低压台区智能保护控制器
【技术领域】本实用新型涉及一种低压电网台区的配电系统,具体涉及一种低压台区智能保护控制器。
【背景技术】现有的低压电网台区配电系统大部分都是用一个漏电保护器控制交流接触器或断路器的通断,这种台区配电系统不仅使用很不方便,往往一个小故障都要花费大量的人工和时间去排查,严重影响台区内居民和单位的生活、工作等正常用电,而且保护功能单一,仅有漏电在线检保护和短路在线检保护功能,因此,很容易发生电气安全事故,甚至引发电气火灾,虽然近来有故障预检技术问世,但很难装入台区配电系统中,不易推广使用。
【发明内容】为解决上述现有技术问题,本实用新型提供一种低压台区智能保护控制器,以便对低压电网台区的线路和设备进行全方位的、智能化的保护。不仅在台区通电运行时对台区内的短路、过电流、过电压、欠电压、漏电、缺相等故障进行在线检测,发生故障立即切断台区电源,还能在台区通电前对台区内存在的逆功、短路、过流、过压、欠压、漏电、缺相等故障进行预检,存在故障预检能自动锁定台区电源,在线检和预检都能告知故障内容、声光报警,在线检发现故障切断电源后,每间隔2分钟自动对台区内的线路进行一次预检,故障排除后,将自动合闸送电,如故障未排除,继续保持分闸断电状态,智能化程度高,保护功能全面,性价比高,安全方便的低压台区智能保护控制器。
为解决其技术问题,本实用新型采用的技术方案是:使台区控制三根相线通/断的断路器和控制中性线通/断的断路器都直接受本实用新型的锁定控制电路的控制,锁定控制电路还控制故障内容指示告知电路和声光报警电路、变压、整流、滤波电路输入连接至台区主电路的电源端,电压预检与在线检保护电路采样端连接至变压、整流、滤波电路的输出端,电压预检与在线检保护电路的输出端连接至锁定控制电路,缺相预检与在线检保护电路采样端连接至台区主电路的电源端,其输出端连接至锁定控制电路;逆功预检保护电路、短路、过流预检保护电路,漏电预检保护电路、过流、短路在线检保护电路,漏电在线检保护电路的采样端都接在台区主电路的负载端上,这些电路的输出端都连接至锁定控制电路。
1、所述过压欠压预检与在线检保护电路由分压电路和电压比较电路连接构成、分压电路连接至变压整流滤波电路输出端,进行电压取样,电压比较电路IC2B的过压输出信号接在锁定控制电路第二十二可控硅的控制极,第二十二个可控硅控制第十一继电器的导通吸合,而第十一继电器控制程序电路、预检电路、报警电路及其余继电器工作电源的通断;电压比较电路IC2A的欠压输出信号接至锁定控制电路第二十三可控硅的控制极,第二十三可控硅控制第十一继电器的导通吸合。
2、所述缺相预检与在线检保护电路由互感器,可调电阻、电容和二极管连接构成,三个线圈L1-1、L2-1、L3-1分别和另外三个线圈L1-2、L2-2、L3-2构成三个互感器,三个线圈L1-1、L2-1、L3-1都经电阻R1跨接在主电路电源端三根相线和中性线上,另外三个线圈L1-2、L2-2、L3-2分别经二极管接至锁定控制电路第八、第九、第十个三极管的基极,而第八、第九、第十个三极管都控制第十一继电器的导通吸合。
3、所述逆功预检保护电路由R22-R35,ZL5-ZL8,IC7和IC8连接构成,四个桥式整流电路ZL5-ZL8的输入端分别跨接在主电路负载端的A′、B′、C′、N′四线和主电路电源端的中性线N上,四个整流电路的输出端分别连接至光藕电路IC7的输入端,IC7的输出连接至IC8,IC8的四个输出端分别连接至锁定控制电路第十八、十九、二十、二十一可控硅的控制极,而第十八、十九、二十、二十一可控硅都控制第十一继电器的导通吸合。
4、所述短路、过流预检保护电路由R15、R16、R17、W1-W6、V1、V2、V3、J1-J5,IC6C、IC6D、IC6E连接构成、J1和J2的四组常开触点的一端分别连接在主电路负载端的A′、B′、C′、N′四线上,另一端分别接至锁定控制电路第十一、十二、十三个三极管的基极,而第十一、十二、十三个三极管都控制第十一继电器的导通吸合;J3和J4的三组常开触点的一端分别连接在主电路负载端的B′、C′、N′三线上,另一端分别接至锁定控制电路第十四、十五个三极管的基极,而第十四、第十五个三极管都控制第十一继电器的导通吸合;J5的两组常开触点的一端分别连接在主电路负载端的C′、N′两线上,另一端接至锁定控制电路第十六个三极管基极,而第十六个三个管控制第十一继电器的导通吸合。
5、所述漏电预检保护电路由R12、R13、R14、R18、V4、V5、V6、J6、J7、J8、IC5B、IC6A、IC6B、L4-1、L4-2、L5-1、L5-2、L6-1、L6-2,C28、C30、C32、W15、W16、W17、D9、D10、D11连接构成,L4-1和L4-2、L5-1和L5-2,L6-1和L6-2构成三个互感器,分别对主电路负载端A′、B′、C′三根相线的漏电值进行预检,L4-1、L5-1、L6-1的一端分别接在主电路负载端A′、B′、C′三根相线上,另一端分别经J6、J7、J8的常开触点接至电源变压器的输出端,同时电源变压器的输出端还经J6、J7、J8的常开常闭触点接在A′、B′、C′三根相线上,L4-2、L5-2、L6-2分别经二极管接至锁定控制电路第十一、十二、十三可控硅的控制极,而第十一、十二、十三可控都控制第十一继电器的导通吸合。
