專利名稱：一種從高壓電源提取工作電源的轉(zhuǎn)換模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自供工作電源的微機綜合保護裝置，尤其涉及一種 從高壓電源提取工作電源的轉(zhuǎn)換模塊。
背景技術(shù)：
常規(guī)供、配電設(shè)備二次微機型保護和計量及自控裝置通常由外部供 給直流或交流穩(wěn)壓電源，再通過裝置內(nèi)部的逆變電源轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣ǖ闹绷?工作電源。而在一些工作環(huán)境惡劣、偏遠地區(qū)的變電站，由于造價成本 的原因，外部無法提供直流或交流穩(wěn)壓電源，常規(guī)微機型繼電保護裝置 就無法投入正常使用，所以與之相配套的體積小、功能全、無外部電源 的微機保護裝置急待研發(fā)推廣。
珠海瑞捷電氣有限公司針對以上要求，利用最新VV信號變換和高 效的CT 二次取電技術(shù)研制出來一款新產(chǎn)品開發(fā)出了 RDW系列自供電智 能型轉(zhuǎn)換模塊。自供電智能型轉(zhuǎn)換模塊主要通過保護電流互感器的測量 繞組供電，對互感器不需考慮精度要求，裝置的啟動功率為0.2VA。當(dāng) 一次側(cè)高壓帶電時，保護電流互感器的測量繞組感應(yīng)電流通過裝置內(nèi)部 轉(zhuǎn)換成電壓并整流濾波后，提供給外部裝置穩(wěn)定的工作電源，保護裝置 處于正常工作狀態(tài)。這種模塊非常適合與安裝在自配中轉(zhuǎn)變電站、地區(qū) 變電站和配電站，能很好地與地區(qū)變電站和配電站常規(guī)供、配電設(shè)備二 次微機型保護和計量裝置相配套，與常規(guī)設(shè)備相比，無論結(jié)構(gòu)工藝、功 能性能、絕緣耐壓、高低溫、EMC防護等可靠性指標等都要好很多。
隨著充氣柜的應(yīng)用越來越廣泛，充氣柜體積小、耐惡劣環(huán)境性強、維護簡單的優(yōu)點也逐漸為用戶所認同；由于其安裝區(qū)域大多均無直流或 交流穩(wěn)壓電源，也對自供電模塊產(chǎn)生較大需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種體積 小、功能全、無外部電源的、從高壓電源提取工作電源的轉(zhuǎn)換模塊。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明包括取電元件、轉(zhuǎn)換模塊，所
述取電元件為三個相同的電流互感器，所述三個相同的電流互感器的一
次側(cè)繞組分別串聯(lián)在高壓電源三相相線中，所述三個相同的電流互感器
的二次側(cè)繞組分別與所述轉(zhuǎn)換模塊的對應(yīng)端子連接，所述轉(zhuǎn)換模塊包括
三個相同的整流電路、指示電路、鋰電池、控制電路模塊和十個端子Al、
A2、 Bl、 B2、 Cl、 C2、 D、 E、 F、 N，所述三個相同的整流電路中每
個整流電路分別包括電阻R、電容C、 二極管D、整流橋Z，所述整流
橋的交流輸入端并聯(lián)所述電阻R后通過端子A1、 A2或B1、 B2或C1、
C2與所述電流互感器的二次側(cè)繞組連接，所述整流橋的直流輸出正極端
連接所述電容C的正極端并連接所述二極管D的正極，所述整流橋的直
流輸出負極端連接所述電容C的負極端并與共地連接，所述三個相同的
整流電路中的各整流電路聯(lián)接相同，所述三個相同的整流電路中的所述
二極管D的負極相連接后成為工作電源輸出端并與所述控制電路模塊連
接，所述指示電路包括正常工作指示燈T1和充電指示燈T2，所述正常
工作指示燈Tl的一端與所述工作電源輸出端連接，另一端接共地，所
述充電指示燈T2的一端與所述控制電路模塊連接，另一端接共地，所
述鋰電池的正極與所述控制電路模塊連接，所述鋰電池的負極接共地，所述控制電路模塊與所述端子D、 E、 F連接，所述端子D連接工作電 源輸出端，所述端子E為外部開入量觸發(fā)端子，所述端子F為開關(guān)合分 閘狀態(tài)端子，所述端子N為共地端子。
