一种三相电不平衡检测保护电路的制作方法

本技术涉及配电保护，特别涉及了一种三相电不平衡检测保护电路。

背景技术：

1、三相电凭借其在发电、输电和用电上的高功率、结构简单、性能优良等特点，在工业及大型交流用电设备中有着极为广泛的应用。但因其独特的接线方式，无论是三相四线制还是三相五线制，都会存在三相不平衡问题，且在三相不平衡时都会使回路中的负载工作异常甚至损坏。

2、三相不平衡作为电力系统质量的一个重要指标，目前比较常见的是通过便携式三相电能质量分析仪进行三相不平衡检测，便携式三相电能质量分析仪虽然功能强大，数据处理能力强，但价格较高，且不能满足实时检测的要求。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是克服现有技术中存在的三相电不平衡检测价格较高且不能实时检测、保护的问题，提供了一种三相电不平衡检测保护电路，成本较低，仅涉及常规电路元件，能够对三相电的参数进行实时监测，并能在出现三相不平衡时立即切断后端负载的供电回路，实现对后端负载的保护功能。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种三相电不平衡检测保护电路，包括mcu，所述mcu连接有对控制回路和负载进行保护的保护电路以及用于检测三相电不平衡的逻辑电路，所述保护电路与三相电源连接，所述逻辑电路连接有分压模块，所述保护电路还连接有电源模块，所述分压模块与电源模块、保护电路连接，所述逻辑电路与电源模块连接。

4、本实用新型包括保护电路、电源模块、分压模块、逻辑电路、mcu和通讯模块，电源模块用于对分压模块和逻辑电路和mcu进行供电。本实用新型主要用于需要对三相电平衡状态进行监测并保护的产品，如：电力控制柜、电机控制器等。实现对三相电的监测以及在出现三相电不平衡时执行相应的保护动作。本实用新型通过对三相电的参数进行监测，在出现三相不平衡时立即切断后端负载的供电回路，实现对后端负载的保护功能；实现了三相电的参数监测以及不平衡状态下的保护功能，直接从输入端取电，不需要外部电源。本实用新型中所述的负载回路本实用新型外接的回路；控制回路为本实用新型的一部分，该部分主要包含电源模块、mcu和负载保护三部分。

5、作为优选，所述保护电路包括对负载进行保护的第一保护电路以及对控制回路进行保护的第二保护电路，所述第一保护电路分别与三相输入、第二保护电路连接，所述第二保护电路分别与分压模块以及电源模块连接。

6、第一保护电路为负载提供过流保护以及在三相不平衡时对负载进行保护；第二保护电路对控制回路进行过流保护以及过压保护。

7、作为优选，所述第一保护电路包括包含保险丝的负载过流保护电路以及包含继电器的控制负载回路通断的负载保护电路，所述负载过流保护电路分别与三相电源、第二保护电路连接，所述负载保护电路分别与mcu、第二保护电路连接。

8、保险丝有三个，每一个分别连接三相电源中的一相；继电器有三个，每一个分别连接三相电源中的一相。负载保护电路用于控制负载回路通断，当出现三相电不平衡时，继电器触点立即断开，实现对后端负载的保护功能；负载过流保护电路为负载回路提供过流保护。

9、作为优选，所述第二保护电路包括包含保险丝的控制回路过流保护电路以及包含压敏电阻的控制回路过压保护电路，所述控制回路过流保护电路分别与第一保护电路、控制回路过压保护电路连接，所述控制回路过压保护电路分别与分压模块、电源模块连接。

10、保险丝有三个，每一个分别连接三相电源中的一相；压敏电阻有三个，每一个压敏电阻的两端，分别连接在三相电源中的两相之间，即一个压敏电阻，连接三相电源中的两相。控制回路过流保护电路为控制回路提供过流保护；控制回路过压保护电路为控制回路提供过压保护。

11、作为优选，所述逻辑电路包括用于比对各相之间的电压并输出结果的比较器模块以及对比较器模块的输出结果进行整合并输出相应状态的异或门模块，所述比较器模块输入端与分压模块连接，所述异或门模块输入端与比较器模块输出端连接，所述异或门模块输出端与mcu连接。

12、比较器模块包括三个比较器，异或门模块包括三个异或门，每一个比较器连接两个异或门，即每个比较器的输出结果要同时连接到两个异或门。

13、作为优选，所述电源模块包括与分压模块连接的电源调节电路，与电源调节电路连接的继电器供电电路，所述继电器供电电路还连接有逻辑供电电路。

14、电源模块直接从输入端取电，不需要外部电源，节约了成本。

15、作为优选，所述电源调节电路包括安规电容，所述安规电容连接有保护电阻，所述保护电阻还连接有三相整流电路。

16、安规电容、保护电阻、三相整流、继电器供电和逻辑电路供电共同组成电源部分，为保护电路、逻辑电路、mcu和通讯模块等提供电力支持。

17、作为优选，所述分压模块包括电阻分压模块以及基准电压模块，所述基准电压模块与电阻分压模块、电源模块连接，所述电阻分压模块分别与保护电路以及逻辑电路连接。

18、电阻分压模块通过星形连接的方式在各相之间串联电阻来实现分压，以便后端逻辑电路对各相电压进行检测；基准电压模块为星形连接的中性点提供参考电压，其目的是为了将检测点的电压值与比较器的检测电压进行匹配，确保输出结果的可靠性。