6、所述漏电在线检保护电路由ZCT4、D12、C34、W18连接构成,主电路负载端A′、B′、C′、N′四线同时穿过零序电流互感器ZCT4,ZCT4的次级ZCT4-1经二极管D12接至锁定控制电路第十四可控硅触发极,而第十四可控硅控制第十一继电器的导通吸合。
7、所述过流、短路在线检保护电路由ZCT1、ZCT2、ZCT3、ZL2、ZL3、ZL4、R36-R44、C9-C14、W9、W10、W11、DW1、DW2、DW3连接构成,三个电流互感器ZCT1、ZCT2、ZCT3分别穿接在主电路负载端A′、B′、C′三根相线上,分别对流过A′相,B′相,C′相的电流进行采样,三个电流互感器的次级分别经整流、滤波,分压电路和稳压二极管接至锁定控制电路第十五、十六、十七可控硅的控制极,而第十五、十六、十七可控硅都控制第十一继电器的导通吸合。
8、所述锁定控制电路由R47-R94、C27、C29、C31、C33、C35-C45、V8-V17、T11-T24、IC9-IC13,J11连接构成,三极管V8-V16的集电极都分别连接至或非门电路IC9的输入端,同时V8-V16的集电极还分别连接至可控硅T2-T10的触发极,T2-T10分别串接在故障内容指示发光二极管FD5-FD13的回路中,可控硅T11-T23分别串接在故障内容指示发光二极管FD14-FD26的回路中,T11-T23的阳极都分别接至与门电路IC10、IC11的输入端,IC9、IC10、IC11的输出端都分别接至与非门电路IC12的输入端、IC12的输出端接至第二十四可控硅T24的触发极,而T24串接在第十一继电器和IC13组成的通断回路中。
9、所述程序电路由单片机IC4及其外围元件连接构成,IC14第13脚输出经反相器连接控制第一个三极管及其第一、第二继电器,第一、第二继电器的工作开始对主电路负载端的A′相和B′相,A′相和C′相,A′相和N′线进行短路、过流预检,IC4第14脚输出经反相器连接控制第二个三极管及其第三、第四继电器,第三、第四继电器的工作、开始对主电路负载端的B′相和C′相,B′相和N′线进行短路、过流预检,IC4第15脚输出经反相器连接控制第三个三极管及其第五继电器,第五继电器的工作、开始对主电路负载端的C′相和N′线进行短路过流预检;IC4第16脚输出经反相器连接控制第四个三极管及其第六继电器,第六继电器的工作,开始对主电路负载端A′相进行漏电预检;IC4第17脚输出经反相器连接控制第五个三极管及其第七继电器,第七继电器的工作,开始对主电路负载端B′相进行漏电预检;IC4第18脚输出经反相器控制第六个三极管及其第八继电器,第八继电器的工作,开始对主电路负载端C′相进行漏电预检;IC4第19脚输出一路控制第七个三极管及其第十继电器,第十继电器的断电释放,将主电路上第二断路器控制线圈的电源接通,使主电路电源端的N线和负载端的N′线接通,另一路经反相器连接控制第一可控硅及其第九继电器,第九继电器的导通吸合,将主电路电源端的A、B、C三相和负载端的A′、B′、C′三相接通,并切断程序电路和预检电路的电源。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果表现如下:
1、本实用新型首次在低压电网台区实现了在台区合闸送电前对台区线路的缺相,逆功、短路、过流、过压、欠压、漏电等故障进行全面预检,台区线路存在故障,预检能自动锁定台区电源,指示告知故障内容,声光报警,同时兼有在通电运行中,对台区线路的缺相,过流、短路、过压、欠压、漏电等故障进行在线检,线路发生故障能立即切断台区电源,台区电源切断后,每间隔一段时间(0.5分钟到30分钟可调)自动对台区线路进行一次全面预检,直到故障已排除,自动使台区合闸送电。
2、本实用新型通过单片机与集成电路、可控硅、二极管、三极管、电阻、电容和继电器等元件的巧妙组合,使低压电网台区在合闸送电前自动按程序对台区的线路进行全面预检,在送电运行后自动对台区负载线路进行全面在线检,预检线路存在故障能锁定台区电源,在线检线路发生故障能立即切断台区电源,故障排除后,台区能自动合闸送电,故障未排除,台区电源继续被锁定,这就有效地防止了台区用电安全事故和电气火灾事故的发生,避免了生命财产的损失,同时还为排查线路故障提供了很大的方便,节省了大量的故障排查时间和人力,而现有的台区保护设备不仅保护功能单一,而且是台区先合闸送电,再发现短路或漏电故障后断开台区电源,这时有可能已造成生命财产的重大损失,再进行补救,为时已晚。加之本实用新型电路设计逻辑性强,智能化程度高,功能齐全,使用方便,性价比高,防灾性能好,便于推广应用。
【附图说明】图1为本实用新型结构示意方框图。
