[實用新型]一種無源型微機綜合保護裝置的儲能升壓模塊

有效

• 申請號: 201320129006.X
• 申請日: 2013-03-20
• 公開（公告）號: CN203180781U
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 劉洪星;常琦;焦坡;馬運亮;冉茂兵;吳戰偉;嚴兵
• 申請（專利權）人: 許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02H7/10
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本實用新型涉及一種無源型微機綜合保護裝置的儲能升壓模塊。

背景技術

目前國內絕大多數微機綜保裝置保護在使用時需要輸入輔助電源，這就要求有外部電源，需要配備PT柜，直流屏，UPS等，成本會高很多。對于某些應用場所，如環網柜、配電線路末端，要求用戶配備PT柜，直流屏或UPS不但成本高，并且也不現實；另外，如果配備UPS或蓄電池不但增加成本，同時也增加了檢修難度；如果僅僅配備PT柜，當線路發生相間或三相短路時PT會失電，保護裝置及斷路器會失去工作電源，失去保護功能，喪失繼電保護的基本作用。所以如果直接采用無源綜保，直接從高壓CT取電來工作于保護裝置或斷路器，不但可以解決如上問題，而且可以降低用戶成本，現場應用前景廣闊。

由于裝置直接從高壓CT上取電來用于保護工作跳閘，所以必須考慮到脫扣能量的儲存，以便在保護動作后使脫扣線圈進行動作，所以我們使用了升壓模塊來給儲能電容充電，達到額定電壓后即可滿足脫扣線圈的動作需求。

根據裝置對升壓電路的要求，我們沒有采用簡單的升壓斬波電路(Boost?Chopper)，而是采用了變壓器反激的原理進行電壓的抬升，主要是普通的Boost?Chopper在這個場合有一定的限制。目前采用的基本的Boost?Chopper如圖1所示，該電路的輸出電壓為:由該公式可得，輸出電壓U₀的大小直接與占空比α和輸入電壓E有關，由于前端的輸入電壓可能隨CT電流而在15V～30V撥動，那么就需要對占空比進行控制，這樣不僅浪費了系統的資源，而且在控制全控管時產生的電平隔離也會帶來多余的成本。

另外，由圖1可知，基本的Boost?Chopper電路是沒有過流保護裝置的，如果出現意外，在干擾的情況下全控管沒有正常關斷，可能會導致管和電感的損壞，導致系統功能的喪失。同時，由于沒有電流限制功能，可能會導致輸入功率過大，影響系統其它模塊的正常工作。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種無源型微機綜合保護裝置的儲能升壓模塊，以解決現有無源型微機綜合保護裝置的升壓模塊不能實現過流保護及電流限制的功能。

為了實現以上目的，本實用新型所采用的技術方案是：一種無源型微機綜合保護裝置的儲能升壓模塊，包括一個單端反激變換器，所述單端反激變換器包括濾波電路、脈沖控制單元和脈沖升壓單元，所述濾波電路用于從高壓CT線圈上取電并供給脈沖控制單元和脈沖升壓單元，所述脈沖升壓單元包括脈沖變壓器及其次級繞組邊連接的二極管和儲能電容，脈沖變壓器的初級繞組邊連接有包括開關管和脈沖發生器的脈沖控制單元；所述脈沖升壓單元的輸出端用于給斷路器的脫扣線圈供電。

所述脈沖控制單元設有一個用于連接反饋電路的反饋信號采集輸入端，所述反饋電路用于反饋脈沖升壓單元的輸出電壓。

所述反饋電路還設有用于與中央處理器控制連接的第二反饋端子。

所述反饋電路為穩壓管和兩個光電耦合器組成的串聯電路，其中一個光電耦合器形成第一反饋端子，其輸出端與脈沖控制單元的反饋信號采集輸入端連接，另一個光電耦合器形成第二反饋端子，其輸出端用于與中央處理器控制連接。

所述反饋電路為穩壓管和光電耦合器組成的串聯電路，所述光電耦合器的輸出端分別用于與脈沖控制單元的反饋信號采集輸入端和中央處理器控制輸入端連接。

所述濾波電路和脈沖升壓單元之間的供電電路上串聯有一個限流電阻。

所述脈沖控制單元為雙級型線性集成電路芯片MC34063。

所述光電耦合器采用TLP127芯片，穩壓管采用齊納二極管ZD250V。

所述濾波電路由共軛線圈和電解電容組成。

本實用新型的無源型微機綜合保護裝置的儲能升壓模塊主要由隔離電路、脈沖控制單元和脈沖升壓單元構成，采用了變壓器反激的方式進行升壓，可以將12～30V的輸入電壓抬升至250V，不僅完全隔離了低壓與高壓部分，提高了裝置的穩定性和實用性；同時模塊使用元件數量少，價格也較為便宜；模塊自身功耗較小，對輸入功率要求較低，可以快速的完成充電過程，安全、快速的使脫扣電容充電至所需電壓。

另外，反饋電路的設置不僅能夠實現對儲能電容電壓抬升的控制，并可為中央處理器反饋電壓充電完成提供信號量，通知中央處理器電壓脫扣已準備好，可以進行斷路器跳閘。

附圖說明

圖1為本實用新型現有升壓模塊Boost?Chopper電路原理圖；

圖2為本實用新型無源型微機綜合保護裝置的儲能升壓模塊原理框圖；

圖3為本實用新型無源型微機綜合保護裝置的儲能升壓模塊電路圖。

具體實施方式