CN203166469U - 相序保护继电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种相序保护继电器，包括相序检测电路、处理器和继电器执行电路，相序检测电路用于检测三相电源的电压和相位，当三相电源出现异常时，所述相序检测电路向所述处理器输出信号，处理器接收到该信号后，立马向所述继电器执行电路输出断开信号，从而控制所述动作控制机构断开。当电网出现三相电压严重不平衡、断相、相序错相、零线发生重复接地、电网某一相发生金属性短路接地同时人身触及电网另外两相线中的任一相，导致保护措施失效，危及人身安全时，该相序保护继电器能够快速动作作出跳闸切断电源的处理。

Description

相序保护继电器

技术领域

本实用新型涉及一种继电器，具体是一种相序保护继电器，属于电力设备保护技术领域。

背景技术

电能是一种重要的能源，广泛应用于生产与生活。随着人类的发展，人们对电力设备和日常生活电器的依赖性越来越强。随着用电量大幅增加，电器火灾事件剧增，人身触电事故时有发生，给国家和人民生命财产造成巨大损失，用电安全越来越受到重视。为了达到安全供电和安全用电的目的，国家相应部门制定了严格的电气安装规范来保障用电安全。产品制造商开始在低压配电控制设备中安装各种类型的安全保护设备，例如，针对人身触电安全安装剩余电流动作保护继电器或漏电开关；为保护电器设备安装的浪涌保护继电器、电压保护继电器、电流保护继电器、相序保护继电器等保护装置。

相序保护器是控制继电器的一种，能自动判别三相相序的保护继电器。正常情况下，A、B、C三相按此顺序排列，电动机按顺时钟运转，通常称为正序，反之为负序；特殊情况下，有些线路规定了相序的排列，如果电源相序发生变化，相序不符，输出继电器无法接通，所以就通过相序保护器判别三相相序，从而保护了设备，避免事故的发生。

中国专利文献CN2442386Y公开了一种断相与相序保护继电器，包括相序检测电路、电压比较器、电子开关和直流继电器。该现有技术能在三相电源出现断相、错相或线电压过低时，直流继电器动作；但是，线电压过高时，该直流继电器无法动作，容易导致设备毁坏。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中线电压过高时无法动作导致设备易被毁坏的技术问题，从而提供一种相序保护继电器。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种相序保护继电器，包括相序检测电路、处理器和继电器执行电路，其中，

相序检测电路，用于检测三相电源的电压和相位，当三相电源出现异常时所述相序检测电路向所述处理器输出信号；

处理器，当接收到所述相序检测电路的信号时，向所述继电器执行电路输出断开信号；当没有接收到所述相序检测电路的信号时，向所述继电器执行电路输出合闸信号；

继电器执行电路，输入端与所述处理器连接，输出端与动作控制机构连接，用于根据所述处理器输出的合闸/断开信号控制所述动作控制机构的合闸与断开动作。

所述的相序保护继电器，还包括用于远程控制所述相序保护继电器的远程控制电路。

所述的相序保护继电器，所述相序检测电路包括电阻R201～R211、R213、R214、R215、R218、R219，电容C201、C202，极性电容C203、C204，稳压二极管V209，电位器RP1，比较器U7A，二极管V205～V208，所述二极管V205～V208组成桥式整流器；三相电网的A相依次通过所述电阻R201、R202、所述电容C201与所述桥式整流器的第一输入端相连；三相电网的B相分成两个支路，其中一个支路通过所述电阻R204、R203与所述桥式整流器的第一输入端相连，另一个支路依次通过所述电阻R205、R206、所述电容C202与所述桥式整流器的第二输入端相连；三相电网的C相依次通过所述电阻R208、R207与所述桥式整流器的第二输入端相连; 所述桥式整流器的负极输出端接地，所述桥式整流器的正极输出端、所述电阻R209的一端同时与所述极性电容C203的正极连接，所述电阻R209的另一端同时接所述稳压二极管V209的负极、所述电位器RP1的电阻体的一端，所述极性电容C203的负极、所述稳压二极管V209的正极、所述电位器RP1的电阻体的另一端并联后接地；所述电位器RP1的动触点端依次通过所述电阻R214、R215接所述比较器U7A的负极输入端；所述电阻R214与所述电阻R215的公共端还同时接所述电阻R213的一端、所述极性电容C204的正极，所述电阻R213的另一端与所述极性电容C204的负极并联后接地；所述电阻R218的一端与所述电阻R211的一端连接后与所述比较器U7A的正极输入端相连，所述电阻R218的另一端与所述比较器U7A的电源端并联后接电源VCC,所述电阻R211的另一端、所述比较器U7A的接地端分别接地，所述比较器U7A的输出端接所述处理器。

