專利名稱：靜態(tài)電壓繼電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型靜態(tài)電壓繼電器，是一種主要用于電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置。它可作為過電壓保護(hù)式低電壓閉鎖的動(dòng)作元件、作為備用電源自動(dòng)倒換、電容器自動(dòng)投切的判別元件，也可作為工廠供電系統(tǒng)中的電壓保護(hù)裝置、絕緣監(jiān)察裝置等。
現(xiàn)有的電壓繼電器是電磁型的，其主要由電磁鐵、線圈、游絲、銜鐵、刻度盤等部件組成。轉(zhuǎn)動(dòng)刻度盤上的指針，可以改變游絲的作用力矩，從而整定繼電器的動(dòng)作值。當(dāng)電磁鐵線圈中有電流通過時(shí)，電磁鐵被磁化，吸引銜鐵克服游絲的反作用力矩而動(dòng)作。該類型的電壓繼電器存在的主要缺點(diǎn)是繼電器帶電時(shí)常引起接點(diǎn)抖動(dòng)、脫落、燒死而導(dǎo)致系統(tǒng)保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)；機(jī)械調(diào)整不方便，如動(dòng)片與磁極間的氣隙、動(dòng)接點(diǎn)與靜接點(diǎn)間的氣隙、靜接點(diǎn)與限制片間的距離等；運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生噪聲，有害環(huán)境。據(jù)查公告號(hào)為CN2037108U所公開的電磁繼電器也類同。
本實(shí)用新型的任務(wù)是提供一種以電子元件為基礎(chǔ)構(gòu)成的靜態(tài)電壓繼電器，使之能克服現(xiàn)有電磁型電壓繼電器存在的接點(diǎn)易抖動(dòng)、脫落、燒死，調(diào)整不便、有噪聲等缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型靜態(tài)電壓繼電器由外殼及裝于殼內(nèi)的以電子元件為基礎(chǔ)的應(yīng)用電路組成。應(yīng)用電路由能接入外界交流電壓信號(hào)并隔離降壓輸出的隔離采樣回路和能調(diào)節(jié)輸出交流電壓的用以整定繼電器動(dòng)作值的定值整定回路，能將交流電變直流電輸出的整流回路、能改善直流電波紋的濾波回路、能比較兩個(gè)輸入電位高低而邏輯輸出的邏輯判斷回路、能為邏輯判斷回路的一個(gè)輸入端提供一個(gè)可調(diào)基準(zhǔn)直流電位的參考門坎回路、能根據(jù)輸入信號(hào)高低輸出繼電器開關(guān)接點(diǎn)的出口回路及電路的直流工作電源組成。其中，隔離采樣回路、定值整定回路、整流回路、濾波回路、邏輯判斷回路、出口回路依次前后連接，或由隔離采樣回路、整流回路、濾波回路、定值整定回路、邏輯判斷回路、出口回路依次前后連接，而參考門坎回路的輸出端接于邏輯判斷回路的另一個(gè)輸入端，起到內(nèi)部調(diào)整繼電器動(dòng)作門坎的作用。
由于本實(shí)用新型靜態(tài)電壓繼電器以電子元件為基礎(chǔ)組成，無交流電觸點(diǎn)，工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生接點(diǎn)抖動(dòng)、脫落、燒死等現(xiàn)象，可靠性高。也不會(huì)產(chǎn)生噪聲，有益環(huán)境保護(hù)及人們的健康工作。且利用電子元件代替了現(xiàn)有電磁式電壓繼電器中的刻度盤和機(jī)械調(diào)整元件對(duì)繼電器進(jìn)行整定和調(diào)整，使用方便。
附

