[實用新型]微機保護裝置抗干擾開關量檢測電路

有效

• 申請號: 201420251364.2
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN203811726U
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 黃覺寒;王永良;楊挺
• 申請（專利權）人: 浙江知祺電力自動化有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張杰

技術領域

本實用新型涉及一種開關量檢測電路，具體地說是一種微機保護裝置抗干擾開關量檢測電路。

背景技術

微機繼電保護器目前已逐步取代傳統老式繼電器，廣泛應用于電力系統二次保護系統，微機保護裝置采用嵌入式的微處理器為核心，實現電壓電流模擬量，及開關量信息的采集，進數據處理，保護判斷，且通過裝置中的繼電器出口回路，驅動斷路器的分合閘線圈，實現一次線路故障切除保護；因此微機保護裝置的本質是一臺具有電壓電流信息采集，開關量監測，數據處理保護控制等功能的嵌入式計算機。

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，零或一，并最終轉換成微處理器I.O引腳可讀取的高低電平輸入量。

開關量檢測電路與一次設備的開關同步節點連接，將該節點分合狀態反映成微處理器能識別的電平信號，是強電信息到弱電信息變送的過程。因此開關量一般采用光耦來實現開關信息轉換，并實現隔離。典型的一次側開關量檢測電路由開關量驅動電源、開關量節點、限流電阻、光耦發射二極管輸入端構成。經過光電轉化，光耦接收端通過上拉電阻或下拉電阻轉換成微處理器可識別的電平信號。

現有技術有一些檢測開關量的電路，如中國專利文獻CN203056577U、名稱為《通用型開關量采集電路》中公布了一種通用型開關量采集電路，在電壓正極和電壓負極之間依次串聯有外部開關量K、電阻R1和光電耦合器，所述光電耦合器的兩端并聯設置有電阻R2，輸入電源經光電耦合器的光敏二極管與微處理器MCU連接，所述光電耦合器為雙極性光電耦合器，在所述雙極性光電耦合器和微處理器MCU之間設置有濾波電路。解決了現有技術中的中間繼電器采集開關量的實時性較差、返回值大且線圈易損壞，普通光電耦合器采集電路易損壞、去抖動能力差、不適用于交流電源和采集距離短等技術問題，提供了一種去抖動能力強、交直流通用且采集距離遠的通用型開關量采集電路。

該專利中的開關量檢測電路，當在實際應用中，使用外部交流驅動電源時，存在如下問題：

1）?????使用交流220V/110V電源做開關量檢測的驅動電源帶來的問題。由于普通光耦是單向工作的即只有過電流從光耦二極管正極流向負極，才能工作。因此使用普通光耦在交流開關量驅動電源下，只有交流電源供電的正半周具有開關量檢測的能力，無法實現交流電源全周期時間內的開關量檢測，時間上存在開關量檢測的盲區，因此出現開關量檢測不及時或漏檢的情況。

2）?????遠距離開關量檢測問題：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，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，易受干擾。同時這些節點一旦閉合，就要啟動微機保護中的非電量保護元件，實現跳閘，因此要求可靠性高，否則引起誤動。在實際應用中，使用長導線對遠距離的開關量進行連接。由于導線存在分布電容，交流驅動電源（交流220V，50Hz）電壓通過分布電容耦合感應到開關量檢測輸入端，產生可達幾十伏到上百伏的感應電壓，驅動光耦電路，造成開關量誤判，引起誤動。

實用新型內容

為此，本實用新型要解決現有技術中無法實現電源全周期時間內的開關量檢測，并且對在判斷非電量保護開關量時，存在因為干擾電壓而出現誤判的情況，從而提出一種在長線路開關量檢測回路中抑制干擾電壓的開關量檢測電路。

為解決上述技術問題，本實用新型的采用以下技術方案實現：

一種微機保護裝置抗干擾開關量檢測電路，包括至少一個開關量檢測單元，與外部電源和開關量節點連接，檢測開關量節點的開關量，并輸出開關量檢測信號；

還包括電源同步使能電路，其與所述開關量檢測單元并聯到所述外部電源上，其輸出外部電源的同步使能信號，對所述開關量檢測信號進行同步，將與其同頻同相的檢測信號使能輸出，將不同步的信號屏蔽；

電平轉換電路，分別與所述開關量檢測單元的輸出和所述電源同步使能電路的輸出連接，將兩者輸出的信號轉換為高低電平信號；

濾波電路，與所述電平轉換電路的輸出連接，過濾所述檢測信號中與所述同步使能信號不同步的檢測信號，過濾后的信號發送給微處理器。

優選地，多個所述開關量檢測單元之間并聯的與外部電源連接，每個所述開關量檢測單元連接有對應的所述電平轉換電路和所述濾波電路。

優選地，所述濾波電路為低通濾波電路。