所述控制電路模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、輸入輸出電路、程序存儲區(qū)、 靜態(tài)存儲器、定值存儲區(qū)、定時器、中斷控制器串行口、 CPU，上述各 部分對應(yīng)連接組成單片機，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對應(yīng)連接著所述端子Al、 A2、 Bl、 B2、 Cl、 C2，所述端子Al、 A2、 Bl、 B2、 Cl、 C2對應(yīng)適
配連接所述所述三個相同的電流互感器的二次側(cè)繞組，所述輸入輸出電 路與端子D、 E、 F連接，端子N為所述從高壓電源提取工作電源的轉(zhuǎn)
換模塊的共地端子。
本發(fā)明的有益效果是由于本發(fā)明包括取電元件、轉(zhuǎn)換模塊，所述 取電元件為三個相同的電流互感器，所述三個相同的電流互感器的一次 側(cè)繞組分別串聯(lián)在高壓電源三相相線中，所述三個相同的電流互感器的 二次側(cè)繞組分別與所述轉(zhuǎn)換模塊的對應(yīng)端子連接，所述轉(zhuǎn)換模塊包括三 個相同的整流電路、指示電路、鋰電池、控制電路模塊，所述控制電路 模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、輸入輸出電路、程序存儲區(qū)、靜態(tài)存儲器、定 值存儲區(qū)、定時器、中斷控制器串行口、 CPU，上述各部分對應(yīng)連接組 成單片機，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對應(yīng)連接著所述所述三個相同的電流互感 器的二次側(cè)繞組，所述輸入輸出電路連接外部開入量觸發(fā)端子和開關(guān)合 分閘狀態(tài)端子及輸出電壓，所以本發(fā)明是一種體積小、功能全、無外部 電源的、從高壓電源提取工作電源的轉(zhuǎn)換模塊，本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于電 力系統(tǒng)智能型微機綜合保護裝置領(lǐng)域和變、酉己、供電系統(tǒng)內(nèi)的監(jiān)控、自動化控制、儀器儀表領(lǐng)域作為工作電源。


圖1是本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)方框示意圖
圖2是本發(fā)明中控制電路模塊結(jié)構(gòu)方框示意圖。
具體實施例方式
如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括取電元件l 、轉(zhuǎn)換模塊2，所述取 電元件l為三個相同的電流互感器，所述三個相同的電流互感器的一次 側(cè)繞組分別串聯(lián)在高壓電源三相相線中，所述三個相同的電流互感器的 二次側(cè)繞組分別與所述轉(zhuǎn)換模塊2的對應(yīng)端子連接，所述轉(zhuǎn)換模塊2包 括三個相同的整流電路21、指示電路22、鋰電池23、控制電路模塊24 和十個端子A1、 A2、 Bl、 B2、 Cl、 C2、 D、 E、 F、 N，所述三個相同 的整流電路21中每個整流電路分別包括電阻R、電容C、 二極管D、整 流橋Z，所述整流橋Z的交流輸入端并聯(lián)所述電阻R后通過端子Al、 A2或B1、 B2或C1、 C2與所述電流互感器的二次側(cè)繞組連接，所述整 流橋Z的直流輸出正極端連接所述電容C的正極端并連接所述二極管D 的正極，所述整流橋Z的直流輸出負極端連接所述電容C的負極端并與 共地連接，所述三個相同的整流電路21中的各整流電路聯(lián)接相同，所 述三個相同的整流電路21中所述二極管D的負極相連接后成為工作電 源輸出端并與所述控制電路模塊24連接，所述指示電路22包括正常工 作指示燈Tl和充電指示燈T2，所述正常工作指示燈Tl的一端與所述 工作電源輸出端連接，另一端接共地，所述充電指示燈T2的一端與所
7述控制電路模塊24連接，另一端接共地，所述鋰電池23的正極與所述 控制電路模塊24連接，所述鋰電池23的負極接共地，所述控制電路模 塊24與端子D、 E、 F連接，所述端子D連接工作電源輸出端，所述端 子E為外部開入量觸發(fā)端子，所述端子F為開關(guān)合分閘狀態(tài)端子，所述 端子N為共地端子。
