專利名稱：非電量重動電路及驅動方法
技術領域：
本發明涉及電力系統繼電保護中的一種非電量重動電路及驅動方法，以及采用本電路的非電量保護裝置。
背景技術：
運行于工業現場的主變壓器、電抗器等一般要求裝設瓦斯保護、壓力釋放、過溫保護等非電量保護。非電量保護大都安裝在戶外，陰雨天氣易使電纜受潮、絕緣降低，造成電纜接地，使回路輸入電壓達到額定直流電源電壓的50%，造成保護誤動。另外施工人員現場接線時，由于操作失誤，將交流線誤接入回路也會造成誤動。保護誤動可能造成大面積停電，使國家蒙受不必要的損失。根據國家電力調度通信中心組織制定的調繼〔2005〕222 號《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》(試行)繼電保護專業重點實施要求，所有涉及直接跳閘的重要回路應采用動作電壓在額定直流電源電壓的55 % 70 %范圍以內的中間繼電器，并要求其動作功率不低于5W。華北電網同時要求回路的額定動作時間小于 20mS，且加入220V交流電壓不動作。目前非電量保護重動方法主要有以下兩種1)直接通過中間繼電器實現重動；2) 在方法1)的基礎上，通過在回路中并接電阻增大啟動功率。以上兩種方法存在以下問題
1)由于中間繼電器的離散性，很難控制動作電壓在額定直流電源電壓的 70%范圍；
2)不滿足加入220V交流電壓不動作的要求；幻第一種方法啟動功率低，易造成誤動；第二種方法雖然提高了啟動功率，但很難達到5W，且啟動后并不切斷負載，使額定電壓下產生的功率遠大于啟動功率，所產生的熱量很大，長時間運行易燒毀元器件和印制板，并帶來安全方面的隱患。

發明內容
本發明的目的是提供一種非電量保護重動的電路及驅動控制方法，可以在滿足動作時間的基礎上，將動作電壓控制在一定范圍內；同時增大啟動功率，且啟動后立即切斷負載；并滿足在輸入220V交流電壓時，重動信號不出口。非電量重動的電路，其特征在于包括啟動單元、負載單元和出口單元，其中啟動單元由啟動繼電器、電容和二極管構成，啟動繼電器的線圈、二極管和電容并聯后的一端通過串聯另一個二極管和電阻再接直流電源的一端，并聯后的的另一端連接直流電源；負載單元由電阻串聯啟動繼電器的常閉接點構成，負載單元的兩端亦連接直流電源；出口單元由出口繼電器和啟動繼電器的常開接點串聯構成，出口單元兩端亦連接直流電源。如圖2所示，在啟動單元中，電容Cl和二極管D3可有效濾除50Hz交流電壓，使輸入220V交流電壓時，重動信號不出口。對于額定為IlOV直流的情況，在輸入220V交流電壓時，電容Cl并不能避免啟動繼電器Jl不動作，但啟動二極管D3由于雪崩擊穿效應有效消除加在啟動繼電器Jl的波峰，依此減小常開接點JlC的閉合時間，使得出口繼電器J2不能獲得足夠的能量出口。
其中，啟動單元中的電容采用鉭電容。其中，啟動單元中和電阻串聯的二極管采用齊納二極管。圖2的工作原理圖反映了啟動繼電器Jl線圈兩端的電壓Uj與輸入電壓U、和電阻 Rl串聯的二極管為齊納二極管，其反向擊穿電壓Ud的關系。在沒有齊納二極管Dl的情況下(虛線所示)，為滿足動作電壓范圍55%-70%，則啟動繼電器Jl的動作范圍必須控制在較小的范圍內Uj3-Uj4;齊納二極管Dl的作用使得該范圍變寬Ujl-Uj2，即對繼電器的離散性的要求降低，從而實現對動作電壓的有效控制。其中，負載單元中的電阻采用功率電阻，功率不小于5W。 一種非電量重動電路的驅動方法，在非電量重動的電路裝置下工作，非電量重動的電路包括啟動單元、負載單元和出口單元，啟動單元由啟動繼電器、電容和至二極管構成，啟動繼電器的線圈、二極管和電容并聯后的一端通過串聯另一個二極管和電阻再接直流電源的一端，并聯后的的另一端連接直流電源；負載單元由電阻串聯啟動繼電器的常閉接點構成，負載單元的兩端亦連接直流電源；出口單元由出口繼電器和啟動繼電器的常開接點串聯構成，出口單元兩端亦連接直流電源；其特征是沒有輸入電壓時，啟動繼電器的常閉接點閉合，常開接點打開，當輸入電壓為額定電壓的55% 75%時，常閉接點打開，常開接點閉合，此時出口單元的的出口繼電器動作。其中，輸入電壓為小于或等于220V交流電壓時，啟動繼電器的常閉接點閉合，常開接點斷開，出口單元的繼電器不動作。從輸入端加額定電壓時起，至出口繼電器的接點動作，時間延遲小于20ms。本發明的有益效果是設定啟動單元、負載單元和出口單元，設定啟動單元的中間繼電器具有離散性，能控制動作電壓在額定直流電源電壓的55 % 70 %，且滿足加入220V 交流電壓不動作的要求，防止非電量重動繼電器誤動；且啟動功率達到5W，能夠啟動后切斷負載，避免長時間運行易燒毀元器件和印制板，解決安全方面的隱患


