零电压延时脱扣器研究与优化设计.pdf

《电气自动化》2013年第35卷第6期
电力系统及其自动化
Power System Automation
零电压延时脱扣器研究与优化设计
吴志样,徐磊,黄波
(1.常州工学院,江苏常州213002;2.江苏国星电器有限公司,江苏常州21317
摘要:欠压脱扣器作为断路器中重要的元件之一,对欠压一分阑起着关键性作用。零电压(失压)延时脱扣器作为一种特殊形式的欠
压脱扣器,在电源电压失压以后,依靠自身功能,按设定的延时时间延时后令电磁铁失电一脱扣。在分析了国家标准等向题
后,提出了零电压脱扣器新方案。结合方案,就主电路、电压信号检测、单片电路等主要问题展开了讨论。最后给出了实际
效果
关键词:欠压脱扣器;失压脱扣器;零电压延时;恒流放电;单片机;电路设计
DOI:10.3969/j?issn.1000-3886.2013.06.022
[中图分类号1TM561[文献标志码!A[文章编号]1000-3886(2013)06-0060-03
Research and Optimal Design of Zero-voltage Delay Release
WU Zhi-xiang, XU
HUANG Bo'
(1. Changzhou Institute of Technology, Changzhou Jiangsu 213002, China
2. Jaingsu Guoxing Electrical Co, Ltd, Changzhou Jiangsu 213177, China
Abstract: As one of the key components of the circuit breaker, under-voltage release plays a key role in under-voltage opening. Zero-voltage
delay release, a special form of under-voltage release, will switeh off and release the electromagnet after the elapse of the set delay
time, following loss of power voltage. After an analysis on national standards, a new scheme of zero-voltage release is presented and
the subjects of main circuitry, voltage signal detection and single-chip ciruit are discussed. Finally, the actual effect of the scheme
product is given
Keywords: under-voltage release; no-voltage release; zero-voltage delay; constant-current discharge; single-chip microcomputer; circuit design
0引言
电,动铁芯受复位弹簧反作用力弹出,顶开锁扣机构(脱扣),实
设有欠压脱扣器的断路器,按照国标规定,当电网电压下降现断路器主触头系断开。后者以永磁体为主的永磁型电磁铁,由
到一定程度时,断路器分切断电源,既保护了重要设备的正常运永磁体磁场力保持衔铁工作位置。在非动作期间,永磁型电磁铁
行,又保护了本级电网下的用电设备。欠压脱扣器作为断路器中线圏不通电
重要的元件之一,对欠压脱扣一断路器分闸,起着关键性作用。欠
因永磁型电磁铁内部无复位弹簧,处在“吸合”位置的永磁
压脱扣器同时必须满足断路器之电磁兼容性的全部规定]。
型电磁铁在测控电路发生故障后,不能“自动复位”至“脱扣”位
零电压(失压)延时欠压脱扣器,是在一般欠压脱扣器瞬时置,存在不能脱扣的潜在危险。电磁型部件在断电后具有复位自
脱扣或延时脱扣的基础上,增加的零电压延时脱扣的一种脱扣脱扣能力,在目前断路器中仍得到广泛应用。
器。即当电源电压降低到残压后,脱扣器依靠自身功能,保持脱1.2零电压脱扣器方案研究
扣电磁铁维持原态(不脱扣),根据用户设定,延时段时间后控
零电压脱扣器首先婁实现一般欠压脱扣器的功能。在此基
制脱扣电磁铁动作,实现零电压延时脱扣。
础上,为在零电压时期维持电磁铁处于保持状态,需有后备电源。
失压脱扣器作为一种特殊式的欠压脱扣器,其动作电压是且电路整体简洁、电磁铁吸合可靠,延时时间准确。基于这一思
在额定(电源)电压的35%至10%之间。零电压延时脱扣的本路设计的零电压脱扣器方案见图1。
质,是为双路供电切换,提供一切换时间。
电源电压(220V/380V)从し、N输入,经EMC电路抗干扰抑
1零电压脱扣器方案研究
制,形成“二次电源”经电容器C1由全桥B整流后向电容器C3充
电形成电磁铁工作电压V。电阻R3、R4对V2分压后的电压信号
零电压脱扣器由测控电路与脱扣电磁铁组成。其品质,首先
SB送入单片机,用于检测C3的充电电压值。二极管D,半波整流
由总体方案决定。
一路向电源电路供电,产生12V、5V电压分别向开关电路与单
1.1脱扣执行部件与控制形式
片机电路供电;一路由电阻R1、R2组成的分压采样电路,其SA信
脱扣器的执行部件有电磁型り与永磁型之分。前者以电号送单片机;另一路向充电电路供电,C.充电形成后备电压源
磁铁为主控元件,电磁铁被控制电路通电吸合,为断路器主触头
供恒流放电电路使用
系合闻提供条件。当电压下降到一定值时,测控电路使电磁铁断
单片机电路一方面检测表征电源电压大小的SA信号,另
方面检测表征C3充电电压值Vn大小的SB信号。当电源电压满
收稿日期:2013-03-21
足国标吸合条件,且M被充电到预定值时,单片机电路输出信号
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