CN108418306A - 一种快速响应的高压开关控制*** - Google Patents

一种快速响应的高压开关控制*** Download PDF

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Abstract

一种快速响应的高压开关控制***，属于电气设备技术领域，具体为一种高压开关控制***。本发明针对现有的缺陷，提供了一种响应速度快、稳定性高、安全性强的快速高压开关控制***。本发明的按键信号处理电路和光纤接收器接收信号并传输到控制信号分析电路，控制信号分析电路连接时序分析电路，时序分析电路连接驱动电路，驱动电路连接可控硅，可控硅连接驱动线圈；电源经整流电路连接充电电路，充电电路连接储能电容，储能电路分别连接可控硅和电压监测电路，电压监测电路连接故障报警电路，故障报警电路分别连接充电控制电路和控制信号分析电路，高压开关位置监测电路连接故障信号电路。本发明主要应用于配电***的高压开关设备。

Description

一种快速响应的高压开关控制***
技术领域
本发明属于电气设备技术领域，具体为一种高压开关控制***。
背景技术
随着国民经济的发展，城市对配电网容量的要求越来越高，国民经济体的组成中增添了非常多自动化程度非常高的制造业、服务业，并且自动化生产是未来经济发展的必然趋势。这样，不仅要保证城市供电的电网容量，更对电网供电的可靠性、供电质量提出更高的要求。在一些特殊的行业中，允许的最大断电时间在以毫秒计。在配电网中一经出现几十或者几百毫秒的瞬时电压升降，轻则导致设备损坏，重则使整个配电***崩溃，造成巨大的损失。为了避免上述事故的发生，不仅要对配电网中高压开关设备的自动化提出较高的要求，也要对高压开关的响应速度、稳定性等有更高的要求。
因此，就需要一种响应速度快、稳定性高、安全性强的快速响应高压开关控制***。
发明内容
本发明针对现有的高压开关控制***响应速度慢、稳定性差、不够安全的缺陷，提供了一种响应速度快、稳定性高、安全性强的高压开关控制***。
本发明所涉及的一种快速响应的高压开关控制***的技术方案如下：
本发明所涉及的一种快速响应的高压开关控制***，它包括分合闸信号电路、控制主电路、充电主电路、可控硅、驱动线圈、故障报警电路和高压开关位置监测电路；所述的分合闸信号电路包括按键信号处理电路、光纤接收器和控制信号分析电路；所述的控制主电路包括时序分析电路、驱动电路和充电控制电路；所述的充电主电路包括电源电路、整流电路、充电电路、储能电容、电压监测电路和光电隔离芯片；所述的按键信号处理电路接收按键信号并将信号传输到控制信号分析电路，所述的光纤接收器接收光纤控制信号并将信号传输到控制信号分析电路，所述的控制信号分析电路的输出端连接时序分析电路的输入端，所述的时序分析电路的输出端连接驱动电路的输入端，所述的驱动电路的输出端连接可控硅的输入端，所述的可控硅的输出端连接驱动线圈；所述的电源电路的输出端连接整流电路的输入端，所述的整流电路的输出端连接充电电路的输入端，所述的充电电路的输出端连接储能电容的输入端，所述的储能电路的输出端分成两路：一路连接可控硅的输入端，另一路连接电压监测电路的输入端，所述的电压监测电路的输出端连接光电隔离芯片的输入端，所述的光电隔离芯片的输出端连接故障报警电路的输入端，所述的故障报警电路的输出端分成两路，一路连接充电控制电路，另一路连接控制信号分析电路，所述的高压开关位置监测电路的输出端连接故障信号电路的输入端。
进一步地：所述的分合闸信号电路包括一组逻辑芯片，用于对光纤信号和按钮信号进行分析，同时设置故障信号的逻辑限定关系。
进一步地：所述的控制主电路至少包括一个逻辑芯片，用于对充电控制信号与电容电压故障信号进行逻辑分析；至少包括一个单稳态触发器，用于电容充电控制信号、线圈工作状态的工作时序关系的运算。
进一步地：所述的充电主电路，以恒压充电的方式对储能电容进行充电。
进一步地：所述的整流电路至少包括一个二极管和一个反向二极管，用于在储能电容放电时对整流器件进行保护，至少包括一组直流电源。
进一步地：所述的电压监测电路至少包括电压比较器、稳压基准源、光继电器和MOSFET管，用于监测电压。
进一步地：所述的故障报警电路至少包括一个计时器和一个JK触发器，用于对储能电容电压故障的判断；至少包括一组逻辑芯片，用于分析信号，判定***是否处于故障状态；至少包括一个开关三极管，用于控制故障报警灯；同时设置高压开关位置开出继电器用于反馈高压开关位置状态信号。