圖1，為本實(shí)用新型電路的總體方框原理圖；附圖2，為本實(shí)用新型實(shí)施例1電路圖；附圖3、4、5、6，為本實(shí)用新型實(shí)施例2電路圖；附圖7，為本實(shí)用新型實(shí)施例2面板布置示意圖；以下依附圖1、2作實(shí)施例1說明本實(shí)施例1靜態(tài)電壓繼電器，內(nèi)部的主電路由隔離采樣回路(1)和定值整定回路(2)、整流回路(3)、濾波回路(4)、邏輯判斷回路(6)出口回路(7)依次連接組成。而定值整定回路(2)也可以排列連接在整流回路(3)和濾波回路(4)的后面。另外的副電路包括一個(gè)參考門坎回路(5)，其輸出端接于邏輯判斷回路(6)的另一個(gè)輸入端上；一個(gè)能輸出直流±12V的工作電源(8)為各回路提供工作電源。其中隔離采樣回路由一只降壓變壓器T構(gòu)成。這里變壓器T的初級(jí)線圈接外界信號(hào)，次級(jí)線圈的一端接零、另一端接后續(xù)回路；定值整定回路(2)由一只集成運(yùn)算放大器IC1和兩只電阻R3、R4及一個(gè)變阻裝置－－定值整定電位器Rf構(gòu)成。電位器Rf的兩端跨接于放大器IC1的負(fù)輸入端和輸出端之間。電位電阻R4的一端接放大器IC1的正輸入端、另一端接零。輸入電阻R3的一端為本定值整定回路(2)的輸入端、另一端接放大器IC1的負(fù)輸入端；整流回路(3)由一只串聯(lián)的整流二極管構(gòu)成；濾波回路(4)由一只并聯(lián)電容器C構(gòu)成；參考門坎回路(5)由一只分壓電阻R16、一只穩(wěn)壓管D17、一只電位器Rw購成。這里，穩(wěn)壓管D17的正極接零，負(fù)極通過電阻R16接直流工作電源正極。電位器Rw的活動(dòng)端作為本參考門坎回路(5)的輸出端、兩固定端跨接在穩(wěn)壓管D17的兩極上；邏輯判斷回路(6)由一個(gè)單元構(gòu)成，該單元由一只輸入限流電阻R17、一只運(yùn)算集成放大器IC5、一只反饋電阻R19、一只續(xù)流穩(wěn)壓管D15構(gòu)成。這里，電阻R17的一端為本邏輯判斷回路(6)的輸入端、另一端接放大器IC5的負(fù)輸入端。穩(wěn)壓管D15的負(fù)極接放大器IC5的輸出端，正極為本回路(6)的輸出端。電阻R19跨接于放大器IC5的正輸入端與輸出端之間。放大器IC5的正輸入端接參考門坎回路(5)；出口回路(7)也由一個(gè)單元構(gòu)成，該單元由一只輸入限流電阻R21、一只基極電位電阻R22、一只晶體三極管T1、一只繼電器J1構(gòu)成。這里，電阻R21的一端為本出口回路(7)的輸入端、另一端接三極管T1的基極。電阻R22的一端接三極管T1基極、另一端接零。三極管的集電極通過繼電器J1線圈與直流電源正極相通。調(diào)整參考門坎回路(5)中的電位器Rw能調(diào)整邏輯判斷回路(7)的動(dòng)作基準(zhǔn)電位。調(diào)節(jié)定值整定回路(2)中的定值整定電位器Rf可根據(jù)系統(tǒng)的不同要求整定出本靜態(tài)電壓繼電器的動(dòng)作值。
將本靜態(tài)電壓繼電器接入繼電保護(hù)控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)正常時(shí)，被采樣的交流電壓量經(jīng)接點(diǎn)a、b從隔離采樣回路(1)的變壓器T輸入降壓后進(jìn)入定值整定回路(2)得到一個(gè)定值交流電壓，再經(jīng)整流回路(3)、濾波回路(4)整流濾波后成為一個(gè)直流電定值信號(hào)到達(dá)邏輯判斷回路(6)中放大器IC5的負(fù)輸入端與由參考門坎回路(5)輸出到放大器IC5正輸入端的基準(zhǔn)電位作比較，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行正常時(shí)這里的采樣量電位高于基準(zhǔn)量電位，邏輯回路(6)送出低電位，出口回路(7)中的三極管T1截止，繼電器J1不啟動(dòng)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，邏輯判斷回路(6)輸入端的采樣量電位就低于基準(zhǔn)量電位，邏輯判斷回路(6)就輸出高電位、使出口回路(7)啟動(dòng)，繼電器J1吸合，輸出開關(guān)接點(diǎn)用以控制或保護(hù)系統(tǒng)。
