[发明专利]用于输配电线路的自供电保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及输配电线路保护装置，特别涉及一种用于输配电线路的自供电保护装置。

背景技术

传统的微机保护装置通常在有电源的场合下才能工作，为此，配电柜需要配置PT、电源模块、直流屏等单元用于提供电压源，成本高，体积大。保护装置在外部没有电源柜的应用场合，无法获取电压源时，则无法提供供电线路的供电保护。自供电、低成本、高集成度、智能化的全数字供电保护装置现在还未有见。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种用于输配电线路的自供电保护装置，可以在没有电源柜单元的应用场合提供对输配电线路的低成本、小体积的高效全数字保护。

为达到上述目的，本发明提供的用于输配电线路的自供电保护装置，包括分别安装在电网电路上的CT交流电流源和脱扣装置，还包括第一电源模块、第二电源模块和CPU模块，其中：所述第一电源模块包括钳位、整流、PWM管理模块，所述第二电源模块包括宽范围PWM模式开关电源模块、电压变换储能单元、电脉冲控制单元和电源检测单元，所述CPU模块包括有后备电池，所述CT交流电流源与所述钳位、整流、PWM管理模块、宽范围PWM模式开关电源模块、电压变换储能单元、电脉冲控制单元和脱扣装置依次相连，所述CPU模块与所述电源检测单元和电脉冲控制单元分别相连，所述CT交流电流源将电网电路中的大电流按照一定比例变换成小电流，该小电流经所述第一电源模块处理后形成一浮动电压源，所述第二电源模块将该浮动电压源的浮动直流电变换成稳定输出的直流低压电压源并供电给所述电压变换储能单元，所述CPU模块控制所述电压变换储能单元将储存的电能释放到脱扣装置。

本发明用于输配电线路的自供电保护装置，其中所述宽范围PWM模式开关电源模块包括依次相连的滤波器、第一级PWM开关电源、第二级PWM隔离开关电源和脉冲变压器，所述钳位、整流、PWM管理模块的输出接至所述滤波器，所述脉冲变压器的第一次级输出接至所述电压变换储能单元，所述脉冲变压器的第二次级输出接至所述电源检测单元，其中：

所述第一级PWM开关电源包括第一电子开关、第一光耦、第一误差放大器和反馈取样单元，所述反馈取样单元由第一电阻和第二电阻自所述第一电子开关的输出取得分压并接至所述第一误差放大器的输入端，所述第一误差放大器的输出端经所述第一光耦反馈接至所述第一电子开关的控制端；

所述第二级PWM隔离开关电源包括第二电子开关、第二光耦、第二误差放大器和电压比较器，所述脉冲变压器的第二次级输出接至所述电压比较器的输入端，所述电压比较器的输出端经所述第二光耦反馈接至所述第二电子开关的控制端。

本发明用于输配电线路的自供电保护装置，其中所述电压变换储能单元设有储能电容和一与所述储能电容相连的倍压电路，所述电脉冲控制单元为一继电器控制电路，所述倍压电路的储能输出经所述继电器控制电路的输出接点与所述脱扣装置相连，所述继电器控制电路的继电器由CPU输出的控制脉冲控制。

本发明用于输配电线路的自供电保护装置，其中所述第一电源模块还包括隔离、变压、整流模块，所述隔离、变压、整流模块连接在外部220V交流电压源与所述宽范围PWM模式开关电源模块之间。

本发明用于输配电线路的自供电保护装置，其中所述第二电源模块还包括电源检测单元和电源管理单元，所述电源检测单元和电源管理单元连接在所述宽范围PWM模式开关电源模块与所述CPU模块之间，所述后备电池经所述电源管理单元与所述CPU相连。

本发明用于输配电线路的自供电保护装置，其中所述CPU模块采用型号为STM32F103V8的具有超低待机功耗的32位ARM微控制器。

本发明用于输配电线路的自供电保护装置，其中所述脱扣装置具有单稳态线圈或双稳态线圈。

本发明用于输配电线路的自供电保护装置的优点和积极效果在于：由于设置了CT交流电流源、第一电源模块、第二电源模块、CPU模块和脱扣装置，可以由CT供电实现CT交流电能的提取和变换。当保护动作时，CPU控制电路的储能以脉冲方式释放到脱扣装置，使其脱扣动作，实现了在没有电源柜的应用场合提供对输配电线路的低成本、高效的全数字保护。

另外，进一步设置了电源检测单元和电源管理单元，通过电路的低功耗设计和对电源的检测管理实现了低功耗模式运行。进一步设置了外部220V交流电压源，满足了有电源的场合和测试的需要，也方便了用户的使用，如操作参数浏览等等。

下面将结合实施例参照附图进行详细说明。

附图说明

图1是本发明用于输配电线路的自供电保护装置的方框图；

图2是宽范围PWM模式开关电源模块的方框图；