CN202034767U - 一种三相电网的过流监测报警电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及监测报警的电子电路，尤其涉及对三相电网的过载电流进行监测报警的电子电路。本实用新型的三相电网的过流监测报警电路，包括：一三相电过流采集电路单元、一模拟开关电路单元、一A/D转换电路单元、一单片机控制电路单元、一无线发射电路单元、一显示电路单元、一看门狗电路单元、一电力线载波信号发生电路单元、以及一无线接收报警电路单元。本实用新型通过三相电过流采集电路单元监测电网的三相电线缆，并通过模拟开关电路单元和单片机控制电路单元实现三相过流巡检，以及通过无线发射电路单元和电力线载波信号发生电路单元实现无线和有线双向报警传输方式，实现一种具备双向报警传输的电网过流监测报警电路。

Description

一种三相电网的过流监测报警电路

技术领域

本实用新型涉及监测报警的电子电路，尤其涉及对三相电网的过载电流进行监测报警的电子电路。

背景技术

低压电网***通常是需要配置配电保护报警装置的。常见的配电保护装置有漏电保护报警装置、电流过载(过流)保护报警装置、过压保护报警装置、欠压保护报警装置等。其中的电流过载(过流)保护报警装置是用于监测电网的电流，以防止因用电设备的增多，负荷的加大会引起载流元件的过载。如果电网长时间处于过流状态，则将可能引发电气火灾，对生产、生活造成极大的影响。因此，对电网的过载电流进行监测报警，在其发生火灾前及时报警提示，将大大降低险情的发生。

而传统的三相电网的过流监测报警电路主要存在以下不足：仅利用总线式进行报警信号传输。利用有线线缆传输报警信号虽然能保证传输的可靠性，但是由于有些室外电气设备所处的位置不适合线缆进行布线，且移动的电气设备布线后的迁移将变得十分麻烦。

实用新型内容

因此，本实用新型提出一种具有无线信号传输和将报警信号耦合至电力线传输的三相电网的过流监测报警电路，可以确保报警传输的可靠，且避免重新布线的所带来的不足。

本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的三相电网的过流监测报警电路，包括：

一三相电过流采集电路单元，包括设置于三相电网的三相电线缆上的过流互感器及连接于各过流互感器输出端的传感信号处理电路模块，各传感信号处理电路模块输出连接于一模拟开关电路单元的输入端口；

一模拟开关电路单元，输入端连接于上述三相电过流采集电路单元的各输出端，输出端连接于一A/D转换电路单元；

一A/D转换电路单元，输入端连接于上述的模拟开关电路单元的输出端口，输出连接于一单片机控制电路单元；

一单片机控制电路单元，其输出端连接于一无线发射电路单元、一显示电路单元和一电力线载波信号发生电路单元，输入端连接于一看门狗电路单元；

一无线发射电路单元，输入端连接于上述的单片机控制电路单元，并通过其上所设的一天线发射无线报警信号；

一显示电路单元，连接于上述的单片机控制电路单元的输出端口；

一看门狗电路单元，输出连接于上述的单片机控制电路单元的端口；

一电力线载波信号发生电路单元，输入端连接于上述的单片机控制电路单元，输出耦合至电力线缆上；

以及一无线接收报警电路单元，通过其上所设的一天线接收上述的无线发射电路单元的无线报警信号，并通过连接于其上的扬声器发出声音报警。

进一步的，所述的三相电过流采集电路单元的传感信号处理电路模块具体是：并联的电阻R1、电容C7和并联电容C8、电容C9，及其中间串联的二极管D7组成的半波整流电路模块，经输入端串联的一电阻R2限流，电阻R1分压，二极管D7整流，向电容C8充电，再经过一电阻R13及由电阻R14、电容C10、电容C11并联组成的滤波积分电路模块，输出线性电压，经二极管ZW1限压后输出。

进一步的，所述的模拟开关电路单元4051的多路模拟开关芯片。

进一步的，所述的显示电路单元包括一LED指示灯模块和一LCD驱动电路模块。

进一步的，所述的看门狗电路单元是5045的看门狗芯片。

进一步的，所述的电力线载波信号发生电路单元是由2个时基电路组成的两个不同频率的振荡电路及耦合变压器组成高频调制脉冲信号发生电路。

本实用新型采用如上技术方案，通过三相电过流采集电路单元监测电网的三相电线缆，并通过模拟开关电路单元和单片机控制电路单元实现三相过流巡检，以及通过无线发射电路单元和电力线载波信号发生电路单元实现无线和有线双向报警传输方式，实现一种具备双向报警传输的电网过流监测报警电路。本实用新型不仅报警方式安全可靠，且因无需重新布线而带来的硬件成本降低的优势，解决了现代配电***布线、施工、控制智能化等难题，广泛应用于低压配电保护***。

