CN109994340B - 一种重动电路及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种重动电路及其控制方法，其中，重动电路包括阈值控制单元、电压限制单元和接点输出单元，所述阈值控制单元包括并联串接在跳闸线圈的电流回路中的四个阈值电阻；所述电压限制单元包括两组反向并联的二极管，每组二极管包括两个同向串联的二极管，所述阈值控制单元并联接入到所述电流回路中；所述接点输出单元包括并联的两个继电器，所述接点输出单元亦并联接入到所述电流回路中。实施本发明，可设置继电器动作阈值，有效防止继电器误动，且在电流较大时限制电压，保护继电器，降低对跳闸回路的影响，提供灵敏可靠的重动信号。
Description
技术领域
本发明涉及电力***自动化技术领域，尤其涉及一种重动电路及其控制方法。
背景技术
电力***自动化设备如安全稳定控制装置为准确判断出变电站间隔跳闸，需采用电气量结合开关量的判据，其中开关量为现场断路器开关跳闸信号。基于跳闸信号的判据要求信号动作灵敏可靠，虽然部分设备可通过继电保护等设备获取跳闸信号，但该信号不能完全反映断路器跳闸线圈的实际工作状态，存在一定的局限性。另外传统的断路器保护装置虽然可输出跳闸信号，但数量较少，无法满足实际需求，还需要配置单独的重动单元。
目前实现跳闸信号的重动方法有两种：1）通过对断路器保护装置的跳闸信号进行重动，实现数量上的要求，此种方式由于增加了一级电路，其明显的缺点是增加了延时，无法满足部分速动性要求较高的场合；2）直接在跳闸回路中增加中间电流型继电器，此种方案对电流型继电器要求较高，使用不当存在过热，烧毁继电器的风险，带来安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种重动电路及其控制方法，以满足跳闸信号灵敏性可靠性的要求，并同时提供足够数量的接点信号。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种重动电路，包括阈值控制单元、电压限制单元和接点输出单元，
所述阈值控制单元包括并联串接在跳闸线圈的电流回路中的四个阈值电阻；
所述电压限制单元包括两组反向并联的二极管，每组二极管包括两个同向串联的二极管，所述阈值控制单元并联接入到所述电流回路中；
所述接点输出单元包括并联的两个继电器，所述接点输出单元亦并联接入到所述电流回路中。
其中，所述阈值电阻为功率电阻，额定功率至少为3W。
其中，第一组二极管包括同向串联的第一二极管和第二二极管，第一二极管的正极与电流回路的电流正极输入端相连，第二二极管的负极与电流回路的电流负极输入端相连，第二组二极管包括同向串联的第三二极管和第四二极管，第三二极管的负极与电流回路的电流正极输入端相连，第四二极管的正极与电流回路的电流负极输入端相连。
其中，二极管为整流二极管，正向与反向电压限制在1.5V以内。
本发明还提供一种重动电路的控制方法，包括以下步骤：
通过调整阈值控制单元的阈值电阻阻值实现不同额定电流条件下，当输入电流达到设定阈值时，继电器接点闭合输出；或者通过调整阈值控制单元的阈值电阻阻值实现相同额定电流条件下，继电器动作电流阈值可调。
其中，输入电流反相时，继电器不动作。
其中，输入电流过大时多余的电流经过电压限制单元，并将电压限制在一定范围内。
其中，从跳闸线圈的电流回路输入端输入电流起，至继电器接点动作，时间延时小于15ms。
本发明实施例的有益效果在于：可设置继电器动作阈值，有效防止继电器误动，且在电流较大时限制电压，保护继电器，降低对跳闸回路的影响，提供灵敏可靠的重动信号。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一一种重动电路的结构示意图。
图2是本发明实施例一中在不同参数设置下的测试结构示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
请参照图1所示，本发明实施例一提供一种重动电路，包括阈值控制单元I、电压限制单元II和接点输出单元III，阈值控制单元I包括并联串接在跳闸线圈的电流回路中的四个阈值电阻（R1、R2、R3、R4）；电压限制单元II包括两组反向并联的二极管，每组二极管包括两个同向串联的二极管（D1、D2；D3、D4），所述阈值控制单元II并联接入到所述电流回路中；所述接点输出单元III包括并联的两个继电器（J1、J2），所述接点输出单元III亦并联接入到所述电流回路中。
具体地，阈值控制单元I、电压限制单元II与接点输出单元III均并联到跳闸线圈的电流回路中，阈值控制单元I中的阈值电阻R1~R4采用功率电阻，额定功率至少为3W；电压限制单元II中的二极管D1~D4采用整流二极管，正向与反向电压限制在1.5V以内，其中，第一组二极管包括同向串联的第一二极管D1和第二二极管D2，第一二极管D1的正极与电流回路的电流正极输入端相连，第二二极管D2的负极与电流回路的电流负极输入端相连，第二组二极管包括同向串联的第三二极管D3和第四二极管D4，第三二极管D3的负极与电流回路的电流正极输入端相连，第四二极管D4的正极与电流回路的电流负极输入端相连；接点输出单元III的第一继电器J1和第二继电器J2均包括一个常开接点（5，6）和一个常闭接点（7，8）。输入电流流经阈值控制单元I的阈值电阻R1~R4产生压降，经过电压控制单元II的二极管进行电压限制后为继电器线圈提供驱动电压，驱动两个继电器J1、J2进行多路接点输出。电压限制单元II的二极管限制继电器线圈电压，可以保护继电器，降低对跳闸回路的影响。接点输出单元III的两个继电器采用低额定电压继电器，以减少压降，降低对回路的影响。
