CN108072784B - 一种基于单次脉冲检测与控制的配电线路残压检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于单次脉冲检测与控制的配电线路残压检测电路，属于配电线路残压测量的技术领域。该检测电路包括：整流桥、分压电阻、蓄能电容、放电电阻、充电电容、限压二极管、双稳态继电器，采用单次脉冲检测与控制的残压检测电路检测残压上电事件，真正实现了残压事件的检测功能，该电路结构简单，通过合理设计各器件的电路参数使得残压输入事件的启动电压施加在继电器上的持续时间很短，避免了进一步的功耗，有利于馈线终端设备的可靠运行。
Description
技术领域
本发明公开了一种基于单次脉冲检测与控制的配电线路残压检测电路，属于配电线路残压测量的技术领域。
背景技术
为了减少配电网停电时间，提高供电可靠率，馈线终端依据两侧线路的状态通过馈线分段开关应用电压时间型控制逻辑实现安全供电。
两侧线路的状态包含过往来电情况，需要专用辅助电路(即残压检测电路)来采集线路残压并保持记录直到馈线终端设备读取并复归。专用辅助电路避免了馈线终端在其失电到重启稳定工作这段时间盲区内无法工作的缺陷。
现有的残压检测方法是只要有电就记录并保持来电状态，电路简单，但也存在两项不足。第一项不足是馈线终端设备读取完毕后复归，残压检测会再次报来电状态，需要馈线终端设备对再次来电状态进行过滤处理，馈线终端一旦失电重启，将无法确认残压检测状态的有效性；第二项不足是在线路长期带电的状态下，馈线终端设备一直处于启动状态，功耗较大，不利于设备的可靠运行。
发明内容
本发明的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了一种基于单次脉冲检测与控制的配电线路残压检测电路，实现了配电线路残压事件的检测，解决了现有配电线路残压检测方案无法真实准确地反映来电事件、要求线路一直带电、信号被复归后仍会误报、长期带电功耗较大的技术问题。
本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：
一种基于单次脉冲检测与控制的配电线路残压检测电路，包括整流桥、分压电阻、蓄能电容、放电电阻、充电电容、限压二极管、双稳态继电器，整流桥的交流侧接配电线路二次侧电压，分压电阻的一端接整流桥的正极性直流母线，分压电阻的另一端与蓄能电容的一极、放电电阻的一端、充电电容的一极相连接，充电电容的另一极与双稳态继电器合闸线圈的一端连接，双稳态继电器合闸线圈的另一端、放电电阻的另一端、蓄能电容的另一极并接后与整流桥的负极性直流母线连接，双稳态继电器分闸线圈接复归信号，限压二极管反向并接在双稳态继电器合闸线圈的两端子之间。
根据残压事件输入的启动电压VQ、双稳态继电器线圈内阻RJ确定分压电阻的阻值R1：
R2为放电电阻的阻值，VJ为双稳态继电器的工作电压。
蓄能电容和充电电容的容值满足双稳态继电器最小启动时间的要求，
C2为充电电容的容值，TJ为双稳态继电器的最小启动时间，RJ为双稳态继电器线圈内阻，K为系数，
VJX为双稳态继电器的最小启动电压，VD为限压二极管的导通电压，蓄能电容的容值C1至少取到充电电容的容值C2。
根据蓄能电容通过放电电阻放电直至蓄能电容上的电压低于双稳态继电器最小启动电压所经历的时间小于残压再次产生的最小时间间隔的原则选取放电电阻的阻值，依据表达式：C1*R2＝1.2*TW选取放电电阻的阻值R2，TW为残压再次产生的最小时间间隔。
限压二极管的导通电压与双稳态继电器工作电压相匹配，即，限压二极管导通电压的数值为双稳态继电器工作电压的数值或不超过1.2倍双稳态继电器工作电压的数值。
本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：采用单次脉冲检测与控制的残压检测电路检测残压上电事件而非传统的残压输入实时状态，因此能够避免残压输入带电时复归导致的残压输入实时状态误报，即使馈线终端没有及时复归，残压事件的检测结果也不会因为馈线终端的重启而失效，真正实现了残压事件的检测功能，该电路仅包含简单的无源器件，通过合理设计各器件的电路参数，使得残压输入事件的启动电压施加在继电器上的持续时间很短，避免了进一步的功耗，有利于馈线终端设备的可靠运行。
附图说明
图1为本发明设计电路参数的方法流程图。
图2为本发明检测电路的电路结构图。
图3为本发明脉冲检测电路的等效电路图。
图4为本发明单次脉冲控制电路的等效电路图。
图中标号说明：D1为整流桥，R1为分压电阻，C1为蓄能电容，R2为放电电阻，C2为充电电容，D2为限压二极管，RLY1为双稳态继电器。
具体实施方式
下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明。
