零压降智能保护装置

摘要

本发明提供的一种零压降智能保护装置涉及电能计量及保护领域。该装置包括：第一高压运放及继电器切换电路、第二高压运放及继电器切换电路、第三高压运放及继电器切换电路、电源故障检测电路、第一、第二及第三故障检测电路和PLC控制器，其中第一、第二及第三故障检测电路均分别通过检测二极管的两端是否有导通压降，从而判断第一、第二及第三高压运放是否出现故障，PLC控制器则根据检测到的电源故障检测电路、第一、第二及第三故障检测电路的故障信息，控制第一、第二及第三继电器切换电路中的继电器的吸合或打开，从而接入或切除第一、第二及第三高压运放，实现智能启动或退出基于高压运放电压跟随器的零压降功能，保护电力系统安全运行。

主权项

一种零压降智能保护装置，其特征在于，包含：第一高压运放及继电器切换电路(11)、第二高压运放及继电器切换电路(12)、第三高压运放及继电器切换电路(13)、电源故障检测电路(24)、第一故障检测电路(21)、第二故障检测电路(22)、第三故障检测电路(23)和PLC控制器，所述第一故障检测电路(21)用于检测第二二极管(D11)的两端是否有导通压降，从而判断第一高压运放及继电器切换电路(11)中的第一高压运放(AMP1)是否出现故障，所述第二故障检测电路(22)用于检测第六二极管(D8)的两端是否有导通压降，从而判断第二高压运放及继电器切换电路(12)中的第二高压运放(AMP2)是否出现故障，所述第三故障检测电路(23)用于检测第十二极管(D20)的两端是否有导通压降，从而判断第三高压运放及继电器切换电路(13)中的第三高压运放(AMP3)是否出现故障，所述第一高压运放及继电器切换电路(11)的输入端A_IN作为零压降智能保护装置的输入端A，第一高压运放及继电器切换电路(11)的输入端N_1作为零压降智能保护装置的输入端N，第一高压运放及继电器切换电路(11)的输入端Q1_1与PLC控制器的输出端Q1相连，第一高压运放及继电器切换电路(11)的输入端Q0_1与PLC控制器的输出端Q0相连，第一高压运放及继电器切换电路(11)的输出端A_OUT作为零压降智能保护装置的输出端AA，第一高压运放及继电器切换电路(11)的输出端N_11作为零压降智能保护装置的输出端NN，第一高压运放及继电器切换电路(11)的输出端A+与第一故障检测电路(21)的输入端A1+相连，第一高压运放及继电器切换电路(11)的输出端A‑与第一故障检测电路(21)的输入端A1‑相连，第一故障检测电路(21)的输出端A0_1与PLC控制器的输入端A0相连，所述第一高压运放及继电器切换电路(11)主要由第七反相器(U10B)、第八反相器(U10C)、第一继电器(RELAY1)、第二继电器(RELAY2)和第一高压运放(AMP1)构成，其中第一继电器(RELAY1)的公共端1作为第一高压运放及继电器切换电路(11)的输入端A_IN，第一继电器(RELAY1)的常开触点3与第一高压运放(AMP1)的第二输入端相连，第一高压运放(AMP1)的第一输入端与第一高压运放(AMP1)的输出端相连，第一高压运放(AMP1)的第二输入端作为第一高压运放及继电器切换电路(11)的输出端A+，第一高压运放(AMP1)的第一输入端作为第一高压运放及继电器切换电路(11)的输出端A‑，第一高压运放(AMP1)的输出端与第二继电器(RELAY2)的常开触点3相连，第二继电器(RELAY2)的常闭触点2与第一继电器(RELAY1)的常闭触点2相连，第二继电器(RELAY2)的公共端1作为第一高压运放及继电器切换电路(11)的输出端A_OUT，第七反相器(U10B)的输入端作为第一高压运放及继电器切换电路(11)的输入端Q0_1，第七反相器(U10B)的输出端与第一继电器(RELAY1)的线圈5相连，当第一高压运放及继电器切换电路(11)的输入端Q0_1的第一控制信号Q01为低电平时，第一继电器(RELAY1)的公共端1与常闭触点2连接，当第一高压运放及继电器切换电路(11)的输入端Q0_1的第一控制信号Q01为高电平时，第一继电器(RELAY1)线圈5带电，第一继电器(RELAY1)的公共端1与常开触点3连接；第八反相 器(U10C)的输入端作为第一高压运放及继电器切换电路(11)的输入端Q1_1，第八反相器(U10C)的输出端与第二继电器(RELAY2)的线圈5相连，当第一高压运放及继电器切换电路(11)的输入端Q1_1的第二控制信号Q11为低电平时，第二继电器(RELAY2)的公共端1与常闭触点2连接，当第一高压运放及继电器切换电路(11)的输入端Q1_1的第二控制信号Q11为高电平时，第二继电器(RELAY2)线圈5带电，第二继电器(RELAY2)的公共端1 