CN205427682U - 一种用于调整多抽头电流互感器变比的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电流互感器相关技术领域，是一种用于调整多抽头电流互感器变比的控制装置，其包括耦合取能电源和变比切换控制电路，耦合取能电源包括取能单元、整流滤波电路和电压转换电路，取能单元的输出端与整流滤波电路的输入端连接，整流滤波电路的输出端与电压转换电路的输入端连接。本实用新型采用耦合取能电源不仅为变比切换控制电路提供电源而且能够实时监测被测电流大小，进一步通过变比切换控制电路调整电流互感器变比，比切换控制电路采用带有正反馈的射极跟随器，通过控制三极管的通断改变电阻分压比，构成正反馈，使电压比较器翻转后状态极为稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及电流互感器相关技术领域，特别是一种用于调整多抽头电流互感器变比的控制装置，主要用于调整宽量程多抽头电流互感器的变比自动切换。
背景技术
随着电力***的发展，高精度、宽量程的电流互感器被广泛应用于电网运行状态监测等领域，多抽头电流互感器为具有同一个铁芯和一次绕组，而二次绕组则分为多个匝数不同、各自独立的绕组，以满足同一负荷电流情况下不同变比、不同准确度等级的需要。
目前，多抽头电流互感器用于电网监测时，常采用多个采集通道同时监测各抽头对应调理电路输出信号，当一次侧电流较小未超过低量程通道量程时，为提高测量精度选取低量程通道数据作为采样数据；当一次侧电流较大超过低量程通道量程时选取高量程通道数据作为采样数据；该方式使监测设备功耗大大增加，且造成数据采集装置硬件资源的极大浪费。
发明内容
本实用新型的目的是，针对现有技术中多抽头电流互感器变比调整问题，提出一种用于调整多抽头电流互感器变比的控制装置，根据被测母线电流大小是否超过电流互感器当前量程实现变比的自动切换。
本实用新型的技术方案为：一种用于调整多抽头电流互感器变比的控制装置，包括耦合取能电源和变比切换控制电路，耦合取能电源包括取能单元、整流滤波电路和电压转换电路，取能单元的输出端与整流滤波电路的输入端连接，整流滤波电路的输出端与电压转换电路的输入端连接，变比切换控制电路包括保护电阻、第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻、电阻值可调节的第四分压电阻、第一上拉电阻、NPN三极管、稳压电容、电压比较器、光耦器件、续流二极管和继电器；继电器与电流互感器绕组连接，保护电阻的一端分别与整流滤波电路输出端连接和第一分压电阻连接，保护电阻的另一端分别与继电器和续流二极管的负极端连接，续流二极管的正极端分别与光耦器件和继电器连接，第一上拉电阻的一端与电压转换电路的输出端连接，第一上拉电阻的另一端与光耦器件连接，第一分压电阻的另一端与分别与第二分压电阻、电压比较器的负极端和稳压电容的正极端连接，第二分压电阻的另一端与稳压电容的负极端连接并接地，第三分压电阻的一端分别与NPN三极管的集电极和电压转换电路输出端连接，第三分压电阻的另一端分别与NPN三极管的发射极和第四分压电阻连接，第四分压电阻的另一端接地，第四分压电阻的电阻调节端与电压比较器的正极端连接，第二上拉电阻的一端与电压转换电路输出端连接，第二上拉电阻的另一端分别与NPN三极管的基极和电压比较器的输出端连接。
下面是对本实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：
上述电压转换电路包括过压保护电路和DC/DC模块，整流滤波电路的输出端与过压保护电路的输入端连接，过压保护电路的输出端与DC/DC模块的输入端连接。
上述耦合取能电源还包括双向瞬态抑制二极管，双向瞬态抑制二极管与整流滤波电路的输入端的两端并联连接。
本实用新型的优点是采用带有正反馈的射极跟随器，通过控制三极管的通断改变电阻分压比，构成正反馈，使电压比较器翻转后状态极为稳定，解决了现有技术中分压电阻比为固定值时继电器在门槛电压设定值附近因被测电流波动导致频繁切换的技术难题。
附图说明
图1是控制装置***框图。
图2是变比切换控制电路图。
图3是实施例一耦合取能电源结构框图。
图4是电压转换电路图。
图5是实施例二耦合取能电源结构框图。
附图中的编码分别为：1为电流互感器测量单元，2为变比切换控制电路，3为耦合取能单元，201为继电器，202为继电器控制电路，301为取能单元，302为整流滤波电路，303为电压转换电路，304为双向瞬态抑制二极管，R1为保护电阻，R2为第一上拉电阻，R3第一分压电阻，R4为第二分压电阻，R5为第三分压电阻，R6为第四分压电阻，R7为第二上拉电阻，C1为稳压电容，U1为光耦器件，Q1为NPN三极管，U2为电压比较器，VCC为电压转换电路输出端，JGND为模拟地，GND为数字地，3031为过压保护电路，3032为DC/DC模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示为控制装置***框图。控制装置包括耦合取能电源3和变比切换控制电路2，变比切换控制电路2通过继电器与电流互感器测量单元1连接，电流互感器测量单元1的A端和C端接入电流互感器后续调理电路中，继电器的常闭触电A-B点分别与电流互感器测量单元1的A端、B端连接，此时电流互感器测量单元1的二次线圈A-B被短路，二次线圈B-C接入调理电路电路；当变比切换控制电路2继电器动作时，常闭触电A-B点断开，二次线圈A-C接入调理电路电路。耦合取能电源3为变比切换控制电路2提供电源供给并能实时监测被测电流大小。
