一種用于直采直跳的開關(guān)量采集電路及其采集方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種用于直采直跳的開 關(guān)量采集電路及其采集方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 根據(jù)電力行業(yè)技術(shù)規(guī)范和電網(wǎng)技術(shù)反錯(cuò)條例規(guī)定，直采直跳的開關(guān)量采集電路繼 電器的啟動(dòng)功率應(yīng)大于5W，動(dòng)作電壓在額定直流電源電壓的55%?70%范圍內(nèi)，額定直流 電源電壓下動(dòng)作時(shí)間為20ms?35ms，應(yīng)具有抗220V工頻電壓干擾的能力。
[0003] 傳統(tǒng)的開關(guān)量采集電路延時(shí)控制和動(dòng)作電壓離散性難以滿足要求。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的直 采直跳電路的開關(guān)量采集的延時(shí)效果，是直接利用繼電器的動(dòng)作延時(shí)而實(shí)現(xiàn)的。而繼電器 本身動(dòng)作延時(shí)的離散性較大，有時(shí)為了增長(zhǎng)延時(shí)，需要采用多級(jí)繼電器延時(shí)串聯(lián)，延時(shí)時(shí)間 難于控制，且電路復(fù)雜性增加，成本增加。傳統(tǒng)的直采直跳動(dòng)作電壓直接由繼電器的動(dòng)作電 壓決定，而繼電器動(dòng)作電壓本身的離散性就大，需要對(duì)繼電器進(jìn)行篩選，才能滿足要求。
[0004] 參見圖9,為現(xiàn)有2a類型繼電器的動(dòng)作時(shí)間的官方數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)圖，可從圖上看到，動(dòng) 作時(shí)間最大值為9. 0ms，平均動(dòng)作時(shí)間為7. 7ms。而在單個(gè)2a類型的繼電器實(shí)際測(cè)試中，延 時(shí)時(shí)間等參數(shù)遠(yuǎn)比該官方參數(shù)惡劣，離散性更大。傳統(tǒng)直采直跳采用繼電器串聯(lián)的方式，啟 動(dòng)電壓為串聯(lián)的各個(gè)繼電器中啟動(dòng)電壓最大的數(shù)值，離散性較好。但是延時(shí)時(shí)間的離散性 更大，且不能連續(xù)調(diào)節(jié)，只能根據(jù)繼電器個(gè)數(shù)，跳躍性進(jìn)行延時(shí)，使用非常不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的在于提供一種用于直采直跳的開關(guān)量采集電路及其采集方法，以解決 延時(shí)時(shí)間難精確控制的技術(shù)問題。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于直采直跳的開關(guān)量采集電路，包括依次 連接的功率消耗及電阻分壓電路、RC延時(shí)電路、閾值比較和繼電器驅(qū)動(dòng)電路，
[0007] 所述功率消耗及電阻分壓電路包括功率消耗電阻和分壓電阻，所述功率消耗電阻 和分壓電阻為多個(gè)電阻串并聯(lián)組成的組合電阻；功率消耗及電阻分壓電路的開關(guān)量動(dòng)作功 率>5W，使經(jīng)電阻分壓后的開入信號(hào)電壓轉(zhuǎn)化為0-5V的電壓信號(hào)；
[0008] 所述RC延時(shí)電路根據(jù)一階電路的時(shí)間常數(shù)計(jì)算確定電阻參數(shù)和電容參數(shù)，使開 關(guān)量信號(hào)采集的動(dòng)作時(shí)間為20-30ms;
[0009] 所述閾值比較電路包括電壓比較芯片、與所述電壓比較芯片連接的至少兩條分壓 電路以及運(yùn)放電路；動(dòng)作電壓為額定電壓的55% -70%，動(dòng)作功率>51
[0010] 優(yōu)選地，所述運(yùn)放電路的輸出信號(hào)經(jīng)三極管放大后，驅(qū)動(dòng)24V電壓型出口跳閘繼 電器。
[0011] 優(yōu)選地，所述電壓比較芯片連接RC延時(shí)電路的輸出和參考電平。
[0012] 優(yōu)選地，功率消耗電阻和分壓電阻為串聯(lián)。
[0013] 利用上述用于直采直跳的開關(guān)量采集電路完成的一種用于直采直跳的開關(guān)量采 集方法，包括步驟：
[0014]A、功率消耗模塊在接收到N路外部開關(guān)量的電壓輸入后，功率消耗模塊的開關(guān)量 動(dòng)作功率>5W，輸出0-5V的電壓信號(hào)；
[0015] B、延時(shí)輸出模塊接收到電壓信號(hào)后，進(jìn)行延時(shí)輸出至比較電路模塊，使開關(guān)量信 號(hào)采集的動(dòng)作時(shí)間為20-30ms;
[0016] C、所述比較電路模塊動(dòng)作電壓為額定電壓的55% -70 %，動(dòng)作功率>5W，經(jīng)過比較 輸出后，通過驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)N路繼電器進(jìn)行動(dòng)作，完成直采直跳。
