CN108900101A - 一种自带保护功能的开关柜整流板 - Google Patents
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Abstract
一种自带保护功能的开关柜整流板，包括整流桥HQ1、整流桥Y1、整流桥M1、整流桥TO1，所述整流桥的输出端分别并联连接续流二极管；所述整流桥的输出回路分别设置有继电器用于控制输出回路的通断；所述整流桥的输出回路分别设置有霍尔电流互感器用于检测输出回路的电流。所述霍尔电流互感器的信号输出端分别连接单片机控制器U5的A/D转换口；所述继电器的线圈均连接达林顿晶体管阵U4，达林顿晶体管阵U4连接单片机控制器U5。本发明一种自带保护功能的开关柜整流板，增加了续流二极管和保护电路，有效的保证了整流板和外部设备的工作安全；增加外部通讯接口，方便查询故障回路。
Description
技术领域
本发明涉及一种开关柜整流板，具体是一种自带保护功能的开关柜整流板。
背景技术
开关柜是一种广泛应用于电力***各类变电所以及发电厂、工矿企事业高压配电设备。在开关柜正常使用过程中，断路器的分闸线圈、合闸线圈、储能电机等机构的电源来自于整流板。而目前在维护过程中，检修人员需要经常更换烧坏的整流板。
如说明书附图的图1中所示，为现有的KYN28开关柜整流板电路图，其存在以下弊端：
1）、由于整流板所带负载多为感性负载，在启动、关闭的瞬间会有很高的反向电压造成整流桥反向击穿而烧毁。
2）、现有整流板采用的是标称电流为10A的整流桥，在电机启动瞬间所产生的大电流，容易造成其烧毁。
3）、现有整流板在外部出现短暂性机械开关故障或永久性机械开关故障时，比如：分闸线圈、合闸线圈控制继电器触点粘连、或断开不及时照成整流桥过热烧毁。而单一的加大整流桥的规格提升过载电流，会造成分闸线圈、合闸线圈的烧毁。更换分闸线圈、合闸线圈的工作量，比更换一块整流板的工作量更大。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种自带保护功能的开关柜整流板，增加了续流二极管和保护电路，有效的保证了整流板和外部设备的工作安全；增加外部通讯接口，方便查询故障回路。
本发明采取的技术方案为：
一种自带保护功能的开关柜整流板，包括整流桥HQ1、整流桥Y1、整流桥M1、整流桥TO1、24V电源模块U3、单片机控制器U5；
所述整流桥HQ1、整流桥Y1、整流桥M1、整流桥TO1的输出端分别并联连接续流二极管D1、续流二极管D2、续流二极管D3、续流二极管D4；
所述整流桥HQ1、整流桥Y1、整流桥M1、整流桥TO1的输出回路分别设置有继电器K1、继电器K2、继电器K3、继电器K4；用于控制输出回路的通断；
所述整流桥HQ1、整流桥Y1、整流桥M1、整流桥TO1的输出回路分别设置有霍尔电流互感器CT1、霍尔电流互感器CT2、霍尔电流互感器CT3、霍尔电流互感器CT4；用于检测输出回路的电流；
所述霍尔电流互感器CT1、霍尔电流互感器CT2、霍尔电流互感器CT3、霍尔电流互感器CT4的信号输出端分别连接单片机控制器U5的A/D转换口；
所述继电器K1的线圈、继电器K2的线圈、继电器K3的线圈、继电器K4的线圈均连接达林顿晶体管阵U4，达林顿晶体管阵U4连接单片机控制器U5；
所述24V电源模块U3连接开关降压电路，开关降压电路连接线性稳压器件，线性稳压器件输出端分别连接单片机控制器U5、霍尔电流互感器CT1、霍尔电流互感器CT2、霍尔电流互感器CT3、霍尔电流互感器CT4；24v电源模块从整流板输入口取电后转换为24VDC，然后经过所述开关降压电路转换为5VDC，最后由所述线性稳压器件转换为3.3VDC给所述单片机控制器U5、所述霍尔电流互感器供电；
所述24V电源模块U3连接达林顿晶体管阵U4。
该整流板安装有继电器K5，继电器k5由外部信号控制，继电器K5线圈经由电阻R5到连接端子为第一种回路；继电器K5线圈经由电阻R5、电阻R6到连接端子为第二种回路；分别适用于外部控制信号电压为110vDC、外部控制信号电压为220vDC两种模式。