附图说明

图1是本实用新型的电路模块框图；

图2是本实用新型一优选实施例的电路原理图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

参阅图1所示，本实用新型的三相电网的过流监测报警电路，包括：

一三相电过流采集电路单元1，包括设置于三相电网的三相电线缆上的过流互感器及连接于各过流互感器输出端的传感信号处理电路模块，各传感信号处理电路模块输出连接于一模拟开关电路单元2的输入端口；

一模拟开关电路单元2，输入端连接于上述三相电过流采集电路单元1的各输出端，输出端连接于一A/D转换电路单元3；

一A/D转换电路单元3，输入端连接于上述的模拟开关电路单元2的输出端口，输出连接于一单片机控制电路单元4；

一单片机控制电路单元4，其输出端连接于一无线发射电路单元5、一显示电路单元6和一电力线载波信号发生电路单元8，输入端连接于一看门狗电路单元7；

一无线发射电路单元5，输入端连接于上述的单片机控制电路单元4，并通过其上所设的一天线发射无线报警信号；

一显示电路单元6，连接于上述的单片机控制电路单元4的输出端口；

一看门狗电路单元7，输出连接于上述的单片机控制电路单元4的端口；

一电力线载波信号发生电路单元8，输入端连接于上述的单片机控制电路单元4，输出耦合至电力线缆上；

以及一无线接收报警电路单元9，通过其上所设的一天线接收上述的无线发射电路单元5的无线报警信号，并通过连接于其上的扬声器发出声音报警。

参阅图2所示，所述的三相电过流采集电路单元的传感信号处理电路模块具体是：并联的电阻R1、电容C7和并联电容C8、电容C9，及其中间串联的二极管D7组成的半波整流电路模块，经输入端串联的一电阻R2限流，电阻R1分压，二极管D7整流，向电容C8充电，再经过一电阻R13及由电阻R14、电容C10、电容C11并联组成的滤波积分电路模块，输出线性电压，经二极管ZW1限压后输出。所述的模拟开关电路单元4051的多路模拟开关芯片。所述的显示电路单元包括一LED指示灯模块和一LCD驱动电路模块。所述的看门狗电路单元是5045的看门狗芯片。所述的电力线载波信号发生电路单元是由2个时基电路组成的两个不同频率的振荡电路及耦合变压器组成高频调制脉冲信号发生电路。

本实用新型的三相电L1、L2、L3采用非晶电流互感器采集电流信号，当相线穿过电流互感器时，采集电流信号，所通过的电流越大，感应的交流电压随之越大，此电压信号经整流调整后，传送到模拟开关，进行分路循环检测，经单片机逻辑数据处理，实时显示当前电流值，当某一相线超过设定比较电流值时，即发生电流过载现象，发出声光报警信号，经RS485数据信号输出，传输到监控器，同时通过载波信号发生电路单元经电力线将载波报警信号传输至消防控制中心。下面以其中一路进行详细说明：

当L1相电流互感器感应到交流电压信号过大时，电流互感器L1次级会产生电压信号，先经过由电阻R1、电容C7、电容C8、电容C9、二极管D7组成的半波整流电路，经电阻R2限流，电阻R1分压，二极管D7整流，向电容C8充电；再经过由电阻R14、电容C10、电容C11组成的滤波积分电路，输出线性电压，经稳压二极管ZW1限压后输入模拟开关芯片IC2的第(13)脚。

由单片机芯片IC1控制切换切换模拟开关芯片IC2的路数选择，经切换后由模拟开关芯片IC2第3脚输出信号加到AD转换芯片IC3的第2脚，也就是A1点，由AD转换芯片IC3第5、6、7与单片机芯片IC1第35、36、37脚组成数据通信电路，由单片机芯片IC1读取AD转换芯片IC3所转换的数据信号，当L1感应采集的电流信号，A1点电位，经AD转换芯片IC3数据转换达到一定值(过流设定值)时，由单片机芯片IC1内部程序控制从25脚I/O口输出驱动信号，输出低电位信号经电阻R16使三极管VT1导通，输入到无线发射芯片IC6第2脚，无线发射芯片IC6为FDD-5发射模块，并送至无线发射芯片IC6的3脚，即调制信号输人端CP，对发射的高频信号进行调制，连接于其上的天线即对外发射已调制的高频电磁波的报警信号。

