CN107831401A - 交直流电源***母线及馈线支路断电监测装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种交直流电源***母线及馈线支路断电监测装置及其方法，属于变电监测技术领域，包括分级监测装置，所述的分级监测装置包括电源接入端子、分压电阻、稳压管和报警电路，电源接入端子包括“+/L”极和“‑/N”极，电源接入端子的“+/L”极通过整流桥电路连接电源接入端子的“‑/N”极，整流桥电路输出的正极通过依次串联的分压电阻和稳压管连接整流桥电路输出的负极，稳压管的两端连接报警电路，能够实时监测交直流电源***母线及馈线支路的断电故障，并及时进行报警，解决了现有技术中出现的问题。

Description

交直流电源***母线及馈线支路断电监测装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种交直流电源***母线及馈线支路断电监测装置及其方法，属于变电监测技术领域。

背景技术

变电站失电事故时有发生，一大部分事故原因都是直流电源***故障引起的，通过对该类事故的分析发现，很多情况下是因为在故障发生之前，直流电源母线及馈线支路已经失电，但是由于对直流电源母线及馈线支路的电压及电流信息缺乏全面的监测措施，未能及时发现直流***中已经存在的断电故障隐患。如果某一直流支路保护电源及控制电源失电，值班人员没有及时发现该故障，当有短路故障发生时，断路器因没有电源而不会进行跳闸保护动作，此时可能会导致越级跳闸，造成更大面积的失电，致使事故扩大，增加不必要的损失。

针对上述问题，加强对直流电源母线与直流馈线的失电监测是非常有必要的，通过对直流电源的失电监测，可以使值班人员及时发现直流失电故障，及时对失电故障进行排查维护，避免因为直流失电而导致更大的变电站失电事故，以免造成更大的损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交直流电源***母线及馈线支路断电监测装置及其方法，能够实时监测交直流电源***母线及馈线支路的断电故障，并及时进行报警，解决了现有技术中出现的问题。

本发明所述的交直流电源***母线及馈线支路断电监测装置，包括分级监测装置，分级监测装置包括电源接入端子、分压电阻、稳压管和报警电路，电源接入端子包括“+/L”极和“-/N”极，电源接入端子的“+/L”极通过整流桥电路连接电源接入端子的“-/N”极，整流桥电路输出的正极通过依次串联的分压电阻和稳压管连接整流桥电路输出的负极，稳压管的两端连接报警电路。

通过引入整流桥电路，即可监测交流***断电状态，又能监测直流***断电状态；通过分压电阻和稳压管组成分压电路为后级报警电路中的装置提供工作电源，若母线或支路的电压正常时，报警电路中的装置获得足够的工作电压使其信号输出为闭合状态，若母线电压降低或支路失电时，报警电路中的装置失去工作电压，其信号输出为断开状态而产生报警信号。

所述的整流桥电路包括依次并联的第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管，整流桥电路能够将交流电压整流为直流电压，并且对直流电压输入无任何影响，如此，所述装置能够灵活的应用于交流***与直流***的断电监测。

所述的分压电阻包括第一分压电阻和第二分压电阻，稳压管包括第一稳压管和第二稳压管,整流桥电路输出的正极依次串联第一分压电阻、第一稳压管、第二稳压管和第二分压电阻后连接至整流桥电路输出的负极。

所述的第二稳压管的两端连接报警电路，第二稳压管在连接报警电路之前还并联有第一滤波电容和第二滤波电容，第二滤波电容的两端分别连接电源VCC和连接地线GND。

所述的报警电路包括限流电阻、光耦继电器和告警输出端子，光耦继电器的第1号引脚串联限流电阻后连接电源VCC，光耦继电器的第2号引脚连接地线GND,光耦继电器的第3、4号引脚连接告警输出端子。

所述的分级监测装置包括多个，各个分级监测装置依次串联在一起，形成一个输出信号，串联使用实现交直流***多条支路的断电状态监测，当整体的告警信号为闭合状态时，说明交直流***中各支路供电均正常；当整体的输出信号为断开状态时，说明交直流***中存在支路失电故障。

所述的电源接线端子的后级连接有保险丝，快速熔断的保险丝在所述装置内部发生短路时能够快速熔断，切断设备与交直流***的连接，防止装置内部短路造成交直流电源***短路跳闸故障。

所述的分压电阻和稳压管为可调型，第一分压电阻、第二分压电阻的阻值和稳压管的稳压参数可以任意调整，从而实现对不同电压等级的交直流***的母线及支路的断电监测，如直流48V、110V、220V，交流220V、380V等。