进一步地：所述的高压开关位置监测电路至少包括2个红外传感器，用于判定高压开关的位置状态；至少包括一个开关三极管，用于控制开关位置指示灯；同时设置高压开关位置开出继电器用于反馈高压开关位置状态信号。
本发明的有益效果是：
本发明所涉及的一种快速响应的高压开关控制***，通过充电电路储能电容对电容进行恒压充电，并设计电压监测电路，通过高压开关位置监测电路、故障报警电路，对***工作状态进行实时监测，当***工作状态不正常时及时停止***工作并报警，提高***安全性能；通过分合闸信号电路，判断信号类型，为后续电路提供动作信号，不仅有光纤控制的远程控制方式，还有近端手动操作的功能，通过逻辑电路进行互锁保证了其信号的可靠性；控制主电路提供了电磁弹射线圈动作需要电能的开关控制信号，确定各部分工作时序问题，保证***工作不冲突，提高***运行的稳定性及安全性；电源电路经由整流电路对220V电压进行变压、整流、滤波、稳压，为逻辑芯片和可控硅的驱动提供稳压电源。
附图说明
图1为快速响应高压开关控制***的结构图；
图2为快速响应高压开关控制***的拓扑电路图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例1
结合图1和图2说明本实施例，在本实施例中，本发明所涉及的一种快速响应的高压开关控制***，它包括分合闸信号电路1、控制主电路2、充电主电路3、可控硅、驱动线圈、故障报警电路和高压开关位置监测电路；所述的分合闸信号电路1包括按键信号处理电路、光纤接收器和控制信号分析电路；所述的控制主电路2包括时序分析电路、驱动电路和充电控制电路；所述的充电主电路3包括电源电路、整流电路、充电电路、储能电容、电压监测电路和光电隔离芯片；所述的按键信号处理电路接收按键信号并将信号传输到控制信号分析电路，所述的光纤接收器接收光纤控制信号并将信号传输到控制信号分析电路，所述的控制信号分析电路的输出端连接时序分析电路的输入端，所述的时序分析电路的输出端连接驱动电路的输入端，所述的驱动电路的输出端连接可控硅的输入端，所述的可控硅的输出端连接驱动线圈；所述的电源电路的输出端连接整流电路的输入端，所述的整流电路的输出端连接充电电路的输入端，所述的充电电路的输出端连接储能电容的输入端，所述的储能电路的输出端分成两路：一路连接可控硅的输入端，另一路连接电压监测电路的输入端，所述的电压监测电路的输出端连接光电隔离芯片的输入端，所述的光电隔离芯片的输出端连接故障报警电路的输入端，所述的故障报警电路的输出端连接分成两路，一路连接充电控制电路，另一路连接控制信号分析电路，所述的高压开关位置监测电路的输出端连接故障信号电路的输入端。
更为具体地：所述的分合闸信号电路1通过逻辑芯片74LS27、74LS00、74LS11、74LS02的逻辑组合对光纤信号和按钮信号进行分析，同时考虑了故障信号的逻辑限定关系。
更为具体地：所述的控制总电路2通过型号为74LS02的逻辑芯片对充电控制信号与电容电压故障信号进行逻辑分析，利用型号为74LS221的单稳态触发器进行电容充电控制信号、线圈工作状态的工作时序关系的运算。
更为具体地：所述的充电总电路3，以恒压充电的方式对储能电容进行充电。
更为具体地：所述的整流电路使用型号为10A10的二极管整流，并设置反向二极管，起到在储能电容放电时对整流器件的保护作用，将220V电压经过变压、整流、滤波、稳压(型号为7805、7812、7815的稳压芯片)为电路提供+5V、+12V、+15V的电源。
更为具体地：所述的电压监测电路主要包括型号为LM393构成的电压比较器、型号为LM385-2.5的稳压基准源、型号为TLP241的非线性光继电器；电容充电的开关采用型号为2SK3799的高速MOSFET管。
更为具体地：所述的故障报警电路利用555计时器、型号为CD4027的JK触发器完成储能电容电压故障的判断；通过逻辑芯片74LS02、74LS08、74LS32分析信号(高压开关位置信号、储能电容电压故障信号)判定***是否处于故障状态，另外通过型号为8050的开关三极管控制故障报警灯，同时设置故障报警开出继电器反馈故障信号。
更为具体地：所述的高压开关位置监测电路通过在高压开关分、合闸处均放置型号为EE-SX671A的红外传感器用来判定高压开关位置状态，并且通过型号为8050的开关三极管控制开关位置指示灯，同时设置高压开关位置开出继电器反馈高压开关位置状态信号。