图2是为本实用新型机体盖板装配图。
图3是为本实用新型机体底座装配图。
图4为本实用新型实施例的电路结构图之一。
图5为本实用新型实施例的电路结构图之二。
图中:集成电路芯片的型号为:TC1:L7812,TC2:LM358,IC3:L7805,IC4:AT89C2051,IC5、IC6:CD4069,IC7:TLP521-4,IC8:LM339,IC9:CD4025,IC10、IC11:CD4082,IC12:CD4068,IC13:NE555。
【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
参照图1:低压电网台区的断路器16和断路器18的工作状态完全受锁定控制电路24的控制,同时锁定控制电路还控制故障内容指示告知电路26和报警电路25的工作状态;程序电路27配合锁定控制电路完成各项预检任务:变压、整流、滤波电路14接在主电路的电源端,过压、欠压预检与在线检保护电路15的采样端接至变压、整流、滤波电路的输出端,缺相预检与在线检保护电路17的采样端接至主电路的电源端,其输出端接至锁定控制电路24;逆功预检保护电路19,短路、过流预检保护电路20,漏电在线检保护电路22的采样都接至主电路的负载端,其输出端都接至锁定控制电路24;漏电预检保护电路21,过流、短路在线检保护电路23的采样端都接至主电路负载端的A′、B′、C′,其输出端都接至锁定控制电路24的输入端。
参见图2、图3。本实用新型主要由机体上的电源开关、复位按钮、指示灯、蜂鸣器、互感器、插头插座、进出接线端子、智能电控板和安装在主电路上的电流互感器、零序电流互感器电联接构成。它的特点是:机体的盖板1上设有电源开关6,复位按钮5、三相负载指示灯3、故障内容指示灯2、报警指示火灯4和蜂鸣器7、机体底座8内设有电控板9、三个电流互感器插头插座10、零序电流互感器插头插座11、六个互感器12和进出接线端子13、三个电流互感器安装在主电路负载端的三根相线上,零序电流互感器安装在主电路负载端三根相线和中性线上,智能电控板上焊接有锁定控制电路24,缺相预检与在线检保护电路17,过压、欠压预检与在线检保护电路15,逆功预检保护电路19,短路、过流预检保护电路20,漏电预检保护电路21,过流、短路在线检保护电路23,漏电在线检保护电路22,程序电路27,变压整流滤波电路14和故障指示告知电路26。
参见图4、图5,本实施例的电路组成是:缺相预检与在线检保护电路17由L1-1、L1-2、L2-1、L2-2、L3-1、L3-2、R1、D3、D5、D7、C16、C18、C20、W12、W13、W14构成,L1-1和L1-2,L2-1和L2-2,L3-1和L3-2构成三个互感器,L1-1、L2-1、L3-1的一端分别接至主电路电源端A、B、C三根相线上,另一端都经电阻R1接至主电路电源端N线上。由电阻R2-R8,可调电阻W7、W8,电容C1、C2、C3、二极管D1、D2、集成电路IC2构成过压、欠压预检与在线检保护电路15。逆功预检保护电路19由桥式整流电路ZL5-ZL8、R22-R35、光耦电路IC7和电压比较电路IC8构成,四个桥式整流电路的输入端分别跨接在主电路负载端A′、B′、C′、N′四线和主电路电源端N线之间。漏电预检保护电路21由L4-1、L4-2、L5-1、L5-2、L6-1、L6-2、R12、R13、R14、R18、V4、V5、V6、J6、J7、J8、D9、D10、D11、C28、C30、C32、W15、W16、W17构成,L4-1和L4-2,L5-1和L5-2,L6-1和L6-2构成三个互感器,继电器J6、J7、J8的六组常开触点分别将主电路负载端的A′、B′、C′三根相线经L4-1、L5-1、L6-1接入变压器B的次级绕组。漏电在线检保护电路22由ZCT4、D12、W18和C34构成,ZCT4安装在主电路负载端的A′、B′、C′、N′四线上。短路过流预检保护电路20由继电器J1-J5、R15、R16、R17、三极管V1、V2、V3、可调电阻W1-W6构成,J1-J5的九组常开触点分别将主电路负载端的A′相和B′相,A′相和C′相,A′相和N′线,B′相和C′相,B′相和N′线,C′相和N′线接入短路、过流预检电路。过流、短路在线检保护电路23由电流互感器ZCT1、ZCT2、ZCT3、桥式整流电路ZL2、ZL3、ZL4、电阻R36-R44、C9-C14、W9、W10、W11、稳压二极管DW1、DW2、DW3构成,三个电流互感器ZCT1、ZCT2、ZCT3分别安装在主电路负载端的A′、B′、C′三根相线上。由单片机IC4、R9、R10、C5、C6、C7和晶振CRY构成程序电路27,锁定控制电路24由R47-R94,三极管V8-V17、可控硅T11-T24、集成电路IC9-IC13、继电器J11构成。由T2-T10、R46、C15、C17、C19、C21-C26、FD5-FD26构成故障内容指示告知电路26。由闪光二极管FD1和蜂鸣器Y构成声光报警电路25。主电路负载指示灯FD2、FD3、FD4分别经电阻R19、R20、R21跨接在负载端A′、B′、C′三根相线和N′线之间,电源变压器B的初级接至主电路电源端的相线和中性线之间。主电路第一断路器CM1的控制线圈CM1-1的一端接至主电路电源端的相线,另一端经第九继电器J9的常开触点J9-1接至电源端的N线,主电路第二断路器CM2的控制线圈CM2-1的一端接至电源端的相线,另一端经第十继电器J10的常闭触点J10-1接至电源端的N线。