所述的相序保护继电器，所述继电器执行电路包括二极管D12、D16、电容C13，电阻R34～R36，三极管Q1；所述二极管D12正极接所述处理器输出的合闸/断开信号，所述二极管D12负极通过所述电阻R34接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极接所述电阻R36的一端，所述电阻R36的另一端接所述二极管D16的正极，所述二极管D16的负极与所述三极管Q1的集电极分别接动作控制机构的两端；所述电容C13与所述电阻R35并联后一端共同接所述三极管Q1的基极，另一端与所述三极管Q1的发射极连接后共同接地。

所述的相序保护继电器，所述远程控制电路包括远程控制接线端子J6,光电耦合器OPT1、OPT2，二极管D18、D19，电阻R47、R48、 R49、R52，开关SW2、SW3;所述远程控制接线端子J6的管脚1和管脚5接地，管脚3接所述二极管D18的负极，所述二极管D18的正极接所述光电耦合器OPT1的光敏二极管负极输入端，所述光电耦合器OPT1的光敏二极管正极输入端通过电阻R49接电源VCC，所述光电耦合器OPT1的集电极输出端与所述开关SW3的一端连接后共同通过所述电阻R47接电源VCC，所述光电耦合器OPT1的发射极输出端接地，所述光电耦合器OPT1、所述开关SW3、所述电阻R47的公共端与所述处理器连接；所述远程控制接线端子J6的管脚6接所述二极管D19的负极，所述二极管D19的正极接所述光电耦合器OPT2的光敏二极管负极输入端，所述光电耦合器OPT2的光敏二极管正极输入端通过电阻R52接电源VCC；所述光电耦合器OPT2的集电极输出端与所述开关SW2的一端连接后共同通过所述电阻R48接电源VCC，所述光电耦合器OPT2的发射极输出端接地，所述光电耦合器OPT2、所述开关SW2、所述电阻R48的公共端与所述处理器连接。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

（1）本实用所述的相序保护继电器，包括相序检测电路、处理器和继电器执行电路，相序检测电路用于检测三相电源的电压和相位，当三相电源出现异常时所述相序检测电路向所述处理器输出信号，处理器接收到该信号后，立马向所述继电器执行电路输出断开信号，从而控制所述动作控制机构断开。当电网出现三相电压严重不平衡、断相、相序错相、零线发生重复接地、电网某一相发生金属性短路接地同时人身触及电网另外两相线中的任一相，导致保护措施失效，危及人身安全时，该相序保护继电器能够快速跳闸从而切断电源。

（2）本实用新型所述的相序保护继电器，还包括用于远程控制所述相序保护继电器的远程控制电路，实现对电网电路远程进行起动与停止操作，解决了现场环境恶劣无法进行人工操作的问题。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中，

 图1是本实用新型所述相序保护继电器的一个实施例结构示意图；

图2是图1所述实施例中相序检测电路的电路原理图；

图3是图1所述实施例中继电器执行电路的电路原理图；

图4是本实用新型所述相序保护继电器的另一个实施例结构示意图；

图5是图4所述实施例中远程控制电路的电路原理图。

图中附图标记表示为：1-相序检测电路，2-处理器，3-继电器执行电路，4-远程控制电路。

具体实施方式

实施例1：

本实用新型所述的相序保护继电器的一个实施例的结构如图1所示，其包括相序检测电路1、处理器2和继电器执行电路3。 

相序检测电路1用于检测三相电源的电压和相位，当三相电源出现异常时所述相序检测电路1向所述处理器2输出信号。三相电源的异常情况包括三相电压严重不平衡、断相、相序错相、零线发生重复接地、电网某一相发生金属性短路接地同时人身触及电网另外两相线中的任一相；其中，三相电压严重不平衡为电网电压大于上限预设阈值或者小于下限预设阈值，上限预设阈值为大于电网额定电压的一个值，下限预设阈值为小于电网额定电压的一个值，实际中确定一个数值较为困难，所以，在此，选择一个范围，上限预设阈值为高于电网额定电压的8%～13% ，下限预设阈值为低于电网额定电压的8%～13%。参见图2所示，所述相序检测电路1包括电阻R201～R211、R213、R214、R215、R218、R219，电容C201、C202，极性电容C203、C204，稳压二极管V209，电位器RP1，比较器U7A，二极管V205～V208，所述二极管V205～V208组成桥式整流器；三相电网的A相依次通过所述电阻R201、R202、所述电容C201与所述桥式整流器的第一输入端相连，所述桥式整流器的所述第一输入端为所述桥式整理器的1端；三相电网的B相分成两个支路，其中一个支路通过所述电阻R204、R203与所述桥式整流器的第一输入端相连，另一个支路依次通过所述电阻R205、R206、所述电容C202与所述桥式整流器的第二输入端相连，所述桥式整流器的所述第二输入端为所述桥式整理器的3端；三相电网的C相依次通过所述电阻R208、R207与所述桥式整流器的第二输入端相连; 所述桥式整流器的负极输出端接地，所述桥式整流器的所述负极输出端为所述桥式整理器的4端；所述桥式整流器的正极输出端、所述电阻R209的一端同时与所述极性电容C203的正极连接，所述桥式整流器的所述正极输出端为所述桥式整理器的2端；所述电阻R209的另一端同时接所述稳压二极管V209的负极、所述电位器RP1的电阻体的一端，所述极性电容C203的负极、所述稳压二极管V209的正极、所述电位器RP1的电阻体的另一端并联后接地；所述电位器RP1的动触点端依次通过所述电阻R214、R215接所述比较器U7A的负极输入端；所述电阻R214与所述电阻R215的公共端还同时接所述电阻R213的一端、所述极性电容C204的正极，所述电阻R213的另一端与所述极性电容C204的负极并联后接地；所述电阻R218的一端与所述电阻R211的一端连接后与所述比较器U7A的正极输入端相连，所述电阻R218的另一端与所述比较器U7A的电源端并联后接电源VCC,所述电阻R211的另一端、所述比较器U7A的接地端分别接地，所述比较器U7A的输出端接所述处理器2。