监测交流电源***时，交流电压经整流桥电路整流后变为直流信号，后级的第一分压电阻、第一稳压管、第二稳压管、第二分压电阻对直流电压进行分压，第二稳压管两端电压经第一滤波电容和第二滤波电容滤波后，即得到报警电路中光耦继电器的稳定的工作电压VCC，VCC经限流电阻连接至光耦继电器的控制端，当交流电压正常或在允许的下限值以上时，VCC的电压能够达到光耦继电器的动作电压使信号输出为闭合状态，当母线或支路失电时光耦继电器失去工作电压，其信号输出为断开状态而产生报警信号。

监测直流电源***时，整流桥电路中的第一二极管、第三二极管与第一分压电阻、第一稳压管、第二稳压管、第二分压电阻形成分压电路，第二稳压管两端电压经第一滤波电容和第二滤波电容滤波后，即得到报警电路中光耦继电器的稳定的工作电压VCC，VCC经限流电阻连接至光耦继电器的控制端。当直流电压正常或在允许的下限值以上时，VCC的电压能够达到光耦继电器的动作电压使信号输出为闭合状态，当母线或支路失电时光耦继电器失去工作电压，其信号输出为断开状态而产生报警信号。

本发明所述的交直流电源***母线及馈线支路断电监测方法，包括监测交流电源***的步骤和监测直流电源的步骤，监测交流电源***包括以下步骤：

S1、将交流电源***的A相线、B相线、C相线和N线通过外部接线连接电源接入端子的“+/L”极和“-/N”极；

S2、交流电压经过整流桥电路整流后变为直流电压，通过第一分压电阻、第二分压电阻、第一稳压管和第二稳压管的串联回路对上述直流电压进行分压；

S3、第二稳压管两端施压的电压VCC经第一滤波电容和第二滤波电容滤波后，得到稳定的工作电压VCC，工作电压VCC经过限流电阻连接至光耦继电器的控制端；

S4、若步骤S2中的交流电压正常或在允许的限制以上时，工作电压VCC能够达到光耦继电器的动作电压使信号输出为闭合状态；若交直流电源母线或馈线支路失电时，光耦继电器失去工作电压，其信号输出为断开状态而产生报警信号。

所述的监测直流电源包括以下步骤：

S11、将直流电源的正极和负极通过外部接线分别连接至电源接入端子的“+/L”极和“-/N”极；

S12、整流桥电路中的第一二极管、第三二极管与第一分压电阻、第一稳压管、第二稳压管、第二分压电阻形成分压电路，对上述直流电压进行分压；

S13、第二稳压管两端的电压经第一滤波电容和第二滤波电容滤波后，即得到报警电路中光耦继电器的稳定的工作电压VCC，工作电压VCC经限流电阻连接至光耦继电器的控制端；

S14、若直流电压正常或在允许的下限值以上时，工作电压VCC能够达到光耦继电器的动作电压使信号输出为闭合状态，若交直流电源母线或馈线支路失电时，光耦继电器失去工作电压，其信号输出为断开状态而产生报警信号。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

提供一种交直流电源***母线及馈线支路断电监测装置及其方法，能够实时监测交直流电源***母线及馈线支路的断电故障，并及时进行报警，使用灵活方便，能够克服目前监测报警装置所存在的故障检测盲区，实时监测变电站直流电源***母线及馈线支路是否出现断电运行故障，为变电站直流***的安全运行提供技术保障，对于出现的母线或支路断电情况，及时通知工作人员进行消缺，防止重大停电事故的发生，避免了不必要的经济损失，解决了现有技术中出现的问题。

附图说明

图1为本发明交直流电源***母线及馈线支路断电监测装置电路连接框图；

图2为本发明交直流电源***母线及馈线支路断电监测方法中监测交流电源***的步骤流程图；

图3为本发明交直流电源***母线及馈线支路断电监测方法中监测直流电源***的步骤流程图；

图中：X1、电源接入端子；FU、快速熔断保险丝；D1、第一二极管；D2、第二二极管；

D3、第三二极管；D4、第四二极管；R1、第一分压电阻；R2、第二分压电阻；R3、限流电阻；DZ1、第一稳压管；DZ2、第二稳压管；C1、第一滤波电容；C2、第二滤波电容；U1、光耦继电器；X2、告警输出端子。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：

实施例1：

如图1所示，本发明所述的交直流电源***母线及馈线支路断电监测装置，包括分级监测装置，所述的分级监测装置包括电源接入端子X1、分压电阻、稳压管和报警电路，电源接入端子X1包括“+/L”极和“-/N”极，电源接入端子X1的“+/L”极通过整流桥电路连接电源接入端子的“-/N”极，整流桥电路输出的正极通过依次串联的分压电阻和稳压管连接整流桥电路输出的负极，稳压管的两端连接报警电路。

为了进一步说明上述实施例，整流桥电路包括依次并联的第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4。

