CN1728492A - 三相电压不平衡保护器 - Google Patents

Abstract

一种三相电压不平衡保护器属于低压三类电器，安装在三相四线线路的末端也就是分支单相线路前端，当中性线故障和三相电压不平衡时，可自动切断各分支单相线路。该保护器是由避雷装置(1)、降压整流(2)、并联稳压(3)、串联稳压(4)、取样电路(5)、单片机(6)、驱动线圈(7)、触头开关(8)、触头状态(9)组成。其技术特征为，单片机(6)电源是由三相四线的电压通过避雷装置(1)、降压整流(2)、并联稳压(3)串联稳压(4)供给，而驱动线圈(7)的电源则由并联稳压(3)直接提供；单片机(6)的数据采样则由取样电路(4)或触头状态(9)电路提供；单片机程序对采样数据处理并控制驱动线圈(7)，使触头开关(8)接通或切断各分支单相线路。

Description

三相电压不平衡保护器

技术领域：

本发明属于低压三类电器，主要涉及到三相四线低压供电***中，由中性线故障和三相电压不平衡等原因引起的单相线路过电压、欠电压的一种保护器。

背景技术：

在三相四线低压供电线路中，A、B、C三相线均于N线(中性线)形成回路，民用住宅的单相电源220V是由相线与中性线供给，在民用电源采用TN-S、TN-C-S、TN-C配电***中，由于中性线断线、中性线线阻过大、错相、高压线路断相、变压器故障等原因，均使单相线路电压高于220V或低于220V，导致单相设备被损坏。

在发达国家的低压配电***中，一般民用电源采用单相变压器配电***，在该配电***中没有中性线，不存在由中性线故障引起的单相过电压或欠电压问题。

我国民用电源采用TN-S、TN-C-S、TN-C配电***，目前最先进的保护技术是，在单相下游线路用户入口处(配电箱里)安装过、欠电压保护器，其技术效果为：当线路发生过、欠电压时自动切断线路，当线路恢复正常电压时自动接通线路，其典型代表为，中国发明专利ZL96117305.X单相全自动电位偏差保护器和00129110.6智能单相全自动电位偏差保护器，其缺点是一户安装一只，对整楼而言，成本较高。虽然中国专利已公开的87100154断零保护装置和92238514中性线电位偏移综合保护断路器，也具有中性线发生故障时能断开线路，但是其可靠性、稳定性、自身的安全性具有一定的不足，更不能在高压线路断相或变压器故障造成三相电压不平衡时断开下游线路。

发明内容：

本发明就是为了克服以上不足，提供一种安装在三相四线低压下游线路末端也就是分支单相上游线路前端(民用住宅楼配电柜里)，技术效果为，

1当中性线断线，保护器则切断各分支单相线路，并显示当前状态。

2当中性线线阻过大，致使单相线路电压偏移220±20，保护器则切断各分支单相线路，并显示当前状态。

3由高压线路故障致使低压三相线路电压不平衡，保护器则切断各分支单相线路，并显示当前状态。

4由电力变压器线圈故障致使低压三相线路电压不平衡，保护器则切断各分支单相线路，并显示当前状态。

5当三相线路电压缺相时，保护器则不切断各分支单相线路。

6内置电路抗瞬态过电压冲击超过4.5KV。

7正常工作电压方式有：

(1)A、B、C、N同时存在时，可正常工作。

(2)A、B、C同时存在而N断开，可正常工作。

(3)A、B存在或B、C存在或A、C存在而N断开，可正常工作。

(4)在N接通时，只要有A、B、C任何单相电压存在时，可正常工作。

8可在-35℃——+50℃环境温度下，正常工作。

9当分断触头发生故障时，可自动显示。

为达上述目的，本发明提出一种三相电压不平衡保护器的技术方案(图1)，该方案是由避雷装置(1)、降压整流(2)、并联稳压(3)、串联稳压(4)、取样电路(5)、单片机(6)、驱动线圈(7)、触头开关(8)、触头状态(9)组成。其技术特征为，单片机(6)电源是由三相四线的电压通过避雷装置(1)、降压整流(2)、并联稳压(3)串联稳压(4)供给，而驱动电路线圈(7)的电源则由并联稳压(3)直接提供；单片机(6)的数据采样则由取样电路(4)和触头状态(9)电路提供；单片机(6)的输出控制，则通过驱动电路线圈(7)使触头开关(8)动作；由编程实现技术指标。