与常开触点3连接，第一高压运放及继电器切换电路(11)的作用是：在PLC控制器的作用下，控制第一高压运放及继电器切换电路(11)中第一继电器(RELAY1)和第二继电器(RELAY2)的吸合或打开，从而接入或切除第一高压运放(AMP1)，所述第二高压运放及继电器切换电路(12)的输入端B_IN作为零压降智能保护装置的输入端B，第二高压运放及继电器切换电路(12)的输入端N_2作为零压降智能保护装置的输入端N，第二高压运放及继电器切换电路(12)的输入端Q1_2与PLC控制器的输出端Q1相连，第二高压运放及继电器切换电路(12)的输入端Q0_2与PLC控制器的输出端Q0相连，第二高压运放及继电器切换电路(12)的输出端B_OUT作为零压降智能保护装置的输出端BB，第二高压运放及继电器切换电路(12)的输出端N_22作为零压降智能保护装置的输出端NN，第二高压运放及继电器切换电路(12)的输出端B+与第二故障检测电路(22)的输入端B1+相连，第二高压运放及继电器切换电路(12)的输出端B‑与第二故障检测电路(22)的输入端B1‑相连，第二故障检测电路(22)的输出端B0_1与PLC控制器的输入端B0相连，所述第二高压运放及继电器切换电路(12)主要由第九反相器(U10D)、第四反相器(U10E)、第三继电器(RELAY3)、第四继电器(RELAY4)和第二高压运放(AMP2)构成，其中第三继电器(RELAY3)的公共端1作为第二高压运放及继电器切换电路(12)的输入端B_IN，第三继电器(RELAY3)的常开触点3与第二高压运放(AMP2)的第二输入端相连，第二高压运放(AMP2)的第一输入端与第二高压运放(AMP2)的输出端相连，第二高压运放(AMP2)的第二输入端作为第二高压运放及继电器切换电路(12)的输出端B+，第二高压运放(AMP2)的第一输入端作为第二高压运放及继电器切换电路(12)的输出端B‑，第二高压运放(AMP2)的输出端与第四继电器(RELAY4)的常开触点3相连，第四继电器(RELAY4)的常闭触点2与第三继电器(RELAY3)的常闭触点2相连，第四继电器(RELAY4)的公共端1作为第二高压运放及继电器切换电路(12)的输出端B_OUT，第九反相器(U10D)的输入端作为第二高压运放及继电器切换电路(12)的输入端Q0_2，第九反相器(U10D)的输出端与第三继电器(RELAY3)的线圈5相连，当第二高压运放及继电器切换电路(12)的输入端Q0_2的第一控制信号Q01为低电平时，第三继电器(RELAY3)的公共端1与常闭触点2连接，当第二高压运放及继电器切换电路(12)的输入端Q0_2的第一控制信号Q01为高电平时，第三继电器(RELAY3)线圈5带电，第三继电器(RELAY3)的公共端1与常开触点3连接；第四反相器(U10E)的输入端作为第二高压运放及继电器切换电路(12)的输入端Q1_2，第四反相器(U10E)的输出端与第四继电器(RELAY4)的线圈5相连，当第二高压运放及继电器切换电路(12)的输入端Q1_2的第二控制信号Q11为低电平时，第四继电器(RELAY4)的公共端1与常闭触点2连接，当第二高压运放及继电器切换电路(12)的输入端Q1_2的第二控制信号Q11为高电平时，第四继电器(RELAY4)线圈5带电，第四继电器(RELAY4)的公共端1与常开触点3连接，第二高压运放及继电器切换电路(12)的作用是：在PLC控制器的作用下，控制第二高压运放及继电器切换电路(12)中第三继电器(RELAY3)和第四继电器(RELAY4)的吸合或打开，从而接入或切除第二高压运放(AMP2)，所述第三高压运放及继电器切换电路(13)的输入端C_IN作为零压降智能保护装置的输入端C，第三高压运放及继电器切换电路(13)的输入端N_3作为零压降智能保护装置的输入端N，第三高压运放及继电器切换电路(13)的输入端Q1_3与PLC控制器的输出端Q1 