[發明專利]一種抗干擾開關量輸入電路

在審

• 申請號: 201410603339.0
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104467811A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 曹昆;賀淵明;王全海;王彩鳳;郭震;宋一丁
• 申請（專利權）人: 許繼電氣股份有限公司;許昌許繼軟件技術有限公司
• 主分類號: H03K19/14
• 分類號: H03K19/14
• 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

本發明涉及一種抗干擾開關量輸入電路，屬于電力系統繼電保護領域。

背景技術

隨著電力電子技術的發展，電力自動化裝置的應用日益廣泛。在電力裝置中，開關量采集的應用非常普遍。對于微機保護裝置來說，開關量的檢測是非常重要的，開關量檢測是指微處理器通過檢測電路獲得微機保護裝置所在開關柜內一次設備的分合狀態，以及高溫瓦斯等變壓器、電動機設備的異常狀態。因此開關量的特點是二值信息，即開或合，0或1，并最終轉換成微處理器IO引腳可讀取的高低電平輸入量。

目前一般的開關量輸入電路采用電阻分壓、電容濾波、光電隔離的方式。但是在遠距離開關量檢測時就存在問題：配電系統中存在一些直接作用于信號出口和跳閘的開關量，比如一次配電變壓器設備的溫度、瓦斯等非電量傳感器輸出的節點，這些節點分布在變壓器本體中，與配電柜距離較遠(可達幾百米)，且電磁環境惡劣，由于分布電容的存在、控制電纜串擾的存在、驅動電源電壓尤其是使用交流驅動電源的時候存在交流混入的影響等因素，某條傳輸線電纜沒有開關量信號時傳輸電纜起到一個天線的作用，周圍其他電纜中的開關量信號或環境中的其他干擾因素會對此電纜會通過分布電容耦合感應到臨近回路的開關量檢測輸入端，產生可達幾十伏到上百伏的感應電壓，驅動光耦電路產生串擾脈沖信號，當干擾達到一定強度時，采集回路會將串擾脈沖誤認為開關量信號，造成開關量的判斷錯誤。同時這些節點一旦動作，就要啟動微機保護中的非電量保護元件，實現跳閘。因此遠距離開關量檢測要求可靠性高，否則容易引起誤動。

為了解決上述問題，現有如下幾種做法：

增加延時去抖確認功能，躲開干擾的那段時間。中國專利文獻CN203056577是將中國專利文獻CN202586326中的單極性光耦改成了雙極性光耦，滿足了適用于交流開入的需求，并未完全解決長距離布線引起通道間干擾的問題。真正的去抖方式歸結為軟件去抖，軟件程序中使用定時掃描光耦和微處理器的連接引腳，當檢測到低電平，微控制器開始計時，當計時到若干時間以后再次檢測到微控制器相應管腳為低電平則認為開入有效，否則認為是干擾信號。很明顯的這個延遲時間直接影響了開入信號量的響應時間。

提高開關量采集回路的驅動電流門檻，躲過干擾的電流；或提高開關量采集回路的驅動電壓門檻，躲過干擾電壓。例如中國專利文獻CN101436343A中增加穩壓管來設置輸入電壓門檻的方式，只能濾除輸入門檻以下的干擾量；而對于接近或超過正常輸入電壓的干擾量沒有任何效果。

將干接點換成轉換接點，沒有信號時將開關量采集回路正向輸入端與DC-通過常閉接點連接。中國專利文獻CN102809680中，使用此方案需在每條開關量傳輸回路中增加一條傳輸DC-信號的電纜，不但增加成本，尤其是長距離布線的時候成本增加效應更明顯；并且當采集回路正端與開關量DC-相連，由于長距離的布線，以及線與線之間耦合電容的存在，采集回路兩端電位并不能保證受到干擾脈沖的時候一直保持相等，還是會產生電壓，從而造成誤判斷。

綜述以上做法都有局限性，都不能從根本上解決干擾問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種抗干擾開關量輸入電路，用以解決現有技術中開入量隔離電路不能有效避免或消除DC220V側由于長距離傳輸和其他電力線并行鋪設產生大量干擾的問題。

為實現上述目的，本發明的方案包括一種抗干擾開關量輸入電路，該輸入電路包括干擾脈沖吸收模塊、殘余脈沖抑制模塊、分壓濾波模塊和光耦隔離傳輸模塊，干擾脈沖吸收模塊、殘余脈沖抑制模塊、分壓濾波模塊和光耦隔離傳輸模塊依次連接。

分壓濾波模塊和光耦隔離傳輸模塊之間還設置有一個防反向保護模塊。

干擾脈沖吸收模塊連接在兩條傳輸線路之間，干擾脈沖吸收模塊為電阻R1、二極管D1、電容C1的串聯電路，電阻R2至少與電容C1并聯。

殘余脈沖抑制模塊包括兩個鐵氧體磁珠，鐵氧體磁珠分別設置在兩條傳輸線路上。

本發明采用干擾脈沖吸收模塊，通過該模塊能夠對干擾脈沖進行可靠的吸收，另外，通過后續的一系列模塊對傳輸的開關量進行再處理，有效保證了正常開關量信號的傳輸的可靠性。

本發明具有抗干擾脈沖能力強、電路結構簡單、不需要軟件針對干擾脈沖方面做額外處理等優點，可以有效地消除干擾脈沖對開關量輸入采集回路的影響。

附圖說明

圖1是本發明系統框圖；

圖2是干擾脈沖吸收模塊的實施方式一結構示意圖；

圖3是干擾脈沖吸收模塊的實施方式二結構示意圖；

圖4是干擾脈沖吸收模塊的實施方式三結構示意圖；