具体的电路工作原理如下:
合上电源开关K后,变压器B通电工作。其次级输出的交流低电压经ZL1、C1整流滤波,三端稳压IC1稳压后,给本实用新型提供直流工作电源,锁定控制电路上电后,如主电路的电源端和负载端无任何故障,则门电路IC9的九个输入端均为低电平,三个输出端均为高电平、门电路IC10、IC11的十六个输入端均为高电平、四个输出端均为高电平,IC12的八个输入端都为高电平,IC12第13脚输出为低电平,可控硅T24不会触发导通,IC13和继电器J11不会通电工作,处于断电释放状态。由于单片机IC4采用上电复位方式,IC4通电后按已设定好的程序开始工作:首先IC4第19脚输出的高电平使三极管V7导通,继电器J10通电吸合,J10的常闭触点J10-1断开,切断主电路第二断路器CM2控制线圈CM2-1的电源,CM2将主电路电源端N线和负载端N′线断开,为下面的预检工作作好准备。IC4第12脚输出低电平并保持一段时间,在此期间,本实用新型进行缺相、过压、欠压、逆功故障预检,如无缺相故障,则L1-2、L2-2、L3-2的感应电压使三极管V8、V9、V10处于饱和导通状态,或门电路IC9A的三个输入端均为低电平,其输出端为高电平,如无过压、欠压故障,则电压比较电路IC2A和IC2B输出的低电平可使可控硅T22、T23处于截止状态,四输入与门电路IC11B的四个输入端均为高电平,其输出端为高电平,如无逆功故障,则四个桥式整流电路ZL5-ZL8无电压输出,光耦电路IC7的四个输出端为高阻抗,电压比较电路IC8的四个负输入端电压都高于四个正输入端电压,其四个输出端为低电平,可控硅T18、T19、T20、T21截止,四输入与门电路IC11A的四个输入端均为高电平,其输出端也为高电平,而在缺相、过压、欠压、逆功故障预检期间,门电路IC9B、IC9C、IC10A、IC10B的输出端均为高电平,因此,与非电路IC12的八个输入端均为高电平,第13脚输出为低电平,可控硅T24截止,三极管V17截止,继电器J11不会通电吸合;IC4继续按程序工作,IC4第12脚回到高电平,第13脚输出低电平并保持一段时间,反相器IC6E输出高电平,三极管V1导通,继电器J1和J2通电吸合,J1和J2的四组常开触点J1-1、J1-2、J2-2、J2-1闭合,开始对台区负载端的A′相和B′相,A′相和C′相,A′相和N′线之间的短路、过流故障进行预检,如A′相和B′相,A′相和C′相,A′相与N′线之间都无短路、过流故障,则三极管V11、V12、V13仍处于饱和导通状态,三输入或门电路IC9B输出仍保持高电平,继电器J11不会通电吸合,IC4继续按程序工作,IC4第13脚回到高电平,J1、J2断电释放,完成对A′相和B′相、A′相和C′相、A′相和N′线之间的短路、过流预检任务,IC4第14脚输出低电平并保持一段时间,反相器IC6D输出高电平,三极管V2导通,继电器J3和J4通电吸合,J3和J4的三组常开触点J3-1、J3-2、J4-1闭合,开始台区负载端的B′相和C′相、B′相和N′线之间的短路、过流故障进行预检,如B′相和C′相、B′相和N′线之间无短路、过流故障,则三极管V14、V15仍处于饱和导通状态,三输入或门电路IC9C输出仍保持高电平,继电器J11不会通电吸合,IC4继续按程序工作,IC4第14脚回到高电平,J3、J4断电释放,完成对B′相和C′相、B′相和N′线之间的短路、过流预检任务,IC4第15脚输出低电平并保持一段时间,反相器IC6C输出高电平,三极管V3导通,继电器J5通电吸合,J5的两组常开触点J5-1、J5-2闭合,开始对台区负载端的C′相和N′线之间的短路、过流故障进行预检,如C′相和N′之间无短路,过流故障,则三极管V16仍处于饱和导通状态,IC9C输出仍保持高电平,J11仍不会通电吸合,IC4继续按程序工作,IC4第15脚回到高电平,J5断电释放,完成对C′相与N′线之间的短过、过流预检任务,IC4第16脚输出低电平并保持一段时间,反相器IC6B输出高电平,三极管V4导通、继电器J6通电吸合,J6的两组常开触点J6-1、J6-2闭合,开始对台区负载端的A′相进行漏电预检,如A′相无漏电故障,则L4-2的感应电压不能触发可控硅T11导通,T11继续处于截止状态,IC10A的输出仍保持高电平,J11仍不会通电吸合,IC4继续按程序工作,IC4第16脚回到高电平,J6断电释放,完成对A′相漏电预检任务,IC4第17脚输出低电平并保持一段时间,反相器IC6