所述控制電路模塊24包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路241 、輸入輸出電路242、 程序存儲區(qū)243、靜態(tài)存儲器244、定值存儲區(qū)245、定時器246、中斷 控制器247串行口 248、 CPU 249，上述各部分對應(yīng)連接組成單片機， 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路241對應(yīng)連接著所述端子Al、 A2、 Bl、 B2、 Cl、 C2， 所述端子Al、 A2、 Bl、 B2、 Cl、 C2對應(yīng)適配連接所述三個相同的電 流互感器的二次側(cè)繞組，所述輸入輸出電路242與端子D、 E、 F連接， 端子N為所述從高壓電源提取工作電源的轉(zhuǎn)換模塊的共地端子。
自供電智能型轉(zhuǎn)換模塊主要通過保護電流互感器的測量繞組供電，對 互感器不需考慮精度要求，裝置的啟動功率為0.2VA。當(dāng)一次側(cè)高壓帶 電時，保護電流互感器的測量繞組感應(yīng)電流通過裝置內(nèi)部轉(zhuǎn)換成電壓并 整流濾波后，提供給外部裝置穩(wěn)定的工作電源，保護裝置處于正常工作 狀態(tài)。
自供電智能型轉(zhuǎn)換模塊內(nèi)部設(shè)計有高能量備用電池，可以滿足微機 保護裝置外部無電源輸入時的工作電源要求。當(dāng)電力線路能夠提供穩(wěn)定 電能供裝置使用時，備用電池處于充電狀態(tài)；當(dāng)電力線路不能提供穩(wěn)定 電能供裝置使用時，裝置處于低功耗熱備用工作狀態(tài)，此時可以通過外 部開入量觸發(fā)隨時進入工作狀態(tài)由備用電池供電。備用電池為高性能免 維護鋰電池，正常工況狀態(tài)運行下可持續(xù)供電四小時，工作壽命15年以上。
本實施例中工作原理、流程和技術(shù)參數(shù)
一次設(shè)備處于非工作狀態(tài)，二次外接裝置處于檢查狀態(tài)CT測量繞組二次側(cè)無電流——開關(guān)柜合閘開關(guān)處于斷開狀態(tài)——智能型轉(zhuǎn)換模塊處于低功耗熱備用工作狀態(tài)一一若有外接裝置開入量觸
發(fā)——可持續(xù)供電15分鐘——電量不足時可提前預(yù)警。
一次設(shè)備處于工作狀態(tài)，二次外接裝置處于工作狀態(tài)，但CT 二次
側(cè)電流未達模塊啟動門檻
CT測量繞組二次側(cè)無電流——開關(guān)柜合閘開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)——
智能型轉(zhuǎn)換模塊激發(fā)鋰電池供電一一可持續(xù)供電四小時一一 電量不足
時可提前預(yù)警。
一次設(shè)備處于工作狀態(tài)，二次外接裝置處于工作狀態(tài)，CT二次側(cè)
電流達到模塊啟動門檻
CT測量繞組二次側(cè)有電流——并大于啟動功率為0.2VA——開關(guān)柜合閘開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)一一智能型轉(zhuǎn)換模塊將電流經(jīng)電阻轉(zhuǎn)換成電壓——內(nèi)部整流濾波后恒定輸出5W的5V電壓——內(nèi)部的鋰電池此時處于充電狀態(tài)。
一次設(shè)備處于工作狀態(tài)，二次外接裝置處于工作狀態(tài)，但CT二次側(cè)電流超出模塊啟動門檻
CT測量繞組二次側(cè)有電流——大于啟動功率為0.2VA——并超出轉(zhuǎn)換模塊的上限電流5A——智能型轉(zhuǎn)換模塊將電流鉗位在5A——內(nèi)部整流濾波后恒定輸出5W的5V電壓——內(nèi)部的鋰電池此時處于充電狀態(tài)。模塊采取CT測量繞組二次側(cè)三相電流，以防止任一相無電流導(dǎo)致模塊無法供電。
模塊元件構(gòu)成
大功率電阻、橋式整流濾波回路、過電流保護回路、1000MAH鋰
電池、充放電回路、開入量轉(zhuǎn)換光耦、金屬外殼、電路板、接線端子。模塊外觀尺寸
長100mm 寬60mm高40mm
本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)智能型微機綜合保護裝置領(lǐng)域，還可應(yīng)用在變、酉己、供電系統(tǒng)內(nèi)的監(jiān)控、自動化控制、儀器儀表領(lǐng)域作為工作電源。