以下依附圖1、3、4、5、6、7、8作實(shí)施例2說明實(shí)施例2與實(shí)施例1不同之處是在隔離采樣回路(1)中的變壓器T的次級(jí)線圈上并聯(lián)了兩只串聯(lián)的電容器C7、C8作抗干擾用，并聯(lián)了一只雙向限幅穩(wěn)壓管D4作保護(hù)后續(xù)的放大器IC1用；在定值整定回路(2)中的變阻裝置采用由兩只分接頭撥輪開關(guān)K1、K2和兩組并聯(lián)的整定電阻Rf1～Rf10、Rf11～Rf20構(gòu)成的兩個(gè)變阻裝置。兩只開關(guān)K1、K2的一端共接于放大器IC1的負(fù)輸入端，另一端各自分接一組整定電阻。每只整定電阻Rf1～Rf20的一端接相應(yīng)的開分接頭，而另一端共接于放大器IC1的輸出端；整流電路(3)如圖3所示，是采用由兩只集成放大器IC2、IC3和兩只整流二極管D5、D6，七只電阻R5～R11，兩只濾波電容組成的典型的全波整流及50HZ帶通濾波回路。這里放大器IC2、IC3和電阻R7～R11及二極管D5、D6組成全波整流部分。電阻R5、R6與電容C10、C11組成50HZ帶通濾波部分。工作時(shí)50HZ的交流電上半波經(jīng)二極管D5輸出，下半波經(jīng)放大器IC3反相后從二極管D6輸出，達(dá)到全波整流的目的；濾波電路(4)采用典型的有源濾波器，如圖3所示。由一只集成運(yùn)算放大器IC4和四只濾波電容器C14～C17及三只電阻R12～R14組成；邏輯判斷回路(6)如圖4所示比實(shí)施例1增加了一個(gè)并列單元和一只一端接放大器IC5和IC6正輸入端，另一端接零的濾波電容C24、一只作檢修時(shí)用的單刀雙擲開關(guān)SW。運(yùn)行時(shí)開關(guān)Sw合向接點(diǎn)d2，接點(diǎn)d2連接圖(3)所示濾波器(3)的輸出端接點(diǎn)d1。檢修時(shí)退出運(yùn)行，開關(guān)Sw合向參考門坎回路(5)中的穩(wěn)壓管D17的正極端，使邏輯判斷回路(6)恒定輸出低電位；出口回路(7)如圖4、圖5所示也比實(shí)施例1增加了一個(gè)并列單元，并且在三極管T1、T2的發(fā)射極與負(fù)直流電源間各增加了一只發(fā)光二極管D12、D14作面板指示用，在繼電器J1、J2的兩端各自并聯(lián)了一只續(xù)流二極管D11、D13，在三極管T1、T2的基極與負(fù)直流電源間各自并聯(lián)了一只抗干擾電容器C21、C22繼電器J1、J2的常開接點(diǎn)相互串聯(lián)構(gòu)成具有機(jī)械閉鎖的總出口(接點(diǎn)e、f)；直流工作電源(8)如圖6所示由兩只三端基準(zhǔn)穩(wěn)壓塊IC7、IC8和兩只降壓電阻R1、R25，兩只穩(wěn)壓管D1、D2，六只濾波電容C1～C6，一只限流電阻R2，一只供面板指示用的發(fā)光二極管D3構(gòu)成能輸出±12V的直流工作電源(8)。直流工作電源(8)取現(xiàn)場(chǎng)220V直流電作輸入電源，從接點(diǎn)g、h接入。若現(xiàn)場(chǎng)供電為110V直流電，只需將接點(diǎn)h、k或接點(diǎn)g、i短接即可。另，圖中所示與各集成運(yùn)算放大器連接的電容C9、C12、C13、C18、C19、C20、C23均為抗干擾電容。
靜態(tài)電壓繼電器的實(shí)施例2與實(shí)施例1比較不僅都達(dá)到了發(fā)明創(chuàng)造的目的，而且由于采用了拔輪開關(guān)K1、K2作定值整定開關(guān)并布置于面板上(圖7)，采用了性能更好的整流與濾波回路(3)、(4)，采用了具有雙重性能(并列雙單元)的邏輯判斷回路(6)出口回路(7)，采用了與現(xiàn)有電磁型電壓繼電器一致的安裝尺寸及增加了一些用于保護(hù)、抗干擾、指示的元件，從而使本實(shí)用新型在安裝、更換、使用、調(diào)試上更方便，運(yùn)行上可靠性更高、性能更好。以下是本實(shí)用新型與現(xiàn)有的電磁式繼電器的部分技術(shù)參數(shù)比較
本實(shí)用新型電磁型電壓繼電器動(dòng)作時(shí)間＜20ms≯150ms返回系數(shù)＜1.05≯1.25交流回路功耗＜0.3VA＞1VA整定方式數(shù)字拔輪開關(guān)改變游絲力矩機(jī)械調(diào)整不需要需要(復(fù)雜)