Claims (8)

1.一种快速响应的高压开关控制***，其特征在于，它包括分合闸信号电路(1)、控制主电路(2)、充电主电路(3)、可控硅、驱动线圈、故障报警电路和高压开关位置监测电路；所述的分合闸信号电路(1)包括按键信号处理电路、光纤接收器和控制信号分析电路；所述的控制主电路(2)包括时序分析电路、驱动电路和充电控制电路；所述的充电主电路(3)包括电源电路、整流电路、充电电路、储能电容、电压监测电路和光电隔离芯片；所述的按键信号处理电路接收按键信号并将信号传输到控制信号分析电路，所述的光纤接收器接收光纤控制信号并将信号传输到控制信号分析电路，所述的控制信号分析电路的输出端连接时序分析电路的输入端，所述的时序分析电路的输出端连接驱动电路的输入端，所述的驱动电路的输出端连接可控硅的输入端，所述的可控硅的输出端连接驱动线圈；所述的电源电路的输出端连接整流电路的输入端，所述的整流电路的输出端连接充电电路的输入端，所述的充电电路的输出端连接储能电容的输入端，所述的储能电路的输出端分成两路：一路连接可控硅的输入端，另一路连接电压监测电路的输入端，所述的电压监测电路的输出端连接光电隔离芯片的输入端，所述的光电隔离芯片的输出端连接故障报警电路的输入端，所述的故障报警电路的输出端分成两路，一路连接充电控制电路，另一路连接控制信号分析电路，所述的高压开关位置监测电路的输出端连接故障信号电路的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种快速响应的高压开关控制***，其特征在于，所述的分合闸信号电路(1)包括一组逻辑芯片，用于对光纤信号和按钮信号进行分析，同时设置故障信号的逻辑限定关系。
3.根据权利要求1所述的一种快速响应的高压开关控制***，其特征在于，所述的控制主电路(2)至少包括一个逻辑芯片，用于对充电控制信号与电容电压故障信号进行逻辑分析；至少包括一个单稳态触发器，用于电容充电控制信号、线圈工作状态的工作时序关系的运算。
4.根据权利要求1所述的一种快速响应的高压开关控制***，其特征在于，所述的充电主电路(3)，以恒压充电的方式对储能电容进行充电。
5.根据权利要求4所述的一种快速响应的高压开关控制***，其特征在于，所述的整流电路至少包括一个二极管和一个反向二极管，用于在储能电容放电时对整流器件进行保护，至少包括一组直流电源。
6.根据权利要求4所述的一种快速响应的高压开关控制***，其特征在于，所述的电压监测电路至少包括电压比较器、稳压基准源、光继电器和MOSFET管，用于监测电压。
7.根据权利要求1所述的一种快速响应的高压开关控制***，其特征在于，所述的故障报警电路至少包括一个计时器和一个JK触发器，用于对储能电容电压故障的判断；至少包括一组逻辑芯片，用于分析信号，判定***是否处于故障状态；至少包括一个开关三极管，用于控制故障报警灯；同时设置高压开关位置开出继电器用于反馈高压开关位置状态信号。
8.根据权利要求1所述的一种快速响应的高压开关控制***，其特征在于，所述的高压开关位置监测电路至少包括2个红外传感器，用于判定高压开关的位置状态；至少包括一个开关三极管，用于控制开关位置指示灯；同时设置高压开关位置开出继电器用于反馈高压开关位置状态信号。
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