本发明涉及的基于单次脉冲检测与控制的配电线路残压检测电路如图2所示，包括整流桥D1、分压电阻R1、蓄能电容C1、放电电阻R2、充电电容C2、限压二极管D2、双稳态继电器RLY1，整流桥D1的交流侧接配电线路二次侧电压，分压电阻R1的一端接整流桥D1的正极性直流母线，分压电阻R1的另一端与蓄能电容C1的一极、放电电阻R2的一端、充电电容C2的一极相连接，充电电容C2的另一极与双稳态继电器RLY1合闸线圈的一端连接，双稳态继电器RLY1合闸线圈的另一端、放电电阻R2的另一端、蓄能电容C1的另一极并接后与整流桥D1的负极性直流母线连接，双稳态继电器RLY1分闸线圈接复归信号，限压二极管D2反向并接在双稳态继电器RLY1合闸线圈的两端子之间。
整流桥用于检测配电线路残压上电信号，蓄能电容和放电电阻组成快速储能慢速可调节的放电电路，分压电阻和双稳态继电器组成可调压的脉冲检测电路，与双稳态继电器启动线圈串联的充电电容组成单次脉冲控制电路。
基于单次脉冲检测与控制的配电线路残压检测电路的参数设计方法如图1所示，包括以下步骤：
步骤1，确定残压事件输入的启动电压VQ、双稳态继电器线圈内阻RJ后，结合图3所示脉冲检测电路的等效电路计算分压电阻R1，
R2为放电电阻的阻值，VJ为双稳态继电器的工作电压；
步骤2，结合图4所示单次脉冲控制电路的等效电路，依据双稳态继电器的最小启动时间TJ确定蓄能电容和充电电容的容值，依据双稳态继电器的工作电压VJ选取限压二极管的导通电压，充电电容C2的容值要满足双稳态继电器RLY1最小启动时间的要求，即，要保证从开始的限压二极管导通电压VD逐步衰减到双稳态继电器最小启动电压VJX的时间足够启动继电器，K*C2*RJ>TJ，即，
蓄能电容C1的容值可以取至少充电电容C2的容值，为了保护双稳态继电器线圈并使得单次脉冲控制电路中充电电容的充电时间不受残压上电电压大小的影响，限压二极管导通电压VD可以选VJ或不超过1.2倍的VJ；
步骤3，依据残压再次产生的最小时间间隔TW选取放电电阻电阻的阻值，如图2所示，当残压上电信号再次失电时，蓄能电容C1通过放电电阻R2放电直至储能电容C1上的电压低于双稳态继电器的最小启动电压VJX，当选用较低工作电压的继电器时，为简化设计，取C1*R2＝1.2*TW即可。
可以通过调节分压电阻的阻值来整定残压输入事件的启动电压，调节放电电阻的阻值即可匹配残压再次产生的最小时间间隔。
残压输入的上电信号经整流桥后输出V1，V1经分压电阻R1对蓄能电容C1快速充电，蓄能电容C1的充电时间R1*C1相对于继电器的启动时间可忽略，V1同时经充电电容C2直接对双稳态继电器RLY1合闸线圈施加电压V3，继电器中的开关在合闸线圈得电时闭合输出表征残压事件检测结果的信号，由于双稳态继电器RLY1合闸线圈并联了限压二极管D2，施加在双稳态继电器RLY1合闸线圈上的电压V3随着充电电容上电压的不断抬高逐步衰减直至为零，完成了单次脉冲检测与控制。
当残压输入的上电信号达到双稳态继电器线圈的最小启动电压VJX且施加在线圈上的时长超出双稳态继电器启动时间时，双稳态继电器启动，表明检测到残压上电信号这一事件，双稳态继电器保持启动状态直至被动复归，继电器中的开关在分闸线圈上施加了复归信号时恢复常开状态，。
当残压上电信号再次失电，V1为零，蓄能电容对放电电阻放电直至为零，放电电阻放电时间小于残压再次产生的最小时间间隔，整个过程回归原处，等待下次的残压事件检测。
Claims (3)
1.一种基于单次脉冲检测与控制的配电线路残压检测电路，其特征在于，包括：整流桥、分压电阻、蓄能电容、放电电阻、充电电容、限压二极管、双稳态继电器，所述整流桥的交流侧接配电线路二次测电压，分压电阻的一端接整流桥的正极性直流母线，分压电阻的另一端与蓄能电容的一极、放电电阻的一端、充电电容的一极相连接，充电电容的另一极与双稳态继电器合闸线圈的一端连接，双稳态继电器合闸线圈的另一端、放电电阻的另一端、蓄能电容的另一极并接后与整流桥的负极性直流母线连接，双稳态继电器分闸线圈接复归信号，限压二极管反向并接在双稳态继电器合闸线圈的两端子之间，所述蓄能电容和充电电容的容值满足双稳态继电器最小启动时间的要求，所述限压二极管的导通电压与双稳态继电器工作电压相匹配，根据蓄能电容通过放电电阻放电直至蓄能电容上的电压低于双稳态继电器最小启动电压所经历的时间小于残压再次产生的最小时间间隔的原则选取放电电阻的阻值，其中，
分压电阻的阻值由表达式：
确定，R1、R2分别为分压电阻、放电电阻的阻值，RJ为双稳态继电器线圈内阻，VQ为残压事件输入的启动电压，VJ为双稳态继电器的工作电压，
充电电容的容值满足表达式：
C2为充电电容的容值，TJ为双稳态继电器的最小启动时间，RJ为双稳态继电器线圈内阻，K为系数，
VJX为双稳态继电器的最小启动电压，VD为限压二极管的导通电压，
放电电阻的阻值依据表达式：C1*R2＝1.2*TW选取，C1为蓄能电容的容值，R2为放电电阻的阻值，TW为残压再次产生的最小时间间隔。
2.根据权利要求1所述基于单次脉冲检测与控制的配电线路残压检测电路，其特征在于，所述蓄能电容的容值大于或等于充电电容的容值。
3.根据权利要求1所述基于单次脉冲检测与控制的配电线路残压检测电路，其特征在于，所述限压二极管导通电压的数值为双稳态继电器工作电压的数值或不超过1.2倍双稳态继电器工作电压的数值。
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