權(quán)利要求1.一種主要用于電力系統(tǒng)的靜態(tài)電壓繼電器，其特征是它由能接入外界交流電壓信號(hào)并隔離降壓輸出的隔離采樣回路(1)和能調(diào)節(jié)輸出交流電壓的定值整定回路(2)、能將交流電變直流電輸出的整流回路(3)、能改善直流電波紋的濾波回路(4)、能比較兩輸入端電位的高低面邏輯輸出的邏輯判斷回路(6)、能為邏輯判斷回路(6)的一個(gè)輸入端提供一個(gè)可調(diào)基準(zhǔn)直流電位的參考門坎回路(5)、能根據(jù)輸入信號(hào)高低輸出繼電器開關(guān)接點(diǎn)的出口回路(7)及電路的直流工作電源(8)組成，其中，隔離采樣回路(1)、定值整定回路(2)、整流回路(3)、濾波回路(4)、邏輯判斷回路(6)、出口回路(7)依次前后連接，或由隔離采樣回路(1)、整流回路(3)、濾波回路(4)、定值整定回路(2)、邏輯判斷回路(6)、出口回路(7)依次前后連接，而參考門坎回路(5)的輸出端接于邏輯判斷回路(6)的另一個(gè)輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)電壓繼電器，其特征是所說的隔離采樣回路(1)由一只降壓變壓器T構(gòu)成，其中變壓器T的初級(jí)線圈接外界信號(hào)，次級(jí)線圈的一端接零、另一端接定值整定回路(2)的輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的靜態(tài)電壓繼電器，其特征是所說的定值整定回路(2)由一只集成運(yùn)算放大器IC1和兩只電阻R3、R4及一至三個(gè)變阻裝置構(gòu)成，其中，變阻裝置的兩端跨接于放大器IC1的一個(gè)輸入端和輸出端之間，電阻R4的一端接放大器IC1的正輸入端、另一端接零電位，電阻R3的一端為本回路(2)的輸入端、另一端接放大器IC1的另一輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的靜態(tài)電壓繼電器，其特征是所說的參考門坎回路(5)由分壓電阻R16、穩(wěn)壓管D17、電位器Rw構(gòu)成，其中，穩(wěn)壓管D17的正負(fù)極通過電阻R16接直流工作電源的正極，電位器Rw的活動(dòng)端作為本回路(5)的輸出端、兩固定端跨接在穩(wěn)壓管D17的兩極上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2、4所述的靜態(tài)電壓繼電器，其特征是所說的邏輯判斷回路(6)由一至三個(gè)相同的單元并列組成，每個(gè)單元由一只限流電阻、一只反饋電阻、一只穩(wěn)壓管、一只集成放大器構(gòu)成，其中，限流電阻的一端作本回路(6)的一個(gè)輸入端、另一端接放大器的一個(gè)輸入端，穩(wěn)壓管的負(fù)極接放大器的輸出端、正極作為本回路(6)的一個(gè)輸出端，反饋電阻跨接在放大器的輸入端與輸出端之間，放大器的另一輸入端與參考門坎回路(5)的輸出端相接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的靜態(tài)電壓繼電器，其特征是所說的出口回路(7)由一至三個(gè)相同的單元并列組成，每個(gè)單元由一只限流電阻、一只基極電位電阻、一只三極管、一只繼電器構(gòu)成，其中，限流電阻的一端作為本回路(7)的一個(gè)輸入端、另一端與三極管的基極相接，基極電位電阻的一端接三極管基極、另一端接零，三極管的集電極通過繼電器線圈與直流工作電源的正極相接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種主要用于電力系統(tǒng)的靜態(tài)電壓繼電器。其特征是，它由隔離采樣回路1，定值整定回路2，整流與濾波回路3、4，邏輯判斷回路6，出口回路7，參考門板回路5，直流電源8組成。與現(xiàn)有的電磁型電壓繼電器比較不存在接點(diǎn)易抖動(dòng)、脫落、燒死、調(diào)整不便、有噪聲等缺點(diǎn)，具有調(diào)整和整定方便、性能好、運(yùn)行可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。能大大減少系統(tǒng)保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)的概率。
文檔編號(hào)H02H3/24GK2090121SQ91205358
公開日1991年12月4日 申請(qǐng)日期1991年4月8日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月8日
發(fā)明者池偉, 楊康保 申請(qǐng)人:浙江省電力試驗(yàn)研究所