A输出高电平,三极管V5导通,继电器J7通电吸合,J7的常开触点J7-1、J7-2闭合,开始对台区负载端B′相进行漏电预检,如B′相无漏电故障,则L5-2的感应电压不能触发可控硅T12导通,T12继续处于截止状态,IC10A的输出仍保持高电平,J11仍不会通电吸合,IC4继续按程序工作,IC4第17脚回到高电平,J7断电释放,完成对B′相漏电预检任务,IC4第18脚输出低电平,并保持一段时间,反相器IC5B输出高电平,三极管V6导通,继电器J8通电吸合,J8的两组常开触点J8-1、J8-2闭合,开始对主电路负载端的C′相进行漏电预检,如C′相无漏电故障,则L6-2的感应电压不能触发可控硅T13导通,T13继续处于截止状态,JC10A的输出仍保持高电平,继电器J11不会通电吸合,IC4继续按程序工作,IC4第18脚回到高电平,J8断电释放,完成对C′相漏电预检任务。到此,在台区给负载端合闸送电前已完成了对台区线路进行缺相、过压、欠压、逆功、各种短路、过流、漏电的预检任务,且台区线路不存在上述任何故障,IC4第19脚输出低电平,使三极管V7截止,继电器J10断电释放,J10的常闭触点J10-1闭合,接通主电路第二断路器控制线圈MC2-1的电源,CM2将主电路电源端的N线和负载端的N′线接通,IC4第19脚输出的低电平还经反相器IC5A后输出高电平,可控硅T1导通,继电器J9通电吸合,J9第一组常开触点J9-1闭合,接通主电路第一断路器控制线圈MC1-1的电源,MC1将主电路负载端的电源接通,台区给负载端合闸送电,同时J9第二组常闭触点J9-2断开,切断程序电路和预检电路的电源,以保证在台区通电运行时,对台区线路不进行预检,只进行在线检。
缺相预检与在线检保护:当台区电源端上电而未给负载端合闸送电前,如电源端缺相,本实用新型将拒绝台区给负载端合闸送电,声光报警,并告知是哪一相缺电,在台区负载端正常通电运行后,如突然出现缺相故障,本实用新型将立即切断负载端的电源,再通过预检确认故障排除后,本实用新型自动使台区给负载端合闸送电,以确保台区的负载设备不因缺相故障而烧坏,从而避免因缺相故障而引发的电气火灾,其工作原理是:缺相预检是单片机IC4上电就开始,一直到IC4断电才结束,以A相为例,如缺A相时,互感器线圈L1-1因A相无电压而没有电流流过,感应线圈L1-2没有感应电压,三极管V8截止,指示缺A相故障的指示灯FD5通电发光,或门电路IC9A输出低电平,与非门电路IC12第13脚输出高电平,可控硅T24触发导通,延时电路IC13通电工作,IC13第3脚输出高电平,三极管V17导通,继电器J11通电吸合,J11第一组触点J11-1转换,其常闭触点断开,切断程序电路,预检电路和继电器J9的电源,如台区未给负载端合闸送电,则J9被锁定在断开状态,而J9第一组常开触点J9-1又控制断路器CM1,CM1将台区负载端和电源端锁定在断开状态,如台区负载端正在正常通电运行中(J9处于通电吸合状态),突然出现缺A相故障,则J9断电释放,J9第一组常开触点J9-1断开,切断第1断路器控制线圈CM1-1的电源,台区负载端A′、B′、C′三相和电源端A、B、C三相断开,同时J9第二组常闭触点J9-2闭合,为下步接通预检电路作准备,另外J11-1的常开触点闭合,闪光二极管FD1通电发出闪光报警信号,蜂鸣器Y通电发出报警声,J11第二组常开触点J11-2闭合,将可控硅T24的阳极和阴极短接,使T24中没有电流通过,为下一步切断IC13的电源作准备,经过IC13延时一段时间(改变电阻R91的阻值或电容C43的容量,就可调整延时时间的长短)后,IC13第13脚输出由高电平回到低电平,J11断电释放,J11第一组触点J11-1转换,其常开触点断开,切断报警电路电源,停止声光报警,其常闭触点闭合,接通程序电路,预检电路和J9的电源,重新开始按程序进行预检工作,同时J11第二组触点J11-2断开,切断IC13的电源,如缺A相故障未排除,将循环重复上述预检工作过程,如缺A相故障已排除,J11保持不通电吸合状态,本实用新型继续按程序进行下一步的预检工作。缺B相或缺C相时,工作原理与上述相同,不再赘述。
过压、欠压预检与在线检保护:当台区电源端上电而来给负载端送电前,如电源端电压过高或过低,本实用新型将拒绝台区给负载端合闸送电,声光报警并告知是过压故障或欠压故障,在台区负载端正常通电运行后,如突然出现过压或欠压故障,本实用新型将立即切断负载端的电源,再通过预检确认故障排除后,本实用新型自动使台区给负载端合闸送电,以确保台区负载端设备不因过压或欠压而烧坏,从而避免过压或欠压引发的电气火灾,其工作原理是:过压欠压预检是从单片机IC4上电就开始,一直到IC4断电才结束,当台区电源端电压过高时,变压器B次级的输出电压也随之过高,经桥式整流电路ZL1和电容C1后的电压跟着过高,电压比较电路IC2B正输入端的电压也随之过高,当高到大于负输入端电压时,其输出端7脚由低电平变成高电平,可控硅T22触发导通,过压故障指示灯FD