变为低电平，导致三极管q2的基极电压跟随下降，三极管q2的发射极由于电容c2已经储存了电量，其电压下降较慢，当三极管q2的基极比发射极低0.7v时，三极管q2导通，因此，三极管q1也导通，使三极管q1的集电极由高电平变为低电平，直到c11放电结束，三极管q2和三极管q1又变为截止状态，三极管q1的集电极恢复高电平，因此，电源系统断电发生时，三极管q1集电极会产生一个低脉冲信号给主控电路。
32.如图5所示，本实施例中还包括报警保护电路，报警保护电路包括电阻r19、运放u7、二极管d7、三极管q3、电阻r18、报警器ls1、发光二极管led1、电阻r20和继电器k1，运放u7的同相输入端通过电阻r19连接主控电路，运放u7的输出端通过电阻r22连接运放u7的反相输入端，运放u7的输出端连接二极管d7的阳极，二极管d7的阴极连接三极管q3的基极，三极管q3的发射极通过电阻r18连接报警器ls1的第一端，报警器ls1的第二端接地，三极管q3的集电极通过继电器k1连接9v电源，三极管q3的集电极连接发光二极管led1的阴极，发光二极管led1的阳极通过电阻r20连接9v电源。
33.电源系统出现断电、欠压或过压故障时，保护报警电路在发出报警信号的同时会切断电源系统与开关设备之间的连接，以免造成更大的损失，
34.当电源系统出现断电、欠压或过压故障时，主控电路会发送一个高电平信号通过电阻r19送至运放u7的同相输入端，由运放放大后送至三极管q3的基极，三极管q3导通，发光二极管led1导通发光，报警器ls1被驱动发出报警信号，同时继电器k1得电吸合，继电器k1的常闭触电断开，使开关设备的电源断开，从而对开关设备起到了保护作用，等相关工作人员解除故障后再次接通电源系统。
35.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。