上述避雷装置(1)由低频扼流圈和双极二极管组成，其技术特征是，低频扼流圈串联在输入相线里，然后与中性线之间并联抗瞬态冲击的双极二极管；降压整流(2)由电容和二极管组成，其技术特征是，电容分别串联在三相线路里，二极管对三相线路和中性线进行整流；并联稳压(3)由稳压二极管、2W至5W电阻、三极管组成，其技术特征是，三极管基极连接稳压二极管一端，三极管集电极串联2W至5W电阻；串联稳压(4)是由电阻、二极管、稳压二极管、三极管组成，其技术特征是，三极管基极串联稳压二极管和温度补偿二极管，三极管基极与集电极并联电阻；取样电路(5)是由二极管和电阻组成，技术特征是，由二极管串联电阻的支路连接在相线与单片机输入端之间；触头状态(9)是由二极管和电阻组成，技术特征是，由二极管串联电阻的支路连接在触头开关后级相线与单片机输入端之间；驱动线圈(7)是由电阻、三极管、继电器线圈或接触器线圈或分断器线圈组成，技术特征是，三极管基极串联电阻连接与单片机输出端，三极管集电极串联线圈；触头开关(8)是由继电器或接触器或分断器三组触头组成，技术特征是，三组触头分别串联在各分支单相线路里。

附图说明：

图1是本发明整体技术方案的特征示意图

图1中标号：

(1)、避雷装置  (2)、降压整流  (3)、并联稳压

(4)、串联稳压  (5)、取样电路  (6)、单片机

(7)、驱动线圈  (8)、触头开关  (9)、触头状态

图2是本发明实施例示意图

图2中标号：

A、B、C为相线，N为中性线；L为低频扼流圈；TVS为双极二极管；C为电容；T为三极管；D为二极管；DZ为稳压二极管；R为电阻；DPJ为单片机；J为继电器线圈或接触器线圈或分断器线圈；K为开关触头；DF为发光二极管。

下面结合实施例图2进一步说明，A、B、C三相线路的电压分别经过L1-L3低频扼流圈抗瞬态过电压的冲击，对残留过电压利用TVS1-TVS3双极二极管进一步吸收，正常电压经过C1--C3电容降压和D1--D8二极管整流，经过由DZ1稳压二极管、R2电阻、T2三极管组成的并联稳压电路稳压供给J线圈做驱动电源，经过由R3电阻、D11二极管、DZ2稳压二极管、T2三极管组成的串联稳压电路的电压供给DPJ单片机做控制电源，由D12、D13、D14二极管和R11、R12、R13、R14、R15、R16电阻组成的A、B、C三路取样于线路电压供给DPJ单片机处理，经DPJ单片机里的程序对三路电压分析后，通过R7电阻和T3三极管驱动J线圈，使三组K触头切断线路或接通线路，然后，通过由D16--D18二极管和R8--R10电阻对触头状态信号反馈给DPJ单片机做进一步的确认，通过DF显示当前故障状态。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的形式上的限制，凡是在看过本发明技术方案和实施例后，只在局部技术特征进行的任何改动，使本领域技术人员一目了然的技术，可视为等同替换，均属于本发明技术方案。

Claims (9)

1、一种三相电压不平衡保护器是由避雷装置(1)、降压整流(2)、并联稳压(3)、串联稳压(4)、取样电路(5)、单片机(6)、驱动线圈(7)、触头开关(8)、触头状态(9)组成。其技术特征为，单片机(6)电源是由三相四线的电压通过避雷装置(1)、降压整流(2)、并联稳压(3)串联稳压(4)供给，而驱动线圈(7)的电源则由并联稳压(3)直接提供；单片机(6)的数据采样则由取样电路(4)或触头状态(9)电路提供；单片机程序对采样数据处理并控制驱动线圈(7)，使触头开关(8)接通或切断各分支单相线路。

2、根据权力要求1所述的避雷装置(1)是由低频扼流圈和抗瞬态过电压的双极二极管组成，其技术特征是，低频扼流圈串联在相线里，双极二极管并联在扼流圈后级与中性线之间。

3、根据权力要求1所述的降压整流(2)是由电容和二极管组成，其技术特征是，电容对三相线路电压分别降压，二极管则对降压后电压和中性线电压均进行整流。

4、根据权力要求1所述的并联稳压(3)是由稳压二极管、2W至5W电阻、三极管组成，其技术特征是，三极管基极连接稳压二极管一端，三极管集电极串联2W至5W电阻。

5、根据权力要求1所述的串联稳压(4)是由电阻、二极管、稳压二极管、三极管组成，其技术特征是，三极管基极串联稳压二极管和温度补偿二极管，三极管基极与集电极并联电阻。

6、根据权力要求1所述的取样电路(5)是由二极管和电阻组成，技术特征是，由二极管串联电阻连接在相线与单片机输入端之间。

7、根据权力要求1所述的触头状态(9)是由二极管和电阻组成，技术特征是，由二极管串联电阻连接在触头开关后级与单片机输入端之间。

8、根据权力要求1所述驱动线圈(7)电路是由电阻、三极管、继电器或接触器线圈或分断器线圈组成，技术特征是，三极管基极串联电阻连接与单片机输出端，三极管集电极串联线圈。

9、根据权力要求1所述的触头开关(8)是由继电器或接触器或分断器三组触头组成，技术特征是，三组触头分别串联在各分支单相线路里。