專利名稱：集成電路型電流保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種集成電路型電流保護裝置，屬于電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域，可用于電力系統(tǒng)的輸電線路或元件(如電機、變壓器等)過載或短路時的基本保護或后備保護，對新配電屏的配套或老配電屏的改造均適用?？筛鶕?jù)需要構(gòu)成‘兩相或三相過流保護裝置’、‘二相或三相電流速斷、過流保護裝置’和‘兩相或三相兩階段過流保護裝置’等。
目前，國內(nèi)廣泛使用的電流保護裝置主要是機電型(電磁型)產(chǎn)品，少量為晶體管型產(chǎn)品。機電型產(chǎn)品的返回系數(shù)較低(＜0.85)，如果返回系數(shù)調(diào)得太高，則會出現(xiàn)觸點的臨界抖動。而且機電型產(chǎn)品的動作電流和動作時間的整定是采用調(diào)節(jié)反力彈簧的反力矩來進行的，整定困難、不直觀、精度較差。而且裝置由多個繼電器構(gòu)成，如‘兩相電流速斷、過流保護裝置’需用7－8只機電型繼電器組成，體積大、占配電屏的屏面較大。而晶體管型產(chǎn)品的元件集成度不高、布線復(fù)雜、調(diào)試困難、性價比低、且抗干擾能力較差。
本實用新型的目的是克服傳統(tǒng)機電型和晶體管型電流保護裝置的缺點，提供新型的集成電路型電流保護裝置來替代機電型和晶體管型產(chǎn)品，以保證電力系統(tǒng)的安全運行，滿足電力系統(tǒng)的發(fā)展對繼電保護裝置的要求。
本集成電路型電流保護裝置由電壓形成回路、電流保護回路及電源電路組成。其中電流保護回路由電流速斷保護回路(二)、過流保護回路(三)和閉鎖回路(四)組成。電流速斷保護回路(二)與過流保護回路(三)由電流整定回路(1)、起動回路(2)、定時回路(3)和出口信號回路(4)組成，如

圖1。
電壓形成回路(一)由中間變流器TA1、TA2，負載電阻R1、R2，整流電路V1－V8和濾波電路C1、C2、R3組成。電流整定回路(1)由跟隨電路IC1、V9、RP1、R4和電流整定值調(diào)節(jié)電路R5－R13、A1、A2組成。起動回路(2)由電阻R14－R16、電壓比較器IC2組成。定時回路(3)由計數(shù)電路IC3、IC4、R17、C3，時鐘電路IC5、IC6、RP2、R18、R19、C4，時間整定值調(diào)節(jié)電路A3、A4、A5、V10－V21、R20和門電路IC7、IC8組成。出口信號回路(4)由跳閘出口電路V22－V24、R21、R22、T1、ZJ和報警信號電路XJ、AN、BD、R23、V25組成。閉鎖回路(四)由閉鎖起動電路IC9、R24－R26和閉鎖出口電路V26－V28、R27、R28、T2、BJ組成。電源電路(五)由二極管V30、V31，穩(wěn)壓二極管V29、V32、V33，電阻R29、R30、R31和濾波電容C5－C8組成。
下面以‘兩相過流保護裝置’為例并結(jié)合附圖進一步說明其工作過程圖1為集成電路型電流保護裝置的方框圖。
圖2為集成電路型電流保護裝置的線路圖。
電壓形成回路(一)的中間變流器TA1、TA2把強電系統(tǒng)的交流電流變?yōu)槿蹼娦盘?，TA1(或TA2)次極電流在電阻R1(或R2)上產(chǎn)生的電壓降，經(jīng)V1－V4(或V5－V8)整流并經(jīng)C1、C2、R3濾波后產(chǎn)生保護裝置所需檢測的直流動作電壓V01。TA1、TA2按最大值輸出回路連接，其輸出電壓由兩相輸入中較大的輸入決定。
V01經(jīng)電流整定回路(1)的電壓跟隨器IC1隔離后接入電流整定值調(diào)節(jié)電路，其整定值由數(shù)碼開關(guān)A1、A2直接設(shè)定。當(dāng)其與電壓形成回路(一)的中間變流器TA1(或TA2)配合使用時，可使電流整定值改變4倍。
起動回路(2)的電壓比較器IC2的正輸入端加上由電阻R15、R16分壓取得的基準電壓VR1，負輸入端通過電阻R14接電流整定回路(1)的輸出V02。當(dāng)被保護線路正常工作時，V02＜VR1，IC2的輸出電壓V03為高電平，定時回路(3)的定時計數(shù)器IC3、IC4被封鎖，時間整定值調(diào)節(jié)電路的輸出V04為低電平，保護裝置不動作。當(dāng)被保護線路過載或短路時，V02＞VR1，則IC2的輸出電壓V03為低電平，定時回路(3)的定時計數(shù)器IC3、IC4開始加計數(shù)計時，當(dāng)計數(shù)器計時到時間整定值調(diào)節(jié)電路所設(shè)定的時間時，時間整定值調(diào)節(jié)電路的輸出V04為高電平，起動保護裝置工作。