处理器2，当接收到所述相序检测电路1的信号时，向所述继电器执行电路3输出断开信号；当没有接收到所述相序检测电路1的信号时，向所述继电器执行电路3输出合闸信号。本实施例中，所述处理器2为Microchip公司的PIC单片机。

继电器执行电路3，输入端与所述处理器2连接，输出端与动作控制机构连接，用于根据所述处理器2输出的合闸/断开信号控制所述动作控制机构的合闸与断开动作。动作控制机构可以是继电器，也可以是脱扣器，本实施例中，动作控制机构为继电器，参见图3所示，本实施例中，所述继电器执行电路3包括二极管D12、D16、电容C13，电阻R34～R36，三极管Q1；所述二极管D12正极接所述处理器2输出的合闸/断开信号，所述二极管D12负极通过所述电阻R34接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极接所述电阻R36的一端，所述电阻R36的另一端接所述二极管D16的正极，所述二极管D16的负极与所述三极管Q1的集电极分别接继电器K1的两端；所述电容C13与所述电阻R35并联后一端共同接所述三极管Q1的基极，另一端与所述三极管Q1的发射极连接后共同接地。

当三相电网相序为正序时，V205～V208组成的桥式整流器无电压输出，当电网出现异常时，例如，当出现负序或三相电压不平衡度达到8%～13%时，比较器U7A第2端有电压输入，与比较器U7A第3端基准电压相比较，信号从R219送入单片机控制单元，单片机向所述继电器执行电路3输出断开信号，控制继电器K1断开，达到相序保护的目的。 

当电网出现三相电压严重不平衡、断相、相序错相、零线发生重复接地

电网某一相发生金属性短路接地同时人身触及电网另外两相线中的任一相，导致保护措施失效，危及人身安全时，该相序保护继电器能够快速动作作出跳闸切断电源的处理。

该相序保护继电器也可以与其他继电器集成，例如，与剩余电流动作保护继电器集成，能够减小低压开关控制设备的体积，降低成本，提高经济效益。

实施例2：

在实施例1的基础上，参见图4所示，相序保护继电器还包括用于远程控制所述相序保护继电器的远程控制电路4，本实施例中，参见图5所示，所述远程控制电路4包括远程控制接线端子J6,光电耦合器OPT1、OPT2，二极管D18、D19，电阻R47、R48、 R49、R52，开关SW2、SW3;所述远程控制接线端子J6的管脚1和管脚5接地，管脚3接所述二极管D18的负极，所述二极管D18的正极接所述光电耦合器OPT1的光敏二极管负极输入端，所述光电耦合器OPT1的光敏二极管正极输入端通过电阻R49接电源VCC，所述光电耦合器OPT1的集电极输出端与所述开关SW3的一端连接后共同通过所述电阻R47接电源VCC，所述光电耦合器OPT1的发射极输出端接地，所述光电耦合器OPT1、所述开关SW3、所述电阻R47的公共端与所述处理器2连接；所述远程控制接线端子J6的管脚6接所述二极管D19的负极，所述二极管D19的正极接所述光电耦合器OPT2的光敏二极管负极输入端，所述光电耦合器OPT2的光敏二极管正极输入端通过电阻R52接电源VCC；所述光电耦合器OPT2的集电极输出端与所述开关SW2的一端连接后共同通过所述电阻R48接电源VCC，所述光电耦合器OPT2的发射极输出端接地，所述光电耦合器OPT2、所述开关SW2、所述电阻R48的公共端与所述处理器2连接。

