[發明專利]帶功率要求的強電開關量輸入模塊

有效

• 申請號: 200910184443.X
• 申請日: 2009-08-12
• 公開（公告）號: CN101630829A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 魏建功;王翀;周歡榮
• 申請（專利權）人: 國電南京自動化股份有限公司
• 主分類號: H02H1/00
• 分類號: H02H1/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司
• 代理人: 董建林;許婉靜

技術領域

本發明涉及一種帶功率要求的強電隔離開關量輸入模塊，屬于電力系統保護自動化技術領域，也可用于其它工業自動化技術領域。

背景技術

一般繼電保護裝置都設有強電開關量輸入通道，用于識別運行方式、運行條件等，還有一些開關量用于變壓器、母差及斷路器等保護裝置的直接跳閘回路。為了避免因變電站現場電磁干擾或交直流混接導致的信號誤采甚至保護誤動，國家電網公司于2005年發布了《十八項重大反事故措施》，其中在“繼電保護專業重點實時要求”中對直跳回路開關量輸入的門檻、功率等要求。華北、華東等電網公司在此基礎上進一步提出明確要求。大體要求有以下幾點：1)門檻值，≤55％額定電平可靠不動作，≥70％額定電平值可靠動作；2)動作功率，＞5W；3)交流電平輸入不會導致開入動作；4)動作延時要求在額定電壓輸入下為15～25ms。

為了滿足以上功能需求，繼電保護裝置廠家一般采取的措施主要是對光隔離繼電器進行改造完成。光隔離繼電器主要完成220V(或110V)電平轉換為24V電平和電氣隔離功能，一般以模塊方式安裝在繼電保護屏的導軌槽上。改造方法主要有以下兩種：

1)直接在光繼電器的強電輸入端并接大功率電阻，滿足功率要求。在開入

量需要長期激勵的場合，功率消耗大，并且要解決長期發熱的問題。

2)采用1a1b型機械式繼電器實現電氣隔離，常開接點用于向弱電回路傳遞開入量信號，常閉接點用于在繼電器的強電側串接功率消耗電阻。在常開接點閉合、開入動作的同時，常閉接點斷開，切斷功率消耗回路。這種方式對用到的繼電器兩付接點間的耐壓要求較高，相應成本較高。

以上兩種方式的實現電路因發熱大、占用空間等原因均不適于將帶功率要求的強電開入回路集成到繼電保護裝置內部的開關量輸入模件中。

發明內容

為解決上述問題，本發明旨在提供一種能滿足“反措”各項功能要求、能夠集成到裝置內部并且可以實現低成本的開關量輸入模塊。

為解決上述問題，本發明是通過以下技術方案來實現的：

一種帶功率要求的強電開關量輸入模塊，其特征在于：包括

光耦隔離開入電路：用于電平門檻識別及確定延時動作；

功率消耗電路：用于在延時階段發生功率消耗，并在光耦隔離開入電路動作后自動斷開，所述光耦隔離開入電路包括依串聯連接的電阻R1、電阻R2、電阻R3，電阻R1接二極管V1的陰極，二極管V1的陽極接正電壓輸入端，電阻R3接負電壓輸入端，穩壓管V4的陰極與電阻R2、電阻R3之間的節點相連，穩壓管V4的陽極連接NPN三極管Q2的基極，NPN三極管Q2的發射極接入負電壓輸入端，NPN三極管Q2的集電極與光耦D1的陰極相連，電容C1與電阻R3并聯連接，穩壓管V6并聯連接于電阻R1和電阻R2的兩端，且穩壓管V6的陰極與電阻R1相接，穩壓管V3并聯于電阻R2和電阻R3的兩端，且穩壓管V3的陰極與電阻R2相接，穩壓管V2并聯于電阻R1和電阻R3的兩端，且穩壓管V2的陰極與電阻R1相接；

所述功率消耗電路包括NPN三極管Q1，NPN三極管Q1的基極連接穩壓管V5的陽極，穩壓管V5的陰極與電阻R4相連，NPN三極管Q1的基極同時通過電阻R5與負電壓輸入端相連，電阻R4的另一端與二極管V1的陰極相連，NPN三極管Q1的發射極接入負電壓輸入端，NPN三極管Q1的集電極通過功率消耗電阻R6與二極管V1的陰極相連，電阻R4與穩壓管V5之間的節點與光耦D1的陽極相連。

全部電路由獨立元器件和光耦構成。

前述的帶功率要求的強電開關量輸入模塊，其特征在于：所述光耦隔離開入電路包括電阻分壓網絡和穩壓管，由電阻分壓網絡和穩壓管的穩壓值決定強電開入電平門檻。

前述的帶功率要求的強電開關量輸入模塊，其特征在于：所述光耦隔離開?入電路包括阻容回路，在輸入電平確定情況下，開入動作延時由阻容回路時間常數確定，通過調整電容參數調節動作延時。

前述的帶功率要求的強電開關量輸入模塊，其特征在于：所述功率消耗電路包括功率消耗電阻及與其相連的穩壓管、三極管回路，在開入延時動作的同時依靠穩壓管、三極管回路切斷功率消耗電阻回路。

本發明所達到的有益效果是：設計電路簡單，采用獨立元器件和光耦完成，在滿足確定延時、確定門檻和確定功耗的前提下，使功率消耗僅發生在延時過程中，可以有效解決發熱問題，模塊回路可以方便集成到繼電保護裝置的開關量輸入模件中。

附圖說明

圖1是本發明的強電開關量輸入模塊的原理圖。

具體實施方式