当输入电流达到动作门槛后，继电器动作，常开接点闭合输出；输入电流继续增大，流经并联的阈值电阻R1、R2、R3、R4的电流增加，产生的压降升高，由于二极管是并联在电流回路中，其两端电压跟随升高，根据二极管的伏安特性曲线可知，正向电压到达死区电压后流过其电流迅速增加，多余电流经过二极管返回，从而起到限制电压作用，保护继电器线圈。
由于阈值控制单元、电压限制单元以及接点输出单元并联后串接到电流回路中，电流在各单元中按照阻值反比例分配，在设置阈值电阻R1～R4时应充分考虑继电器J1和J2线圈电阻的影响，电流过大时，考虑二极管非线性影响。
跳闸线圈的电流回路由于阻抗不同，通常有1A、2A、4A几种典型的额定电流值，额定值1A时，电路中各元件的参数如下：
R1~R4采用阻值为12Ω的额定功率为3W的直插功率电阻，D1~D4采用二极管1N5408；继电器J1、J2采用ST2-DC1.5V-H57。
额定值2A时，电路中各元件的参数如下：
R1~R4采用阻值为4.7Ω的额定功率为3W的直插功率电阻，D1~D4采用二极管1N5408；继电器J1、J2采用ST2-DC1.5V-H57。
额定值4A时，电路中各元件的参数如下：
R1~R4采用阻值为2Ω的额定功率为3W的直插功率电阻，D1~D4采用二极管1N5408；继电器J1、J2采用ST2-DC1.5V-H57。
不同参数下的测试结果见图2所示，由于器件的离散性，动作电流阈值存在一定范围，满足设定的30%~50%额定值，返回系数满足大于0.3。
相应于本发明实施例一的重动电路，本发明实施例二还提供其驱动方法，包括以下步骤：
通过调整阈值控制单元的阈值电阻阻值实现不同额定电流条件下，当输入电流达到设定阈值时，继电器接点闭合输出；或者通过调整阈值控制单元的阈值电阻阻值实现相同额定电流条件下，继电器动作电流阈值可调。举例而言，假如输入电流的额定值为1A，需要0.5A继电器就动作，则通过调整阈值控制单元的阈值电阻阻值可以实现；从另一个角度说来说，1A的额定输入电流，可以调节阈值控制单元的阈值电阻阻值，使继电器在设定的动作阈值如0.6A动作，或者使继电器在0.7A动作。
其中，输入电流反相时，继电器不动作；
其中，输入电流过大时多余的电流经过电压限制单元，并将电压限制在一定范围内。当电流流过阈值控制单元与继电器输出单元线圈所产生的压降超过继电器线圈的额定电压时，可认为电流过大。由于二极管属于非线性器件，随着其两端电压升高，流过其电流是非线性的，选择合适的二极管可以实现一个较宽电流范围。
从跳闸线圈的电流回路输入端输入电流起，至继电器接点动作，时间延时小于15ms。
通过上述说明可知，本发明实施例的有益效果在于：可设置继电器动作阈值，有效防止继电器误动，且在电流较大时限制电压，保护继电器，降低对跳闸回路的影响，提供灵敏可靠的重动信号。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种重动电路，其特征在于，包括阈值控制单元、电压限制单元和接点输出单元，
所述阈值控制单元包括并联串接在跳闸线圈的电流回路中的四个阈值电阻；
所述电压限制单元包括两组反向并联的二极管，每组二极管包括两个同向串联的二极管，所述阈值控制单元并联接入到所述电流回路中；
所述接点输出单元包括并联的两个低额定电压继电器，所述接点输出单元亦并联接入到所述电流回路中；输入电流流经所述阈值控制单元的阈值电阻产生压降，经过所述电压限制单元的二极管进行电压限制后为继电器线圈提供驱动电压，驱动两个继电器进行多路接点输出。
2.根据权利要求1所述的重动电路，其特征在于，所述阈值电阻为功率电阻，额定功率至少为3W。
3.根据权利要求1所述的重动电路，其特征在于，第一组二极管包括同向串联的第一二极管和第二二极管，第一二极管的正极与电流回路的电流正极输入端相连，第二二极管的负极与电流回路的电流负极输入端相连，第二组二极管包括同向串联的第三二极管和第四二极管，第三二极管的负极与电流回路的电流正极输入端相连，第四二极管的正极与电流回路的电流负极输入端相连。
4.根据权利要求3所述的重动电路，其特征在于，二极管为整流二极管，正向与反向电压限制在1.5V以内。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的重动电路的控制方法，包括以下步骤：
通过调整阈值控制单元的阈值电阻阻值实现不同额定电流条件下，当输入电流达到设定阈值时，继电器接点闭合输出；或者通过调整阈值控制单元的阈值电阻阻值实现相同额定电流条件下，继电器动作电流阈值可调，所述继电器为低额定电压继电器。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，输入电流反相时，继电器不动作。
7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，输入电流过大时多余的电流经过电压限制单元，并将电压限制在一定范围内。
8.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，从跳闸线圈的电流回路输入端输入电流起，至继电器接点动作，时间延时小于15ms。
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