[0017] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0018] 本發(fā)明采用RC電路進(jìn)行延時(shí)控制，時(shí)間可以通過確定電阻、電容的參數(shù)而準(zhǔn)確確 定，可以比較準(zhǔn)確的計(jì)算出來(lái)；通過比較器進(jìn)行比較來(lái)調(diào)節(jié)動(dòng)作電壓，在很精確的范圍內(nèi)進(jìn) 行調(diào)節(jié)，能很好的滿足行業(yè)技術(shù)要求。
[0019] 本申請(qǐng)直采直跳電路所測(cè)量得到的動(dòng)作時(shí)間最大值為25. 9ms，平均動(dòng)作時(shí)間為 24. 3-24. 8ms之間，相比現(xiàn)有的直采直跳電路的動(dòng)作時(shí)間的難以準(zhǔn)確預(yù)計(jì)，動(dòng)作時(shí)間的波動(dòng) 差值更小。
[0020] 繼電器單個(gè)啟動(dòng)電壓大小，是不能人為控制，只能由繼電器本身特性確定；而本申 請(qǐng)串聯(lián)后的的啟動(dòng)電壓，可以非常精確的控制，且精度比$父尚。
[0021] 本發(fā)明適用于直采直跳的開關(guān)量采集電路，主要用于電力系統(tǒng)領(lǐng)域繼電保護(hù)裝置 非電量或其他跳閘回路的開關(guān)量采集和出口跳閘。
[0022] 除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。 下面將參照?qǐng)D，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí) 施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0024] 圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的電路總結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的功率消耗及電阻分壓電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的RC延時(shí)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的閾值比較電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖5是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的繼電器驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖6是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的DC電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖7是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的電路連接框圖；
[0031] 圖8是現(xiàn)有傳統(tǒng)延時(shí)電路的連接框圖；
[0032] 圖9是現(xiàn)有繼電器的動(dòng)作時(shí)間的官方數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)圖；
[0033] 圖10是現(xiàn)有繼電器的啟動(dòng)電壓的官方數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明可以根據(jù)權(quán)利要求限 定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0035] 參見圖1，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于直采直跳的開關(guān)量采集電路，包括依次連接的功 率消耗及電阻分壓電路、RC延時(shí)電路、閾值比較電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路。
[0036] 參見圖2,所述功率消耗及電阻分壓電路的回路的輸入阻抗使得開關(guān)量滿足動(dòng)作 功率>5W的要求，當(dāng)繼電器開出動(dòng)作，開入功耗能保證必須大于5W，否則繼電器不允許開出 動(dòng)作；分壓輸出后的分壓輸出電壓，能保證必須小于5V，以保護(hù)后續(xù)電路能正確工作。功 率主要消耗在輸入電阻上，經(jīng)電阻分壓后的開入信號(hào)電壓轉(zhuǎn)化為0-5V的電壓信號(hào)。同時(shí)， 測(cè)量回路的電流和端口電壓，計(jì)算輸入的功率，即為開關(guān)量回路的動(dòng)作功率，滿足動(dòng)作功率 >51
[0037] 具體地，可以在確定基準(zhǔn)電壓的前提下，使得當(dāng)開關(guān)量輸入施加的額定電壓小于 65%時(shí)，繼電器J1可靠不動(dòng)作；當(dāng)開關(guān)量輸入施加額定電壓大于70%時(shí)，繼電器J1可靠動(dòng) 作；測(cè)試時(shí)，施加額定電壓的65%，此時(shí)測(cè)量回路的