19、作为优选，还包括通讯模块，所述mcu通过通讯模块与上位机连接。

20、比较器用于比对各相之间的电压并输出结果；异或门对比较器的结果进行整合并输出相应状态；mcu对异或门输出的状态进行判断并通过通讯模块将数据上传至其他控制模块或上位机。

21、因此，本实用新型具有如下有益效果：1、利用比较器、异或门以及mcu，对三相交流电的多种不平衡工况进行检测；2、通过对三相电的参数进行监测，在出现三相不平衡时立即切断后端负载的供电回路，实现对后端负载的保护功能；3、利用mcu与通讯模块，能与外部控制模块或上位机进行通讯，实现数据收集及智能化控制；4、电源模块直接从输入端取电，不需要外部电源；5、功能框架简单，易实现。

技术特征：

1.一种三相电不平衡检测保护电路，其特征在于，包括mcu，所述mcu连接有对控制回路和负载进行保护的保护电路以及用于检测三相电不平衡的逻辑电路，所述保护电路与三相电源连接，所述逻辑电路连接有分压模块，所述保护电路还连接有电源模块，所述分压模块与电源模块、保护电路连接，所述逻辑电路与电源模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种三相电不平衡检测保护电路，其特征在于，所述保护电路包括对负载进行保护的第一保护电路以及对控制回路进行保护的第二保护电路，所述第一保护电路分别与三相输入、第二保护电路连接，所述第二保护电路分别与分压模块以及电源模块连接。

3.根据权利要求2所述的一种三相电不平衡检测保护电路，其特征在于，所述第一保护电路包括包含保险丝的负载过流保护电路以及包含继电器的控制负载回路通断的负载保护电路，所述负载过流保护电路分别与三相电源、第二保护电路连接，所述负载保护电路分别与mcu、第二保护电路连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种三相电不平衡检测保护电路，其特征在于，所述第二保护电路包括包含保险丝的控制回路过流保护电路以及包含压敏电阻的控制回路过压保护电路，所述控制回路过流保护电路分别与第一保护电路、控制回路过压保护电路连接，所述控制回路过压保护电路分别与分压模块、电源模块连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种三相电不平衡检测保护电路，其特征在于，所述逻辑电路包括用于比对各相之间的电压并输出结果的比较器模块以及对比较器模块的结果进行整合并输出相应状态的异或门模块，所述比较器模块输入端与分压模块连接，所述异或门模块输入端与比较器模块输出端连接，所述异或门模块输出端与mcu连接。

6.根据权利要求1或2所述的一种三相电不平衡检测保护电路，其特征在于，所述电源模块包括与分压模块连接的电源调节电路，与电源调节电路连接的继电器供电电路，所述继电器供电电路还连接有逻辑供电电路。

7.根据权利要求6所述的一种三相电不平衡检测保护电路，其特征在于，所述电源调节电路包括安规电容，所述安规电容连接有保护电阻，所述保护电阻还连接有三相整流电路。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种三相电不平衡检测保护电路，其特征在于，所述分压模块包括电阻分压模块以及基准电压模块，所述基准电压模块与电阻分压模块、电源模块连接，所述电阻分压模块分别与保护电路以及逻辑电路连接。

9.根据权利要求1所述的一种三相电不平衡检测保护电路，其特征在于，还包括通讯模块，所述mcu通过通讯模块与上位机连接。

技术总结
本技术公开了一种三相电不平衡检测保护电路，克服现有技术中存在的三相电不平衡检测价格较高且不能实时保护的问题，括MCU，所述MCU连接有对控制回路和负载进行保护的保护电路以及用于检测三相电不平衡的逻辑电路，所述保护电路与三相电源连接，所述逻辑电路连接有分压模块，所述保护电路还连接有对分压模块和逻辑电路和MCU进行供电的电源模块，所述分压模块与电源模块、保护电路连接，所述逻辑电路与电源模块连接。成本较低，仅涉及常规电路元件，能够对三相电的参数进行实时监测，并能在出现三相不平衡时立即切断后端负载的供电回路，实现对后端负载的保护功能。

技术研发人员：张姜庭,沈磊,韩炎兵
受保护的技术使用者：杭州和而泰智能控制技术有限公司
技术研发日：20221230
技术公布日：2024/1/12