由无线接收芯片IC5、扬声器Y1、限流电阻R17和发光二极管LED1组成无线报警接收机控制电路，无线接收芯片IC5为JDD-5模块，无线接收芯片IC5音频信号输出端CPA(即4脚)直接驱动普通电动式扬声器Y1发声，同时数据输出端2脚输出高电平使发光二极管LED1得电发光，表示接收到分机的报警信号。

电力线载波发生电路由555芯片U1、555芯片U2、电阻R31、电阻R32、耦合变压器BT1等组成电力载波发射电路，当单片机芯片IC1第25脚输出低电位经电阻R22限流使三极管Q1导通，为555芯片U1和555芯片U2提供电源，芯片U1、U2分别是555时基电路组成的两个不同频率的振荡电路。第一块555芯片U1构成低频振荡电路，频率F1主要由电容C31、电阻R32决定，3脚输出频率为F1的低频信号。当555芯片U1的3脚输出高电平时，第二块555芯片U2构成的高频振荡电路工作，其振荡频率F2主要由C33、R34决定，且第二个的振荡频率F2远大于第一个的振荡频率F1，这样在第二块555芯片U2的3脚输出为振荡频率F2的脉冲调制信号。该调制信号通过由高频的三极管Q2、耦合变压器BT1、电容C35、电容C36组成的驱动电路在电力线上产生高频调制脉冲，高频调制脉冲信号经电力线传输至消防控制中心，由消防控制中心载波主机接收载波报警信号。

显示电路单元包括一LED指示灯模块和一LCD驱动电路模块。其中，LCD驱动电路模块由单片机芯片IC1、LCD驱动芯片U3等组成LCD显示驱动电路，由单片机芯片IC1第38、39、1、2、3脚与LCD驱动芯片U 3第3、4、5、6组成数据串行通信电路，由单片机芯片IC1向LCD驱动芯片U3发送数据信息，通过液晶屏(LCD)显示当前状态。同时，由限流电阻R15及发光二极管LED2组成的LED指示灯模块用于直观提示报警信号。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种三相电网的过流监测报警电路，其特征在于，包括：

一三相电过流采集电路单元(1)，包括设置于三相电网的三相电线缆上的过流互感器及连接于各过流互感器输出端的传感信号处理电路模块，各传感信号处理电路模块输出连接于一模拟开关电路单元(2)的输入端口；

一模拟开关电路单元(2)，输入端连接于上述三相电过流采集电路单元(1)的各输出端，输出端连接于一A/D转换电路单元(3)；

一A/D转换电路单元(3)，输入端连接于上述的模拟开关电路单元(2)的输出端口，输出连接于一单片机控制电路单元(4)；

一单片机控制电路单元(4)，其输出端连接于一无线发射电路单元(5)、一显示电路单元(6)和一电力线载波信号发生电路单元(8)，输入端连接于一看门狗电路单元(7)；

一无线发射电路单元(5)，输入端连接于上述的单片机控制电路单元(4)，并通过其上所设的一天线发射无线报警信号；

一显示电路单元(6)，连接于上述的单片机控制电路单元(4)的输出端口；

一看门狗电路单元(7)，输出连接于上述的单片机控制电路单元(4)的端口；

一电力线载波信号发生电路单元(8)，输入端连接于上述的单片机控制电路单元(4)，输出耦合至电力线缆上；

以及一无线接收报警电路单元(9)，通过其上所设的一天线接收上述的无线发射电路单元(5)的无线报警信号，并通过连接于其上的扬声器发出声音报警。

2.如权利要求1所述的三相电网的过流监测报警电路，其特征在于：所述的三相电过流采集电路单元的传感信号处理电路模块具体是：并联的电阻R1、电容C7和并联电容C8、电容C9，及其中间串联的二极管D7组成的半波整流电路模块，经输入端串联的一电阻R2限流，电阻R1分压，二极管D7整流，向电容C8充电，再经过一电阻R13及由电阻R14、电容C10、电容C11并联组成的滤波积分电路模块，输出线性电压，经二极管ZW1限压后输出。

3.如权利要求1所述的三相电网的过流监测报警电路，其特征在于：所述的模拟开关电路单元4051的多路模拟开关芯片。

4.如权利要求1所述的三相电网的过流监测报警电路，其特征在于：所述的显示电路单元包括一LED指示灯模块和一LCD驱动电路模块。

5.如权利要求1所述的三相电网的过流监测报警电路，其特征在于：所述的看门狗电路单元是5045的看门狗芯片。

6.如权利要求1所述的三相电网的过流监测报警电路，其特征在于：所述的电力线载波信号发生电路单元是由2个时基电路组成的两个不同频率的振荡电路及耦合变压器组成高频调制脉冲信号发生电路。

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