所述整流板预留有SPI接口。
所述开关降压电路包括降压稳压芯片U2，所述线性稳压器件包括集成稳压芯片U1，24v电源模块连接所述降压稳压芯片U2，所述降压稳压芯片U2连接集成稳压芯片U1。
所述单片机控制器U5采用STM32单片机。
本发明一种自带保护功能的开关柜整流板，增加了续流二极管和保护电路，有效的保证了整流板和外部设备的工作安全；增加外部通讯接口，方便查询故障回路。
附图说明
图1为背景技术中所述KYN28开关柜整流板电路图。
图2为本发明开关柜整流板主电路图；
图3为本发明开关柜整流板的24V电源模块电路图；
图4为本发明开关柜整流板的稳压电路图；
图5为本发明开关柜整流板的单片机控制器电路图；
图6为本发明开关柜整流板的工作流程图。
具体实施方式
如图2~图5所示，一种自带保护功能的开关柜整流板，包括安装在整流板上的四个整流桥HQ1、整流桥Y1、整流桥M1、整流桥TO1；整流桥HQ1、整流桥Y1、整流桥M1、整流桥TO1标称电流为25A。
所述整流桥HQ1、整流桥Y1、整流桥M1、整流桥TO1的输出端分别并联连接续流二极管D1、续流二极管D2、续流二极管D3、续流二极管D4；用于吸收来自感性器件产生的电压。
所述整流桥HQ1、整流桥Y1、整流桥M1、整流桥TO1的输出回路分别设置有继电器K1、继电器K2、继电器K3、继电器K4；用于控制输出回路的通断。
所述整流桥HQ1、整流桥Y1、整流桥M1、整流桥TO1的输出回路分别设置有霍尔电流互感器CT1、霍尔电流互感器CT2、霍尔电流互感器CT3、霍尔电流互感器CT4；用于检测输出回路的电流。
所述霍尔电流互感器CT1、霍尔电流互感器CT2、霍尔电流互感器CT3、霍尔电流互感器CT4的信号输出端分别连接单片机控制器U5的A/D转换口。
所述继电器K1的线圈、继电器K2的线圈、继电器K3的线圈、继电器K4的线圈均连接达林顿晶体管阵U4，达林顿晶体管阵U4连接单片机控制器U5。
所述24V电源模块U3连接开关降压电路，开关降压电路连接线性稳压器件，线性稳压器件输出端分别连接单片机控制器U5、霍尔电流互感器CT1、霍尔电流互感器CT2、霍尔电流互感器CT3、霍尔电流互感器CT4；24V电源模块U3从整流板输入口取电后转换为24VDC，然后经过所述开关降压电路转换为5VDC，最后由所述线性稳压器件转换为3.3VDC给所述单片机控制器U5、所述霍尔电流互感器供电。所述24V电源模块U3连接达林顿晶体管阵U4，由24V电源模块U3直接供电。
该整流板安装有继电器K5，继电器k5由外部信号控制，继电器K5线圈经由电阻R5到连接端子为第一种回路；继电器K5线圈经由电阻R5、电阻R6到连接端子为第二种回路；分别适用于外部控制信号电压为110vDC、外部控制信号电压为220vDC两种模式。
所述整流板预留有SPI接口，方便外部设备读取数据。可根据读取的故障代码判断是哪一个回路故障。
所述开关降压电路包括降压稳压芯片U2，所述线性稳压器件包括集成稳压芯片U1，24v电源模块连接所述降压稳压芯片U2，所述降压稳压芯片U2连接集成稳压芯片U1。
所述单片机控制器U5采用STM32单片机。
如图6所示，在程序中设定变量A1、A2、A3、A4，计时器T1、计时器T2、计时器T3、计时器T4。将AD转换口读取到的霍尔电流互感器CT1、霍尔电流互感器CT2、霍尔电流互感器CT3、霍尔电流互感器CT4信号的值分别赋值给A1、A2、A3、A4。设定常量a1、a2、a3、a4，t1、t2、t3、t4。
工作过程中，变量A1、A2、A3、A4分别代表当前通过霍尔电流互感器CT1、CT2、CT3、CT4的电流大小。T1、T2、T3、T4分别代表有连续电流通过霍尔电流互感器CT1、CT2、CT3、CT4的时间。