權(quán)利要求
1、一種從高壓電源提取工作電源的轉(zhuǎn)換模塊，它包括取電元件(1)、轉(zhuǎn)換模塊(2)，所述取電元件(1)為三個相同的電流互感器，所述三個相同的電流互感器的一次側(cè)繞組分別串聯(lián)在高壓電源三相相線中，所述三個相同的電流互感器的二次側(cè)繞組分別與所述轉(zhuǎn)換模塊(2)的對應(yīng)端子連接，其特征在于所述轉(zhuǎn)換模塊(2)包括三個相同的整流電路(21)、指示電路(22)、鋰電池(23)、控制電路模塊(24)和十個端子A1、A2、B1、B2、C1、C2、D、E、F、N，所述三個相同的整流電路(21)中每個整流電路分別包括電阻R、電容C、二極管D、整流橋Z，所述整流橋Z的交流輸入端并聯(lián)所述電阻R后通過端子A1、A2或B1、B2或C1、C2與所述電流互感器的二次側(cè)繞組連接，所述整流橋Z的直流輸出正極端連接所述電容C的正極端并連接所述二極管D的正極，所述整流橋Z的直流輸出負極端連接所述電容C的負極端并與共地連接，所述三個相同的整流電路(21)中的各整流電路聯(lián)接相同，所述三個相同的整流電路(21)中所述二極管D的負極相連接后成為工作電源輸出端并與所述控制電路模塊(24)連接，所述指示電路(22)包括正常工作指示燈T1和充電指示燈T2，所述正常工作指示燈T1的一端與所述工作電源輸出端連接，另一端接共地，所述充電指示燈T2的一端與所述控制電路模塊(24)連接，另一端接共地，所述鋰電池(23)的正極與所述控制電路模塊(24)連接，所述鋰電池(23)的負極接共地，所述控制電路模塊(24)與端子D、E、F連接，所述端子D連接工作電源輸出端，所述端子E為外部開入量觸發(fā)端子，所述端子F為開關(guān)合分閘狀態(tài)端子，所述端子N為共地端子。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從高壓電源提取工作電源的轉(zhuǎn)換模塊， 其特征在于所述控制電路模塊(24)包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(241)、 輸入輸出電路(242)、程序存儲區(qū)(243)、靜態(tài)存儲器(244)、定 值存儲區(qū)(245)、定時器(246)、中斷控制器(247)串行口 (248)、 CPU (249)，上述各部分對應(yīng)連接組成單片機，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 (241)對應(yīng)連接著所述端子A1、 A2、 Bl、 B2、 Cl、 C2，所述端 子A1、 A2、 Bl、 B2、 Cl、 C2對應(yīng)適配連接所述所述三個相同的 電流互感器的二次側(cè)繞組，所述輸入輸出電路(242)與端子D、 E、 F連接，端子N為所述從高壓電源提取工作電源的轉(zhuǎn)換模塊的共地丄山順亍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從高壓電源提取工作電源的轉(zhuǎn)換模塊，旨在提供一種體積小、功能全、無外部電源的、從高壓電源提取工作電源的轉(zhuǎn)換模塊。本發(fā)明包括取電元件(1)、轉(zhuǎn)換模塊(2)，所述取電元件(1)為三個相同的電流互感器，所述三個相同的電流互感器的一次側(cè)繞組分別串聯(lián)在高壓電源三相相線中，所述三個相同的電流互感器的二次側(cè)繞組分別與所述轉(zhuǎn)換模塊(2)的對應(yīng)端子連接，所述轉(zhuǎn)換模塊(2)包括三個相同的整流電路(21)、指示電路(22)、鋰電池(23)、控制電路模塊(24)和十個端子A1、A2、B1、B2、C1、C2、D、E、F、N。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)智能型微機綜合保護裝置領(lǐng)域和變、配、供電系統(tǒng)內(nèi)的監(jiān)控、自動化控制、儀器儀表領(lǐng)域作為工作電源。
文檔編號H02J9/04GK101667747SQ20091004185
公開日2010年3月10日 申請日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者盧東亮, 謝海濤 申請人:珠海瑞捷電氣有限公司