電纜直流高壓發生器過流保護方案
2011-03-23
以某供電線路的過流控制為例。由電流互感器檢測線路電流，當電流過大時，發出報警信號，并切斷電源。其具體過程為：通過電流互感器，將大電流信號轉變為小電流，并通過電阻將其轉換為電壓信號，然后由測試儀器的模擬量輸入端將其輸入到LOGO!的內部。通過LOGO!的處理,延遲時間T1后，控制繼電器TM及報警信號燈，切斷電路的電源，并發出報警信號。并能在切斷后自動將電路接通。若此時電路電流正常，這報警燈熄滅。并且，在過流后的指定時間內，若再次發生直流高壓發生器過流，不必再延遲T1時間，只需延遲時間T2，就會再次發出報警信號。這樣使LOGO!具有選擇性。在電機啟動等造成的電流瞬間過大時，LOGO!不會再啟動，減少了設備的誤動作。并且在一次報警后，若電流再次過大，則在較短的時間內，就會再次報警，減少了因故障未被排除而造成的損失。
用電流電壓直流高壓發生器轉換裝置把電流信號轉變為電壓信號，并且可以調節輸出電壓的大小，以更好的滿足實際要求。在頻率觸發模塊中，將計數時間段設定為6S，使其具有了選擇功能，在電機啟動等正常的過流情況下，不會發出報警信號。并且在設定脈沖個數時，實際值為80個，而不是300個。這樣就避免了因干擾等造成電源電流偏小時，報警裝置不能啟動的情況。同時，減小了因過流發生在B02的計時時間內時，延遲時間過長的情況。同理，B03在設置脈沖個數時，只設定為70個。
為獲得較高的輸出電壓值，LM317穩壓器的調節端與地之間的電阻R2值及其壓降往往較大，在R2兩端并接一個小于10μF的電容C3，直流高壓發生器可有效地抑制輸出端的紋波。當輸入端或輸出端發生短路時，電容C3的放電將在R1上產生沖擊電壓，會危及穩壓器的基準電壓電路，因此需在R1兩端并二極管D3以保護穩壓器。
穩壓器的輸出端不加電容亦能工作，由于穩壓器在1∶1的深度負反饋下工作，當輸出端負載為容性的某一值時，穩壓器有可能出現自激現象。因此，在穩壓器的輸入端接入0.1μF的電容C1，輸出端接入1000μF的電解電容C5，提供足夠的電流供給，同時可以防止可能發生的自激振蕩以及減小高頻噪聲和改善負載的瞬態響應。當輸入端發生短路時，C5通過穩壓器的調整管放電，C5值較大，則放電時的沖擊電流很大，電壓會通過穩壓器內部的輸出晶體管放電，可能造成輸出晶體管發射結反向擊穿。為此，在穩壓器兩端并接二極管D2，輸入端短路時C5通過D2放電，保護穩壓器。
該裝置所用的LOGO!型號為24RCLB11，其供電電源為24V直流電，輸出用220V交流電，用于帶動繼電器及報警燈。該裝置的繼電器TM，常閉觸電接在主電路中。LOGO!的模擬量輸入端I1,I2。輸出為Q1，Q2。互感器輸出的電流信號經電流電壓轉換裝置(I/V)，進入LOGO!的I1和I2端。
內部的工作原理為：由模擬量輸入端AI1,AI2輸入的模擬量經模擬量觸發器B08,B12使模擬量轉換為數字量。模塊B08,B12的設置相同。模擬開關接通電壓為6V，關閉電壓為1V。當輸入的信號峰值大于6V時，模塊輸出數字脈沖信號，頻率為50HZ。通過B06后，由頻率觸發器B02計數。當6S內，輸入280個脈沖時，模塊B02輸出高電平。這時輸出Q1接通，接通TM跳閘控制器，將電路斷開。同時輸出端Q2被置為高電平，輸出報警信號。此時，電路已被切斷，沒有模擬信號輸入。經過6s后，頻率觸發器輸出低電平，即Q1無信號輸出，電路被接通。若這時電路沒有過流，則報警燈熄滅。若在報警燈沒有熄滅，或報警燈熄滅后的時間段(由B09控制)內仍然過流，則在2S內，B09只要檢測到70個電流脈沖，報警裝置就會再一次啟動，以防止故障沒有排除時，報警裝置按正常處理。當Q2為0后，B09開始計時，若經過自定時間后，Q2仍沒有報警輸出，則B09輸出低電平，經過非門B10反向后變為高電平，將 RS觸發器B05復位。這時，報警裝置恢復原始狀態。
考慮到故障沒有排除時，報警裝置仍會在延遲時間6S后接通電源。為免造成危險，加入了B03，并有模塊B04,B05,B09,B10輔助產生延遲信號。使該裝置在一次過流后的指定時間內，對過流信號有更高的靈敏度，即在過流發生時，過流信號只需持續2S就會再次報警，以減小危險。
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