為了對本發明作進一步說明，給出附圖圖1為本發明非電量重動電路的接線圖。圖2為本發明非電量重動電路的電壓變化曲線圖。
具體實施例方式如圖1電路原理圖所示，非電量重動電路包含啟動單元I、負載單元II和出口單元III。啟動單元由繼電器J1、電容Cl、二極管Dl、D3構成，負載單元由電阻R2和繼電器的常閉接點JlB構成，出口單元由繼電器J2和繼電器的常開接點JlC構成。電壓輸入正端通過電阻Rl和齊納二極管Dl接至繼電器Jl線圈的正端，電容Cl并聯到繼電器Jl線圈兩端，電阻R2和繼電器Jl的常閉接點JlB串聯后并聯到電壓輸入端，電阻R3、繼電器J2的線圈、繼電器Jl的常開接點JlC串聯后并聯到電壓輸入端。當輸入直流電壓達到動作門檻， 啟動繼電器Jl動作，其常閉接點JlB斷開切斷功率電阻R2，常開接點JlC閉合接通出口繼電器，使重動信號出口。啟動功率為啟動時啟動單元的功率和負載單元的功率之和，電阻R2是一個很大的負載，電阻R2是功率電阻，設定電阻阻值需要使得輸入電壓為額定電壓的55%時，輸入功率大于5W ；—旦啟動，常閉接點JlB斷開切斷功率電阻R2，避免長時間重載導致過熱。1、額定值220VDC時，電路中各元件的參數如下Dl采用齊納管1N4757A，D2、D3采用二極管1N4007 ；Cl采用鉭電容 CA30-100V-1UF, Jl 采用繼電器 ST1-DC48V，J2 采用 3 個 DSP2A-DC24V 繼電器串聯；Rl、R2、 R3 的阻值分別是 24ΚΩ、2· 7ΚΩ、10· 2ΚΩ。此參數下的測試結果見下表，表中顯示了不同的輸入電壓時的功率及動作情況。
權利要求
1.非電量重動電路，其特征在于包括啟動單元、負載單元和出口單元，其中啟動單元由啟動繼電器、電容和至二極管構成，啟動繼電器的線圈、二極管和電容并聯后的一端通過串聯另一個二極管和電阻再接直流電源的一端，并聯后的另一端連接直流電源；負載單元由電阻串聯啟動繼電器的常閉接點構成，負載單元的兩端亦連接直流電源；出口單元由出口繼電器和啟動繼電器的常開接點串聯構成，出口單元兩端亦連接直流電源。
2.由權利要求1所述的非電量重動電路，其特征在于啟動單元中的電容采用鉭電容。
3 由權利要求1所述的非電量重動電路，其特征在于啟動單元中和電阻串聯的二極管采用齊納二極管 。
4.由權利要求1所述的非電量重動電路，其特征在于負載單元中的電阻采用功率電阻，啟動功率大于5W。
5.一種非電量重動電路的驅動方法，在非電量重動的電路裝置下工作，非電量重動的電路包括啟動單元、負載單元和出口單元，啟動單元由啟動繼電器、電容和二極管構成，啟動繼電器的線圈、二極管和電容并聯后的一端通過串聯另一個二極管和電阻再接直流電源的一端，并聯后的的另一端連接直流電源；負載單元由電阻串聯啟動繼電器的常閉接點構成，負載單元的兩端亦連接直流電源；出口單元由出口繼電器和啟動繼電器的常開接點串聯構成，出口單元兩端亦連接直流電源；其特征是沒有輸入電壓時，啟動繼電器的常閉接點閉合，常開接點打開，當輸入電壓為額定電壓的55% 75%時，常閉接點打開，常開接點閉合，此時出口單元的的出口繼電器動作。
6.由權利要求5所述的一種非電量重動電路的驅動方法，其特征是當輸入電壓為額定電壓的55% 75%時，常閉接點打開；開接點閉合，此時出口單元的的出口繼電器動作時間小于20ms。
7.由權利要求5所述的一種非電量重動電路的驅動方法，其特征是輸入電壓為小于或等于220V交流電壓時，啟動繼電器的常閉接點閉合，常開接點斷開，出口單元的繼電器不動作。
全文摘要
非電量重動電路，包括啟動單元、負載單元和出口單元，其中啟動單元由啟動繼電器、電容和至二極管構成，啟動繼電器的線圈、二極管和電容并聯后的一端通過串聯另一個二極管和電阻再接直流電源的一端，并聯后的另一端連接直流電源；負載單元由電阻串聯啟動繼電器的常閉接點構成，負載單元的兩端亦連接直流電源；出口單元由出口繼電器和啟動繼電器的常開接點串聯構成，出口單元兩端亦連接直流電源。本發明用于電力系統繼電保護中的非電量保護重動，可有效控制動作電壓，增大啟動功率，并避免輸入交流電壓引起誤動。
文檔編號H02H3/06GK102377158SQ20101025281
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月11日 優先權日2010年8月11日
發明者馮亞東, 朱英魁 申請人:南京南瑞繼保工程技術有限公司, 南京南瑞繼保電氣有限公司