25通电发光,同时与门电路IC11B第13脚由高电平变成低电平,与非门电路IC12第13脚输出由低电平变成高电平,可控硅T24触发导通,延时电路IC13电源接通,IC13第3脚输出高电平,三极管V17导通,继电器J11通电吸合,J11第二组常开触点J11-2闭合,将可控硅T24的阳极和阴极短路,使T24没有电流通过,为下一步切断IC13电源作好准备,J11第一组触点J11-1转换,其常开触点闭合,发出声光报警信号,其常闭触点断开,切断程序电路、预检电路和继电器J9的电源,如台区未给负载端合闸送电,则J9被锁定在断开状态,而J9第一组触点J9-1又将台区负载端和电源端锁定在断开状态;如台区负载端正在通电运行中(J9已处于通电吸合状态),突然出现过压故障,则J9断电释放,J9第二组常闭触点J9-2闭合,为下一步接通预检电路作准备,J9第一组常开触点J9-1断开,将台区电源端和负载端切断,经过IC13延时一段时间后,IC13第3脚输出由高电平变回低电平,J11断电释放,J11第二组常开触点J11-2断开,切断IC13的电源,J11第一组触点J11-1转换,其常开触点断开,停止声光报警,其常闭触点闭合,接通程序电路、预检电路和J9的电源,如过压故障未排除,将循环重复上述预检工作过程,如过压故障已排除,J11保持不通电吸合状态,本实用新型继续按程序进行下一步的预检工作;当台区电源端电压欠压时,变压器B次级的输出电压随之过低,电压比较电路IC2A负输入端电压因过低而小于正输入端电压,IC2A第1脚输出由低电平变成高电平,可控硅T23触发导通,欠压故障指示灯FD26通电发光,同时IC11B第13输出由高电平变成低电平,IC12第13脚输出由低电平变成高电平,J11通电吸合,J11第二组常开触点J11-2闭合,第一组触点J11-1转换,其常开触点闭合,发出声光报警信号,其常闭触点断开,切断程序电路,预检电路和J9的电源,如台区未给负载端送电,则J9将台区电源端和负载端锁定在断开状态,如台区负载端正在通电运行中,突然出现欠压故障,则J9断电释放,发出声光报警信号,切断台区负载端电源,IC13输出延时维持高电平一段时间后回到低电平,J11断电释放,停止声光报警,接通程序电路、预检电路和J9的电源,如欠压故障未排除,将循环重复上述预检工作过程,如欠压故障已排除,J11保持不通电状态,本实用新型继续按程序进行下一步的预检工作。
逆功预检保护:当台区电源端上电而未给负载端送电之前,本实用新型在进行短路、过流预检之前进行逆功预检,当另一供电系统的相线误接入台区负载端后,本实用新型将拒绝台区给负载端合闸送电、声光报警,并告知是那一相的逆功故障,从而避免了两个供电系统因合闸短路而引发的电气安全事故和电气火灾,其工作原理是:如负载端A′相误接入另一供电系统的火线,则桥式整流电路ZL5通电工作,光藕电路IC7输入端1、2脚有输入电压,其输出端16脚由高电平变成低电平,电压比较电路IC8A因负输入端电压低于正输入端电压,输出端2脚由低电平变成高电平,可控硅T21触发导通,A′相逆功故障指示灯FD24通电发光,与门电路IC11A输出低电平,与非门电路IC12第13脚输出高电平,IC13通电工作,继电器J11通电吸合,发出声光报警信号,切断程序电路、预检电路和J9的电源,J9将台区负载端和电源端锁定在断开状态,IC13延时维持输出高电平一段时间后回到低电平,J11断电释放,停止声光报警,接通程序电路,预检电路和J9的电源,如A′相逆功故障未排除,将循环重复上述预检工作过程,如A′相逆功故障已排除,J11保持不通电吸合状态,本实用新型继续按程序进行下一步的预检工作,B′相逆功、C′相逆功和N′线逆功预检保护原理与上述的A′相完全相同,不再赘述。
短路过流预检保护:当台区电源端上电而未给负载端送电之前,本实用新型首先进行缺相预检、过压、欠压预检、逆功预检,且台区线路无缺相、过压、欠压、逆功故障后,自动开始进行短路、过流预检,如负载端的A′、B′C′、N′四线之间存在短路过流故障,本实用新型将拒绝台区给负载端送电,声光报警,并告知是哪两线之间存在短路过流故障,从而防止了因电气短路、过流而引发的电气安全事故和电气火灾。其工作原理是:单片机IC4上电开始按程序工作,IC4第12脚输出低电平并保持一段时间,在此期间进行缺相、过压欠压、逆功预检,在线路没有缺相、过压、欠压、逆功故障的情况下,IC4第12脚回到高电平,第13脚输出低电平并保持一段时间,反相器IC6E输出高电平,三极管V1导通,继电器J1、J2通电吸合,J1和J2的四组常开触点J1-1、J1-2、J2-1、J2-2闭合,将台区负载端的A′相和B′相,A′相和C′相,A′相和N′线分别接入各自的短路过流预检保护电路,如A′相和B′相之间存在短路、过流故障,三极管V11因基极电压过低而截止,电流由VCC2-R53-W1-J1-2-B′相-A′相和B′相之间的短路、过流阻抗-A′相-J1-1-地,A′B短路过流故障指示灯FD8通电发光,或非门电路IC9B第6脚输出由高电平变成低电平,与非门电路IC12第13脚输出由低电平变成高电平,可控硅T24触发导通,IC13通电工作,继电器J11通电吸合,发出声光报警信号,切断程序电路、预检电路和J9的电源,J9将台区负载端和电源端锁定在断开状态,IC13延时维持输出高电平一段时间后,回到低电平,J11断电释放,停止声光报警,接通程序电路,预检电路和J9的电源,如A′相和B′相之间的短路,过流故障未排除,将循环重复上述预检工作过程,如A′相和B′相之间的短路,过流故障已排除,J11保持不通电吸合状态,本实用新型继续按程序进行下一步的预检工作,A′相和C′相,A′相和N′线的短路,过流预检原理完全和上述A′和B′的短路过流预检原理相同。