处理一：将当前通过电流互感器CT1、CT2、CT3、CT4的电流大小A1、A2、A3、A4分别与预先设定好的定值a1、a2、a3、a4进行比较。如果超过设定的电流值即通过继电器断开相应的回路。
处理二：将当前有连续电流通过电流互感器CT1、CT2、CT3、CT4的时间T1、T2、T3、T4分别与预先设定好的定值t1、t2、t3、t4进行比较。如果超过设定的时间即通过继电器断开相应的回路。
Claims (6)
1.一种自带保护功能的开关柜整流板，包括整流桥HQ1、整流桥Y1、整流桥M1、整流桥TO1、24V电源模块U3、单片机控制器U5；其特征在于：
所述整流桥HQ1、整流桥Y1、整流桥M1、整流桥TO1的输出端分别并联连接续流二极管D1、续流二极管D2、续流二极管D3、续流二极管D4；
所述整流桥HQ1、整流桥Y1、整流桥M1、整流桥TO1的输出回路分别设置有继电器K1、继电器K2、继电器K3、继电器K4；用于控制输出回路的通断；
所述整流桥HQ1、整流桥Y1、整流桥M1、整流桥TO1的输出回路分别设置有霍尔电流互感器CT1、霍尔电流互感器CT2、霍尔电流互感器CT3、霍尔电流互感器CT4；用于检测输出回路的电流；
所述霍尔电流互感器CT1、霍尔电流互感器CT2、霍尔电流互感器CT3、霍尔电流互感器CT4的信号输出端分别连接单片机控制器U5的A/D转换口；
所述继电器K1的线圈、继电器K2的线圈、继电器K3的线圈、继电器K4的线圈均连接达林顿晶体管阵U4，达林顿晶体管阵U4连接单片机控制器U5；
所述24V电源模块U3连接开关降压电路，开关降压电路连接线性稳压器件，线性稳压器件输出端分别连接单片机控制器U5、霍尔电流互感器CT1、霍尔电流互感器CT2、霍尔电流互感器CT3、霍尔电流互感器CT4；24v电源模块从整流板输入口取电后转换为24VDC，然后经过所述开关降压电路转换为5VDC，最后由所述线性稳压器件转换为3.3VDC给所述单片机控制器U5、所述霍尔电流互感器供电；
所述24V电源模块U3连接达林顿晶体管阵U4。
2.根据权利要求1所述一种自带保护功能的开关柜整流板，其特征在于：该整流板安装有继电器K5，继电器k5由外部信号控制，继电器K5线圈经由电阻R5到连接端子为第一种回路；继电器K5线圈经由电阻R5、电阻R6到连接端子为第二种回路；分别适用于外部控制信号电压为110vDC、外部控制信号电压为220vDC两种模式。
3.根据权利要求1所述一种自带保护功能的开关柜整流板，其特征在于：所述整流板预留有SPI接口。
4.根据权利要求1所述一种自带保护功能的开关柜整流板，其特征在于：所述开关降压电路包括降压稳压芯片U2，所述线性稳压器件包括集成稳压芯片U1，24v电源模块连接所述降压稳压芯片U2，所述降压稳压芯片U2连接集成稳压芯片U1。
5.根据权利要求1所述一种自带保护功能的开关柜整流板，其特征在于：所述单片机控制器U5采用STM32单片机。
6.如权利要求1-5所述任意一种自带保护功能的开关柜整流板，其特征在于：
将AD转换口读取到的霍尔电流互感器CT1、霍尔电流互感器CT2、霍尔电流互感器CT3、霍尔电流互感器CT4信号的值分别赋值给A1、A2、A3、A4，设定常量a1、a2、a3、a4，t1、t2、t3、t4；
工作过程中，变量A1、A2、A3、A4分别代表当前通过霍尔电流互感器CT1、CT2、CT3、CT4的电流大小，T1、T2、T3、T4分别代表有连续电流通过霍尔电流互感器CT1、CT2、CT3、CT4的时间；
将当前通过电流互感器CT1、CT2、CT3、CT4的电流大小A1、A2、A3、A4分别与预先设定好的定值a1、a2、a3、a4进行比较，如果超过设定的电流值即通过继电器断开相应的回路；
将当前有连续电流通过电流互感器CT1、CT2、CT3、CT4的时间T1、T2、T3、T4分别与预先设定好的定值t1、t2、t3、t4进行比较，如果超过设定的时间即通过继电器断开相应的回路。
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