为了进一步说明上述实施例，分压电阻包括第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，稳压管包括第一稳压管DZ1和第二稳压管DZ2，整流桥电路输出的正极依次串联第一分压电阻R1、第一稳压管DZ1、第二稳压管DZ2和第二分压电阻R2后连接至整流桥电路输出的负极。

为了进一步说明上述实施例，第二稳压管DZ2的两端连接报警电路，第二稳压管DZ2在连接报警电路之前还并联有第一滤波电容C1和第二滤波电容C2，第二滤波电容C2的两端分别连接电源VCC和连接地线GND。

为了进一步说明上述实施例，报警电路包括限流电阻R3、光耦继电器U1和告警输出端子X2，光耦继电器U1的第1号引脚串联限流电阻R3后连接电源VCC，光耦继电器U1的第2号引脚连接地线GND,光耦继电器U1的第3、4号引脚连接告警输出端子X2。

为了进一步说明上述实施例，分级监测装置包括多个，各个分级监测装置依次串联在一起，形成一个输出信号。

为了进一步说明上述实施例，电源接线端子X1的后级连接有保险丝FU。

为了进一步说明上述实施例，分压电阻和稳压管为可调型。

实施例1的工作原理为：1)监测交流电源***时，交流电压经整流桥电路中的第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4整流后变为直流信号，后级的第一分压电阻R1、第一稳压管DZ1、第二稳压管DZ2、第二分压电阻R2对直流电压进行分压，第二稳压管DZ2两端电压经第一滤波电容C1和第二滤波电容C2滤波后，即得到报警电路中光耦继电器U1的稳定的工作电压VCC，VCC经限流电阻R3连接至光耦继电器的控制端；

当交流电压正常或在允许的下限值以上时，VCC的电压能够达到光耦继电器U1的动作电压使信号输出为闭合状态，当母线或支路失电时光耦继电器U1失去工作电压，其信号输出为断开状态而产生报警信号。

2)监测直流电源***时，整流桥电路中的第一二极管、第三二极管D3与第一分压电阻R1、第一稳压管DZ1、第二稳压管DZ2、第二分压电阻R2形成分压电路，第二稳压管DZ2两端电压经第一滤波电容C1和第二滤波电容C2滤波后，即得到报警电路中光耦继电器U1的稳定的工作电压VCC，VCC经限流电阻R3连接至光耦继电器的控制端，当直流电压正常或在允许的下限值以上时，VCC的电压能够达到光耦继电器U1的动作电压使信号输出为闭合状态，当母线或支路失电时光耦继电器U1失去工作电压，其信号输出为断开状态而产生报警信号。

实施例2：

如图2-3所示，交直流电源***母线及馈线支路断电监测方法，包括监测交流电源***的步骤和监测直流电源的步骤，所说的监测交流电源***包括以下步骤：

S1、将交流电源***的A相线、B相线、C相线和N线通过外部接线连接电源接入端子X1的“+/L”极和“-/N”极；

S2、交流电压经过整流桥电路整流后变为直流电压，通过第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、第一稳压管DZ1和第二稳压管DZ2的串联回路对上述直流电压进行分压；

S3、第二稳压管DZ2两端施压的电压VCC经第一滤波电容C1和第二滤波电容C2滤波后，得到稳定的工作电压VCC，工作电压VCC经过限流电阻R3连接至光耦继电器U1的控制端；

S4、若步骤S2中的交流电压正常或在允许的限制以上时，工作电压VCC能够达到光耦继电器U1的动作电压使信号输出为闭合状态；若交直流电源母线或馈线支路失电时，光耦继电器U1失去工作电压，其信号输出为断开状态而产生报警信号。

所述的监测直流电源包括以下步骤：

S11、将直流电源的正极和负极通过外部接线分别连接至电源接入端子X1的“+/L”极和“-/N”极；

S12、整流桥电路中的第一二极管D1、第三二极管D3与第一分压电阻R1、第一稳压管DZ1、第二稳压管DZ2、第二分压电阻R2形成分压电路，对上述直流电压进行分压；

S13、第二稳压管DZ2两端的电压经第一滤波电容C1和第二滤波电容C2滤波后，即得到报警电路中光耦继电器U1的稳定的工作电压VCC，工作电压VCC经限流电阻R3连接至光耦继电器U1的控制端；

S14、若直流电压正常或在允许的下限值以上时，工作电压VCC能够达到光耦继电器U1的动作电压使信号输出为闭合状态，若交直流电源母线或馈线支路失电时，光耦继电器U1失去工作电压，其信号输出为断开状态而产生报警信号。