相连，第三高压运放及继电器切换电路(13)的输入端Q0_3与PLC控制器的输出端Q0相连，第三高压运放及继电器切换电路(13)的输出端C_OUT作为零压降智能保护装置的输出端CC，第三高压运放及继电器切换电路(13)的输出端N_33作为零压降智能保护装置的输出端NN，第三高压运放及继电器切换电路(13)的输出端C+与第三故障检测电路(23)的输入端C1+相连，第三高压运放及继电器切换电路(13)的输出端C‑与第三故障检测电路(23)的输入端C1‑相连，第三故障检测电路(23)的输出端C0_1与PLC控制器的输入端C0相连，所述第三高压运放及继电器切换电路(13)主要由第五反相器(U10F)、第六反相器(U10G)、第五继电器(RELAY5)、第六继电器(RELAY6)和第三高压运放(AMP3)构成，其中第五继电器(RELAY5)的公共端1作为第三高压运放及继电器切换电路(13)的输入端C_IN，第五继电器(RELAY5)的常开触点3与第三高压运放(AMP3)的第二输入端相连，第三高压运放(AMP3)的第一输入端与第三高压运放(AMP3)的输出端相连，第三高压运放(AMP3)的第二输入端作为第三高压运放及继电器切换电路(13)的输出端C+，第三高压运放(AMP3)的第一输入端作为第三高压运放及继电器切换电路(13)的输出端C‑，第三高压运放(AMP3)的输出端与第六继电器(RELAY6)的常开触点3相连，第六继电器(RELAY6)的常闭触点2与第五继电器(RELAY5)的常闭触点2相连，第六继电器(RELAY6)的公共端1作为第三高压运放及继电器切换电路(13)的输出端C_OUT，第五反相器(U10F)的输入端作为第三高压运放及继电器切换电路(13)的输入端Q0_3，第五反相器(U10F)的输出端与第五继电器(RELAY5)的线圈5相连，当第三高压运放及继电器切换电路(13)的输入端Q0_3的第一控制信号Q01为低电平时，第五继电器(RELAY5)的公共端1与常闭触点2连接，当第三高压运放及继电器切换电路(13)的输入端Q0_3的第一控制信号Q01为高电平时，第五继电器(RELAY5)线圈5带电，第五继电器(RELAY5)的公共端1与常开触点3连接；第六反相器(U10G)的输入端作为第三高压运放及继电器切换电路(13)的输入端Q1_3，第六反相器(U10G)的输出端与第六继电器(RELAY6)的线圈5相连，当第三高压运放及继电器切换电路(13)的输入端Q1_3的第二控制信号Q11为低电平时，第六继电器(RELAY6)的公共端1与常闭触点2连接，当第三高压运放及继电器切换电路(13)的输入端Q1_3的第二控制信号Q11为高电平时，第六继电器(RELAY6)线圈5带电，第六继电器(RELAY6)的公共端1与常开触点3连接，第三高压运放及继电器切换电路(13)的作用是：在PLC控制器的作用下，控制第三高压运放及继电器切换电路(13)中第五继电器(RELAY5)和第六继电器(RELAY6)的吸合或打开，从而接入或切除第三高压运放(AMP3)，所述电源故障检测电路(24)的输出端S0_1与PLC控制器的输入端S0相连，用于检测给第一高压运放(AMP1)、第二高压运放(AMP2)和第三高压运放(AMP3)供电的电源是否发生故障，当电源故障时，电源故障检测电路(24)的输出端故障信号S01为高电平，当电源正常时，电源故障检测电路(24)的输出端故障信号S01为低电平，所述PLC控制器用于根据检测到的电源故障检测电路(24)的输出端故障信号S01、第一故障检测电路(21)的输出端故障信号A01、第二故障检测电路(22)的输出端故障信号B01和第三故障检测电路(23)的输出端故障信号C01，输出相应的第一控制信号Q01和第二控制信号Q11，从而控制第一继电器(RELAY1)、第二继电器(RELAY2)、第三继电器(RELAY3)、第四继电器(RELAY4)、第五继电器(RELAY5)和第六继电器(RELAY6)的吸合与打 开，初始化PLC控制器的第一控制信号Q01和第二控制信号Q11均为低电平，若电源故障检测电路(24)的输出端故障信号S01为低电平且第一故障检测电路(21)的输出端故障信号A01、第二故障检测电路(22)的输出端故障信号B01和第三故障检测电路(23)的输出端故障信号C01均为高电平时，则首先PLC控制器的第二控制信号Q11置为高电平，然后经延时时间t0，t0＝0.3～1s后，PLC控制器的第一控制信号Q01置为高电平；若电源故障检测电路(24)的输出端故障信号S01为高电平或者第一故障检测电路(21)的输出端故障信号A01、第二故障检测电路(22)的输出端故障信号B01和第三故障检测电路(23)的输出端故障信号C01有一个为低电平时，则首先PLC控制器的第一控制信号Q01清零，然后经延时时间t1，t1＝0.3～1s后，PLC控制器的第二控制信号Q11清零。