一种新型的相敏保护装置制造方法及图纸

本公开揭示了一种新型的相敏保护装置，包括电性连接的波形转换电路、相位比较电路、偏置跟随电路、光耦隔离电路及限幅电路，所述波形转换电路至少包括运算放大器LM324，且其配置为以A相电流I

【技术实现步骤摘要】
一种新型的相敏保护装置


[0001]本技术涉及一种井下配电保护装置，特别是一种新型的相敏保护装置。

技术介绍

[0002]当前，智能化的馈电开关综合保护器是保证煤矿供电安全的重要设备，鉴于过流保护可靠性高、实现简单等特点，该保护成为综保设计的主要内容。井下多采用鼠笼异步电动机作为负载，所以从故障类型分析，过流主要分短路、过载等故障型过流和电动机起动等非故障型过流。由于过载故障的过电流较小，因此目前常采用鉴幅方式将其与其他过流状态区分。然而，短路和电动机起动引起的过电流幅值相近，且当短路点距离供电点较远时，电流值可能低于设定过流动作幅值，那么仅依靠鉴幅保护就可能造成电动机无法正常起动或短路保护误动、拒动情况发生。由此可见，现有技术仍存在缺陷，需要改进。

技术实现思路

[0003]鉴于现有技术存在的上述问题，本技术的目的在于提供一种新型的相敏保护装置，该装置能准确检测和判别短路故障和电动机正常起动。
[0004]为了实现上述目的，本技术实施例一个方面提供的一种新型的相敏保护装置，包括电性连接的波形转换电路、相位比较电路、偏置跟随电路、光耦隔离电路及限幅电路，所述波形转换电路至少包括运算放大器LM324，且其配置为以A相电流I
A
和AB两相线电压U
AB
经互感器转换后的电压信号U
Ia
和U
ab
为输入，经所述运算放大器LM324构成的方波转换电路转换为方波信号；所述相位比较电路至少包括运算放大器U14A、运算放大器U14A和开关管Q1，且其配置为对所述方波信号进行相位检测；所述偏置跟随电路至少包括运算放大器LM324且其配置为将所述方波信号调整到安全电压范围；所述限幅电路包括二极管D89和二极管D40用于过压保护；所述光耦隔离电路包括光耦PC817且配置为防止外部高压信号或低压信号的干扰。
[0005]作为优选，当U
ab
转换的方波信号为高电平时，U14B为反相比较器，输出为低电平，二极管D43导通，开关管的栅极G为低电平，此时开关管处于断开状态，则运算放大器U14A为同相放大器，输出方波的极性与U
Ia
的极性相同。
[0006]作为优选，当U
ab
转换的方波信号为低电平时，U14B为同相比较器，输出为高电平，二极管D43截止，开关管的栅极G处于高电平，开关管处于接通状态，则运算放大器U14A为反相放大器，输出方波的极性和U
Ia
的极性相反。
[0007]与现有技术相比较，本技术提供的一种新型的相敏保护装置，能准确检测和判别短路故障和电动机正常起动。通过利用定时器的滤波功能还可有效滤除干扰信号，降低系统误差，提高可靠性。。
[0008]应当理解，前面的一般描述和以下详细描述都仅是示例性和说明性的，而不是用于限制本公开。
[0009]本申请文件提供本公开中描述的技术的各种实现或示例的概述，并不是所公开技
术的全部范围或所有特征的全面公开。
附图说明
[0010]图1为本技术的一种新型的相敏保护装置的结构框图。
[0011]主要附图标记：
[0012]1‑
波形转换电路；2
‑
相位比较电路；3
‑
偏置跟随电路；4
‑
光耦隔离电路；5
‑
限幅电路。
具体实施方式
[0013]为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0014]显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0015]如图1所示，本技术实施例提供的一种新型的一种新型的相敏保护装置，包括电性连接的波形转换电路1、相位比较电路2、偏置跟随电路3、光耦隔离电路4及限幅电路5，电路检测的是A相电流I
A
和AB两相线电压U
AB
。经互感器转换后的电压信号U
Ia
和U
ab
。系统电压、电流值经互感器转换成峰值(交流信号中最大正值和最小负值的差值)为3.OV(硬件电路设计值)的交流电压信号，经运算放大器LM324构成的波形转换电路1转换为频率50Hz方波。而后，由运算放大器U14A、U14B和开关管Q1组成的相位比较电路2对两个信号进行相位检测。当U
ab
转换的方波信号为高电平时，U14B为反相比较器，输出为低电平，二极管D43导通，开关管的栅极G为低电平，此时开关管处于断开状态，则运算放大器U14A相当于同相放大器，输出方波的极性与U
Ia
的极性相同。反之，当U
ab
转换的方波信号为低电平时，U14B为同相比较器，输出为高电平，二极管D43截止，开关管的栅极G处于高电平，开关管处于接通状态，则运算放大器U14A相当于反相放大器，输出方波的极性和U
Ia
的极性相反。从数字信号逻辑关系上分析，电路在功能上实现了电压、电流信号的同或运算。至此，硬件电路实现了电压、电流的相位差向方波信号的转换。考虑到STM32芯片管脚的允许输入电压为0～3.3V，偏置跟随电路3将方波信号调整到安全电压范围，且在引脚处增加了由二极管组成的限幅电路5。除此之外，为了防止外部高压信号对低压信号的干扰，硬件电路设置了由光耦PC817组成的光耦隔离电路4。
[0016]本技术可通过定时器输入捕获功能对硬件信号检测，获取系统功率因数，并将功率因数判别特征值与幅值特征值结合作为过流故障识别依据，应用到设计的低压馈电综合保护器，经测试保护器能准确检测和判别短路故障和电动机正常起动。通过利用定时器的滤波功能可有效滤除干扰信号，降低系统误差，提高可靠性。
[0017]以上实施例仅为本技术的示例性实施例，不用于限制本技术，本技术的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本技术的实质和保护范围内，对本技术做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本技术的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型的相敏保护装置，其特征在于，包括电性连接的波形转换电路、相位比较电路、偏置跟随电路、光耦隔离电路及限幅电路，所述波形转换电路至少包括运算放大器LM324，且其配置为以A相电流I
A
和AB两相线电压U
AB
经互感器转换后的电压信号U
Ia
和U
ab
为输入，经所述运算放大器LM324构成的方波转换电路转换为方波信号；所述相位比较电路至少包括运算放大器U14A、运算放大器U14A和开关管Q1，且其配置为对所述方波信号进行相位检测；所述偏置跟随电路至少包括运算放大器LM324且其配置为将所述方波信号调整到安全电压范围；所述限幅电路包括二极管D89和二极管D40用于过压保护；所述光耦隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海钢，刘闯荣，苗海，徐慧刚，史莉红，刘冲，刘文伟，翟建忠，李瑞彬，弓毅，张晓刚，武守义，
申请(专利权)人：山西新元煤炭有限责任公司，
类型：新型
国别省市：