上述方法依据装置去实施。

采用以上结合附图描述的本发明的实施例的交直流电源***母线及馈线支路断电监测装置及其方法，能够实时监测交直流电源***母线及馈线支路的断电故障，并及时进行报警，解决了现有技术中出现的问题。但本发明不局限于所描述的实施方式，在不脱离本发明的原理和精神的情况下这些对实施方式进行的变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种交直流电源***母线及馈线支路断电监测装置，其特征在于：包括分级监测装置，所述的分级监测装置包括电源接入端子(X1)、分压电阻、稳压管和报警电路，电源接入端子(X1)包括“+/L”极和“-/N”极，电源接入端子(X1)的“+/L”极通过整流桥电路连接电源接入端子的“-/N”极，整流桥电路输出的正极通过依次串联的分压电阻和稳压管连接整流桥电路输出的负极，稳压管的两端连接报警电路。

2.根据权利要求1所述的交直流电源***母线及馈线支路断电监测装置，其特征在于：所述的整流桥电路包括依次并联的第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)。

3.根据权利要求1所述的交直流电源***母线及馈线支路断电监测装置，其特征在于：所述的分压电阻包括第一分压电阻(R1)和第二分压电阻(R2)，稳压管包括第一稳压管(DZ1)和第二稳压管(DZ2)，所述整流桥电路输出的正极依次串联第一分压电阻(R1)、第一稳压管(DZ1)、第二稳压管(DZ2)和第二分压电阻(R2)后连接至整流桥电路输出的负极。

4.根据权利要求3所述的交直流电源***母线及馈线支路断电监测装置，其特征在于：所述的第二稳压管(DZ2)的两端连接报警电路，第二稳压管(DZ2)在连接报警电路之前还并联有第一滤波电容(C1)和第二滤波电容(C2)，第二滤波电容(C2)的两端分别连接电源VCC和连接地线GND。

5.根据权利要求4所述的交直流电源***母线及馈线支路断电监测装置，其特征在于：所述的报警电路包括限流电阻(R3)、光耦继电器(U1)和告警输出端子(X2)，光耦继电器(U1)的第1号引脚串联限流电阻(R3)后连接电源VCC，光耦继电器(U1)的第2号引脚连接地线GND,光耦继电器(U1)的第3、4号引脚连接告警输出端子(X2)。

6.根据权利要求1所述的交直流电源***母线及馈线支路断电监测装置，其特征在于：所述的分级监测装置包括多个，各个分级监测装置依次串联在一起，形成一个输出信号。

7.根据权利要求1所述的交直流电源***母线及馈线支路断电监测装置，其特征在于：所述的电源接线端子(X1)的后级连接有保险丝(FU)。

8.根据权利要求1所述的交直流电源***母线及馈线支路断电监测装置，其特征在于：所述的分压电阻和稳压管为可调型。

9.一种根据权利要求1-8任一所述的交直流电源***母线及馈线支路断电监测方法，其特征在于：所述的方法包括监测交流电源***的步骤和监测直流电源的步骤，所述的监测交流电源***包括以下步骤：

S1、将交流电源***的A相线、B相线、C相线和N线通过外部接线连接电源接入端子(X1)的“+/L”极和“-/N”极；

S2、交流电压经过整流桥电路整流后变为直流电压，通过第一分压电阻(R1)、第二分压电阻(R2)、第一稳压管(DZ1)和第二稳压管(DZ2)的串联回路对上述直流电压进行分压；

S3、第二稳压管(DZ2)两端施压的电压VCC经第一滤波电容(C1)和第二滤波电容(C2)滤波后，得到稳定的工作电压VCC，工作电压VCC经过限流电阻(R3)连接至光耦继电器(U1)的控制端；

S4、若步骤S2中的交流电压正常或在允许的限制以上时，工作电压VCC能够达到光耦继电器(U1)的动作电压使信号输出为闭合状态；若交直流电源母线或馈线支路失电时，光耦继电器(U1)失去工作电压，其信号输出为断开状态而产生报警信号。

10.根据权利要求9所述的交直流电源***母线及馈线支路断电监测方法，其特征在于：所述的监测直流电源包括以下步骤：

S11、将直流电源的正极和负极通过外部接线分别连接至电源接入端子(X1)的“+/L”极和“-/N”极；

S12、整流桥电路中的第一二极管(D1)、第三二极管(D3)与第一分压电阻(R1)、第一稳压管(DZ1)、第二稳压管(DZ2)、第二分压电阻(R2)形成分压电路，对上述直流电压进行分压；

S13、第二稳压管(DZ2)两端的电压经第一滤波电容(C1)和第二滤波电容(C2)滤波后，即得到报警电路中光耦继电器(U1)的稳定的工作电压VCC，工作电压VCC经限流电阻(R3)连接至光耦继电器(U1)的控制端；

S14、若直流电压正常或在允许的下限值以上时，工作电压VCC能够达到光耦继电器(U1)的动作电压使信号输出为闭合状态，若交直流电源母线或馈线支路失电时，光耦继电器(U1)失去工作电压，其信号输出为断开状态而产生报警信号。