如A′相和B′相,A′相和C′相,A′和N′线之间都不存在短路,过流故障,则J11不会通电吸合,IC4第13脚回到高电平,J1和J2断电释放,完成A′B′,A′C′,A′N′的短路,过流预检任务。IC4第14脚输出低电平并保持一段时间,反相器IC6D输出高电平,三极管V2导通、继电器J3和J4通电吸合,J3和J4的三组常开触点J3-1、J3-2、J4-1闭合,将台区负载端的B′相和C′相,B′相和N′线分别接入各自的短路,过流预检保护电路,如B′相和C′相之间存在短路,过流故障、三极管V14因基极电压过低而截止,电流由VCC2-R65-W4-J3-2-C′相-B′相和C′相之间的短路过流阻抗-B′相-J3-1-地,B′C′短路,过流故障指示灯FD11通电发光,或非门电路IC9C第10脚输出由高电平变成低电平,与非门电路IC12第13脚输出由低电平变高电平,IC13通电工作,继电器J11通电吸合,发出声光报警信号,切断程序电路、预检电路和J9的电源,J9将台区负载端和电源端锁定在断开状态,IC13延时维持输出高电平一段时间后回到低电平,J11断电释放,停止声光报警,接通程序电路、预检电路和J9的电源,如B′相和C′相之间的短路,过流故障未排除,将循环重复上述预检过程,如B′相和C′相之间的短路,过流故障已排除,J11不会通电吸合,本实用新型继续按程序进行下步的预检工作,B′相和N′线的短路,过流预检原理与上述B′相和C′相完全相同,如B′相和C′相,B′相和N′线之间都不存在短路,过流故障,则J11不会通电吸合,IC4第14脚回到高电平,J3和J4断电释放,完成B′C′,B′N′的短路,过流预检任务。IC4第15脚输出低电平并保持一段时间,反相器IC6C输出高电平,三极管V3导通,继电器J5通电吸合,J5的两组常开触点J5-1、J5-2闭合,将台区负载端的C′相和N′线接入短路,过流预检保护电路,如C′相和N′线之间存在短路,过流故障,则三极管V16因基极电压过低而截止,电流由VCC2-R73-W6-J5-2-N′线-N′线和C′相之间的短路过流阻抗-C′相-J5-1-地,C′N′短路,过流故障指示灯FD13通电发光,或非门电路IC9C第10脚输出由高电平变成低电平,与非门电路IC12第13脚输出由低电平变成高电平,IC13通电工作,继电器J11通电吸合,发出声光报警信号,切断程序电路,预检电路和J9的电源,J9将台区负载端和电源端锁定在断开状态,IC13延时维持输出高电平一段时间后回到低电平,J11断电释放,停止声光报警,接通程序电路、预检电路和J9的电源,如C′相和N′线之间的短路,过流故障未排除,将循环重复上述预检工作过程,如C′相和N′线之间的短路,过流故障已排除,J11不会通电吸合,本实用新型继续按程序进行下一步的预检工作,IC4第15脚回到高电平,J5断电释放,完成C′相和N′线之间的短路,过流预检任务。改变可调电阻W1、W2、W3、W4、W5、W6的阻值,就可调整台区负载端预检各相线之间短路,过流动作的设定值。
漏电预检保护:单片机IC4第15脚回到高电平,完成了全部负载线路的短路,过流预检任务,IC4继续按程序工作,开始进行漏电预检,如台区负载端A′、B′、C′三相有任何一根相线存在漏电故障,本实用新型将拒绝台区给负载端合闸送电,声光报警并告知是哪一根相线存在漏电故障,从而防止了因漏电引起的电气安全事故和电气火灾事故,其工作原理是:单片机IC4第16脚输出低电平并保持一段时间,反相器IC6B输出高电平,三极管V4导通,继电器J6通电吸合,J6的两组常开触点J6-1、J6-2闭合,变压器B次级输出的低压交流电流由B次级的一端-J6-2-R18-J6-1-L4-1-A′相-接地故障电阻-大地-台区电源端N线-B次级的另一端,当台区负载端相线A′存在接地电阻,且接地电阻较小时,流经互感器线圈L4-1的电流将使互感器感应线圈L4-2产生的感应电流达到让可控硅T11导通的触发电流,T11触发导通,A′相漏电故障指示灯FD14通电发光,与门电路IC10A第1脚输出由高电平变成低电平,与非门电路IC12第13脚输出由低电平变成高电平,IC13通电工作,继电器J11通电吸合,发出声光报警信号,切断程序电路,预检电路和J9的电源,J9将台区负载端和电源端锁定在断开状态,IC13延时维持输出高电平一段时间后回到低电平,J11断电释放,停止声光报警,接通程序电路、预检电路和J9的电源,如A′相的漏电故障未排除,将循环重复上述预检过程,如A′相的漏电故障已排除、J11不会通电吸合,本实用新型继续按程序进行下一步的预检工作,IC4第16脚回到高电平,J6断电释放,完成对A′相漏电预检任务,改变可调电阻W15和电阻R18的阻值,就可调整A′相漏电预检动作的设定值。