定時回路(3)的定時計數(shù)器由四級計數(shù)器(IC3、IC4)組成。時鐘電路產(chǎn)生的0.01秒計數(shù)脈沖信號送至第一級計數(shù)器的允許輸入端(EN)，四級計數(shù)器的復(fù)位端(R)接起動回路(2)的輸出V03，第一級計數(shù)器的時鐘端(CL)接IC8的輸出V05，第二－四級計數(shù)器的時鐘端(CL)接低電平(地)。當(dāng)起動元件(IC2)未動作時，R端(即V03)為高電平，即使有計數(shù)脈沖輸入，計數(shù)器也不會計數(shù)，保護裝置不動作。只有當(dāng)起動元件動作后，R端為低電平，計數(shù)器才進行加計數(shù)，當(dāng)計數(shù)器計時到所設(shè)定的時間時，時間整定值調(diào)節(jié)電路的輸出V04為高電平。此時如果閉鎖回路(四)的閉鎖起動電路的輸出V06為高電平，則V04、V06經(jīng)與非門IC7反相后的輸出為低電平，一路到與非門IC6，使時鐘電路停止工作，計數(shù)電路停止計數(shù)，維持V04為高電平；一路經(jīng)與非門IC8反相后的輸出電壓V05為高電平，使出口信號回路(4)的出口電路工作，跳閘出口繼電器ZJ動作，保護裝置工作。如果V06為低電平，則V04，V06經(jīng)與非門IC7的輸出為高電平，計數(shù)電路繼續(xù)工作；IC8的輸出V05為低電平，跳閘出口繼電器ZJ不動作，保護裝置不工作。
當(dāng)保護裝置動作以后，如果被保護線路的故障被切出，則起動元件返回，計數(shù)器復(fù)位，從而使整個保護裝置復(fù)位。另外，在保護裝置動作之前，如果在時間整定值調(diào)節(jié)電路所設(shè)定的時間之內(nèi)，被保護線路的故障消失，則起動元件同樣返回，計數(shù)器復(fù)位，保護裝置不動作。出口信號回路(4)的出口電路的信號輸入端接定時回路(3)的輸出V05。當(dāng)V05為低電平時，跳閘出口繼電器ZJ不動作，信號繼電器XJ不動作；當(dāng)V05為高電平時，跳閘出口繼電器ZJ動作，信號繼電器XJ動作。
閉鎖回路(四)的閉鎖起動電路的結(jié)構(gòu)原理與起動回路(2)的結(jié)構(gòu)原理基本相同。只是當(dāng)被保護線路正常工作時，電流整定回路(1)的輸出電壓V02＜VR2，IC9的輸出電壓V06為低電平。一路接到IC7的輸入端，使跳閘出口繼電器ZJ不動作；一路接到閉鎖出口電路，使閉鎖繼電器BJ不動作。從而使整個保護裝置不動作。
集成電路型電流保護裝置符合當(dāng)前國內(nèi)外在繼電保護領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)發(fā)展要求，是我國‘機械工業(yè)2000年產(chǎn)品振興目標研究’和‘國家級電工機械新產(chǎn)品發(fā)展方向’中提出的要重點發(fā)展的產(chǎn)品，具有極廣闊的發(fā)展前景。它具有如下特點1.反應(yīng)迅速靈敏，返回系數(shù)高(＞0.96)。
2.起動回路由集成電路構(gòu)成，輸出信號為開關(guān)量，不會出現(xiàn)觸點的臨界抖動。
3.動作電流和動作時間的整定為數(shù)字式，整定直觀、方便，整定精度高，整定電流為1－4倍可調(diào)。
4.動作可靠、性能穩(wěn)定、功耗低、壽命長、調(diào)試運行及維護方便。
5.按功能模塊化方式成套組合成一體，體積小、重量輕、性能價格比高。
6.采用傳統(tǒng)機電型繼電器的標準通用外殼，符合傳統(tǒng)安裝習(xí)慣和易于推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種集成電路型電流保護裝置，其特征是本保護裝置由電壓形成回路、電流保護回路和電源電路組成。
2.按權(quán)利要求1所述的電流保護裝置，其特征是電流保護回路由電流速斷保護回路(二)、過流保護回路(三)與閉鎖回路(四)組成。
3.按權(quán)利要求1、2所述的電流保護裝置，其特征是電流速斷保護回路(二)與過流保護回路(三)由電流整定回路(1)、起動回路(2)、定時回路(3)及出信號回路(4)組成。
4.按權(quán)利要求1、2所述的電流保護裝置，其特征是電壓形成回路(一)由中間變流器TA1、TA2，負載電阻R1、R2，整流電路V1－V8和濾波電路C1、C2、R3組成，閉鎖回路(四)由閉鎖起動電路IC9、R24－R26和閉鎖出口電路T2、BJ、V26－V28、R27、R28組成。
5.按權(quán)利要求1、3所述的電流保護裝置，其特征是電流整定回路(1)由跟隨電路IC1、V9、RP1、R4和電流整定值調(diào)節(jié)電路R5－R13、A1、A2組成。起動回路(2)由電壓比較器IC2、電阻R14－R16組成，定時回路(3)由計數(shù)電路IC3、IC4、R17、C3，時間整定值調(diào)節(jié)電路A3－A5、V10－V21、R20，時鐘電路IC5、IC6、C4、RP2、R18、R19和門電路IC7、IC8組成，出口信號回(4)由跳閘出口電路V22－V24、T1、ZJ、R21、R22和報警信號電路XJ、AN、BD、V25、R23組成。
專利摘要本實用新型屬繼電保護領(lǐng)域，可用于電力系統(tǒng)中作輸電線路或元件過載或短路時的基本保護或后備保護?？砂葱枰獦?gòu)成過流保護裝置；電流速斷、過流保護裝置或兩階段過流保護裝置等。它由電壓形成回路、電流速斷保護回路、過流保護回路、閉鎖回路及電源電路組成。本保護裝置按功能模塊化方式成套組合，具有返回系數(shù)高；無觸點臨界抖動；參數(shù)整定為數(shù)字式，精度高；性能穩(wěn)定可靠；結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試運行方便；性價比高及易于推廣等優(yōu)點。
文檔編號H02H3/08GK2133960SQ9221486
公開日1993年5月19日 申請日期1992年7月1日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月1日
發(fā)明者姜波 申請人:姜波