如图2所示为变比切换控制电路图。变比切换控制电路2包括保护电阻R1、第一分压电阻R3、第二分压电阻R4、第三分压电阻R5、电阻值可调节的第四分压电阻R6、第一上拉电阻R2、NPN三极管Q1、稳压电容C1、电压比较器U2、光耦器件U1、续流二极管D1和继电器201。在本实施例中，电压转换电路输出电压为5V，即VCC电压为5V，第三分压电阻R5为10KΩ，第四分压电阻R6为10KΩ，当被测电流较小时，电压比较器U2输出开路，二次线圈B-C接入电路，NPN三极管Q1基极导通，第三分压电阻R5被短路，电压比较器同相电压输入端为2.5V；当被测电流较大时，电压比较器反相电压输入端大于2.5V，电压比较器U2翻转，光耦器件U1导通，继电器201动作，二次线圈A-B接入电路，NPN三极管Q1基极截止，第三分压电阻R5接入电路，电压比较器U2同相电压输入端为1.25V，使电压比较器U2翻转后状态极为稳定，构成正反馈；反之，电压比较器U2反相电压输入端小于1.25V时，电压比较器U2输出开路。
如图3所示为耦合取能电源结构框图。耦合取能电源3包括取能单元301、整流滤波电路302和电压转换电路303。取能单元301由铁芯和取能线圈构成，铁芯套装在被测电流母线上，取能线圈均匀地绕置于铁芯上，根据电磁感应原理，取能线圈感应出交流电动势，经整流滤波电路302和电压转换电路303输出5V电压，为变比切换控制电路2供电。此外，整流滤波电路302输出端与变比切换控制电路2的第一分压电阻R3连接，实时反映被测电流大小，进一步动态调整电流互感器的变比。
如图4所示为电压转换电路图。电压转换电路303包括过压保护电路3031和DC/DC模块3032，整流滤波电路302的输出端与过压保护电路3031的输入端连接，过压保护电路3031的输出端与DC/DC模块3032的输入端连接。当过压保护电路3031检测到其输入电压大于设定值时，断开后续电路，用于保护后续电路免受瞬间过电压的破坏，DC/DC模块3032采用降压型电压转换器件，将电压输出调整为变比切换控制电路所需电压。
实施例二
如图5所示为本实施例耦合取能电源结构框图。与实施例一相比，耦合取能电源3还包括双向瞬态抑制二极管304，双向瞬态抑制二极管304与整流滤波电路302的输入端的两端并联连接。当取能线圈感应出的交流电动势出现过电压时双向瞬态抑制二极管304将两极的高阻抗变为低阻抗，吸收浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，防止受到过大的瞬时电压破坏或干扰击穿，保护后续电路。
以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (3)
1.一种用于调整多抽头电流互感器变比的控制装置，包括耦合取能电源和变比切换控制电路，耦合取能电源包括取能单元、整流滤波电路和电压转换电路，取能单元的输出端与整流滤波电路的输入端连接，整流滤波电路的输出端与电压转换电路的输入端连接，其特征在于，变比切换控制电路包括保护电阻、第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻、电阻值可调节的第四分压电阻、第一上拉电阻、NPN三极管、稳压电容、电压比较器、光耦器件、续流二极管和继电器；继电器与电流互感器绕组连接，保护电阻的一端分别与整流滤波电路输出端连接和第一分压电阻连接，保护电阻的另一端分别与继电器和续流二极管的负极端连接，续流二极管的正极端分别与光耦器件和继电器连接，第一上拉电阻的一端与电压转换电路的输出端连接，第一上拉电阻的另一端与光耦器件连接，第一分压电阻的另一端与分别与第二分压电阻、电压比较器的负极端和稳压电容的正极端连接，第二分压电阻的另一端与稳压电容的负极端连接并接地，第三分压电阻的一端分别与NPN三极管的集电极和电压转换电路输出端连接，第三分压电阻的另一端分别与NPN三极管的发射极和第四分压电阻连接，第四分压电阻的另一端接地，第四分压电阻的电阻调节端与电压比较器的正极端连接，第二上拉电阻的一端与电压转换电路输出端连接，第二上拉电阻的另一端分别与NPN三极管的基极和电压比较器的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的用于调整多抽头电流互感器变比的控制装置，其特征在于，电压转换电路包括过压保护电路和DC/DC模块，整流滤波电路的输出端与过压保护电路的输入端连接，过压保护电路的输出端与DC/DC模块的输入端连接。
3.根据权利要求1或2所述的用于调整多抽头电流互感器变比的控制装置，其特征在于，耦合取能电源还包括双向瞬态抑制二极管，双向瞬态抑制二极管与整流滤波电路的输入端的两端并联连接。
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