IC4第16脚回到高电平后,第17输出低电平并保持一段时间,反相器IC6A输出高电平,继电器J7通电吸合,J7的两组常开触点,J7-1、J7-2闭合,变压器B次级输出的低压交流电流由B次级的一端-J7-2-R18-J7-1-L5-1-B′相-接地故障电阻-大地-台区电源端N线-B次级的另一端,当台区负载端相线B′相存在接地电阻且接地电阻较小时,互感器感应线圈L5-2产生的感应电流使可控硅T12触发导通,B′相漏电故障指示灯FD15通电发光,下面的工作过程和原理与A′相漏电预检完全相同,IC4第17脚回到高电平,J7断电释放,完成对B′相漏电预检任务,改变可调电阻W16和电阻R18的阻值,就可调整B′相预检漏电动作的设定值。IC4第17脚回到高电平后,第18脚输出低电平并保持一段时间,反相器IC5B输出高电平,继电器J8导通吸合,J8的两组常开触点J8-1、J8-2闭合,变压器B次级输出的低压交流电流由B次级的一端-J8-2-R18-J8-1-L6-1-C′相-接地故障电阻-大地-N线-B次级的另一端,当台区负载端C′相存在接地电阻,且接地电阻较小时,互感线圈L6-2产生的感应电流使可控硅T13触发导通,C′相漏电故障指示灯FD16通电发光,下面的工作过程和原理与A′相漏电预检完全相同,IC4第18脚回到高电平,J8断电释放,完成对C′相漏电预检任务,改变可调电阻W17和电阻R18的阻值,就可调整C′相预检漏电动作的设定值。
单片机IC4第18脚回到高电平,本实用新型已完成对台区线路的全部预检任务,且台区线路不存在缺相、过压、欠压、逆功、短路、过流、漏电故障,台区可以给负载端安全合闸送电。IC4第19脚输出低电平,继电器J10断电释放,J10的常闭触点J10-1闭合,主电路第2断路器CM2的常开触点闭合,将台区电源端的N线和负载端的N′线接通,反相器IC5A输出高电平,可控硅T1导通,继电器J9通电吸合,J9第一组常开触点J9-1闭合,将台区电源端和负载端接通,台区负载端开始通电运行。
漏电在线检保护:在台区负载端正常通电运行后,如负载端出现漏电故障时,本实用新型将立即切断负载端电源,并声光报警,告知故障内容,从而防止了接地电气故障引发的电气安全事故,其工作原理是:当台区负载端的对地漏电电流达到漏电动作设定值时,漏电互感ZCT4-1产生的感应电流经二极管D12,可调电阻W18和C34使可控硅T14触发导通,在线检漏电故障指示灯FD17通电发光,与门电路IC10A第1脚输出由高电平变成低电平,与非门电路IC12第13脚输出由低电平变成高电平,IC13通电工作,继电器J11通电吸合,发出声光报警信号,切断继电器J9的电源,J9断电释放,J9第二组常闭触点J9-2闭合,第一组常开触点J9-1断开,第一断路器CM1的控制线圈CM1-1断电,CM1的三组常开触点断开,将负载端A′、B′、C′三相与电源端A、B、C三相切断,IC13保持高电平输出一段时间后回到低电平,J11断电释放,停止声光报警,接通程序电路,预检电路和J9的电源,本实用新型开始对台区线路进行预检工作,如台区负载的漏电故障已排除,且不存在其它故障,经预检确认后,台区将给负载端自动合闸送电。改变可调电阻W18的阻值,就可调整台区负载端漏电动作的设定值。
过流短路在线检保护:在台区正常通电运行后,如负载端突然出现过流,短路故障,本实用新型将立即切断负载端电源,并声光报警,告知故障内容,从而防止了突发过流,短路故障而烧坏用电线路和用电设备。其工作原理是:台区负载端的三根相线A′、B′、C′分别穿过电流互感器ZCT1、ZCT2、ZCT3的中心孔,当A′相出现过流,短路故障时,ZCT1-1的感应电流经R36、ZL2、C9、R37、R38、C9、C10、W9使稳压二极管DW1反向击穿导通,可控硅T17触发导通,A′相过流短路故障指示灯FD20通电发光,与门电路IC10B第13脚输出由高电平变成低电平,与非门电路IC12第13脚输出由低电平变成高电平,IC13通电工作,继电器J11通电吸合,发出声光报警信号,切断J9的电源,J9第二组常闭触点J9-2闭合,第一组常开触点J9-1断开,切断负载端电源。IC13输出高电平保持一段时间后回到低电平,J11断电释放,停止声光报警,接通程序电路,预检电路和J9的电源,本实用新型开始对台区进行预检工作,改变可调电阻W9的阻值和稳压二极管DW1的稳压值,就可调整A′相过流,短路动作的设定值。当B′相、C′相出现过流,短路故障时,其工作过程和原理与A′相相同,不再赘述。