本相序保护器增设有启动与停止按键SW2、SW3，并可远程进行启动与停止控制，J6为远程控制接线端子，采用光耦隔离，外部控制引路与单片机控制单元进行了隔离，实现远程对电网电路进行启动与停止的操作。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种相序保护继电器，其特征在于，包括相序检测电路、处理器和继电器执行电路，其中，

相序检测电路，用于检测三相电源的电压和相位，当三相电源出现异常时所述相序检测电路向所述处理器输出信号；

处理器，当接收到所述相序检测电路的信号时，向所述继电器执行电路输出断开信号；当没有接收到所述相序检测电路的信号时，向所述继电器执行电路输出合闸信号；

继电器执行电路，输入端与所述处理器连接，输出端与动作控制机构连接，用于根据所述处理器输出的合闸/断开信号控制所述动作控制机构的合闸与断开动作。

2.根据权利要求1所述的相序保护继电器，其特征在于，还包括用于远程控制所述相序保护继电器的远程控制电路。

3.根据权利要求1或2所述的相序保护继电器，其特征在于，所述相序检测电路包括电阻R201～R211、R213、R214、R215、R218、R219，电容C201、C202，极性电容C203、C204，稳压二极管V209，电位器RP1，比较器U7A，二极管V205～V208，所述二极管V205～V208组成桥式整流器；三相电网的A相依次通过所述电阻R201、R202、所述电容C201与所述桥式整流器的第一输入端相连；三相电网的B相分成两个支路，其中一个支路通过所述电阻R204、R203与所述桥式整流器的第一输入端相连，另一个支路依次通过所述电阻R205、R206、所述电容C202与所述桥式整流器的第二输入端相连；三相电网的C相依次通过所述电阻R208、R207与所述桥式整流器的第二输入端相连; 所述桥式整流器的负极输出端接地，所述桥式整流器的正极输出端、所述电阻R209的一端同时与所述极性电容C203的正极连接，所述电阻R209的另一端同时接所述稳压二极管V209的负极、所述电位器RP1的电阻体的一端，所述极性电容C203的负极、所述稳压二极管V209的正极、所述电位器RP1的电阻体的另一端并联后接地；所述电位器RP1的动触点端依次通过所述电阻R214、R215接所述比较器U7A的负极输入端；所述电阻R214与所述电阻R215的公共端还同时接所述电阻R213的一端、所述极性电容C204的正极，所述电阻R213的另一端与所述极性电容C204的负极并联后接地；所述电阻R218的一端与所述电阻R211的一端连接后与所述比较器U7A的正极输入端相连，所述电阻R218的另一端与所述比较器U7A的电源端并联后接电源VCC,所述电阻R211的另一端、所述比较器U7A的接地端分别接地，所述比较器U7A的输出端接所述处理器。

4.根据权利要求3所述的相序保护继电器，其特征在于，所述继电器执行电路包括二极管D12、D16、电容C13，电阻R34～R36，三极管Q1；所述二极管D12正极接所述处理器输出的合闸/断开信号，所述二极管D12负极通过所述电阻R34接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极接所述电阻R36的一端，所述电阻R36的另一端接所述二极管D16的正极，所述二极管D16的负极与所述三极管Q1的集电极分别接动作控制机构的两端；所述电容C13与所述电阻R35并联后一端共同接所述三极管Q1的基极，另一端与所述三极管Q1的发射极连接后共同接地。

5.根据权利要求4所述的相序保护继电器，其特征在于，所述远程控制电路包括远程控制接线端子J6,光电耦合器OPT1、OPT2，二极管D18、D19，电阻R47、R48、 R49、R52，开关SW2、SW3;所述远程控制接线端子J6的管脚1和管脚5接地，管脚3接所述二极管D18的负极，所述二极管D18的正极接所述光电耦合器OPT1的光敏二极管负极输入端，所述光电耦合器OPT1的光敏二极管正极输入端通过电阻R49接电源VCC，所述光电耦合器OPT1的集电极输出端与所述开关SW3的一端连接后共同通过所述电阻R47接电源VCC，所述光电耦合器OPT1的发射极输出端接地，所述光电耦合器OPT1、所述开关SW3、所述电阻R47的公共端与所述处理器连接；所述远程控制接线端子J6的管脚6接所述二极管D19的负极，所述二极管D19的正极接所述光电耦合器OPT2的光敏二极管负极输入端，所述光电耦合器OPT2的光敏二极管正极输入端通过电阻R52接电源VCC；所述光电耦合器OPT2的集电极输出端与所述开关SW2的一端连接后共同通过所述电阻R48接电源VCC，所述光电耦合器OPT2的发射极输出端接地，所述光电耦合器OPT2、所述开关SW2、所述电阻R48的公共端与所述处理器连接。

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