談談電源中的綜合保護設計

　　對電源進行有效地綜合保護，是保證電源供電安全和設備用電安全的重要措施。電源的應用是極其廣泛的，電源的安全保護也是經(jīng)常會遇到的問題，并且是人們一直關心和不斷探索研究的課題，其保護措施層出不窮，保護電路形式和方案更是多種多樣。隨著半導體技術、微電子技術的發(fā)展，電源安全保護技術也在不斷發(fā)展，保護電路趨向智能化、自動化、小型化方向發(fā)展。根據(jù)工作的實際需要，設計一種新型三相電源過流、過壓、缺相故障快速綜合保護電路，經(jīng)過實踐驗證，獲得了較理想的應用效果。

保護電路的基本工作原理

（1） 信號檢測電路

　　由電壓互感器和電流互感器，從低壓電網(wǎng)取得的電壓信號和電流信號，經(jīng)整流濾波處理后，轉變?yōu)橹绷鞯蛪盒盘枺┳R別電路進行故障識別。

（2） 信號識別與處理電路

　　由信號檢測電路傳遞過來的檢測信號，經(jīng)與基準值相比較，識別電路將輸出“0”或“1”兩種狀態(tài)。“0”狀態(tài)表示供電網(wǎng)絡（或電氣設備） 正常；“1”狀態(tài)表示供電網(wǎng)絡（或電氣設備） 出現(xiàn)故障此時故障顯示電路開始工作，指示燈將故障顯示出來，報警裝置發(fā)出報警聲音。

（3） 執(zhí)行與報警電路

　　當識別電路輸出“1”狀態(tài)時，執(zhí)行電路經(jīng)延時等待數(shù)秒后開始動作，切斷系統(tǒng)電源，同時發(fā)聲報警。
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實際應用電路及其工作過程

　　實際電路如圖2所示。電壓互感器與電流互感器從A、B、C三相取得電壓和電流信號，分別經(jīng)二極管D1～D6半波整流后，再經(jīng)電阻R1～R12各自分壓，獲得4～5V的直流電壓信號，分別送入電壓識別電路和電流識別電路。電壓信號分成兩路，一路送入與非門缺相識別電路IC7。正常情況下，IC7輸入端均為高電平，發(fā)光二極管D14、D15和D16均應發(fā)光，作為電壓指示使用。當電路缺相時，IC7輸入端出現(xiàn)低電平，輸出端則轉變?yōu)楦唠娖剑蜷TIC10輸出高電平，V10由截止轉為導通，繼電器J 吸合，其常閉觸點釋放，切斷供電電源，同時蜂鳴器將發(fā)出報警聲音。當出現(xiàn)缺相故障時，指示燈D14～D16將出現(xiàn)熄滅現(xiàn)象，那只指示燈熄滅，則表明那一相缺相。

　　電壓信號的另一路送入過壓識別電路IC1、IC2和IC3比較器的同相輸入端。電路正常時，比較器均輸出低電平，IC8、IC10也輸出低電平，V10截止；當電路出現(xiàn)過壓故障時，IC1-IC3將輸出一路或三路高電平，IC8、IC10則輸出高電平，V10導通，重復缺相時的保護動作當出現(xiàn)過壓故障時，與三相電源相對應的指示燈D7～D9將發(fā)光，那一只指示燈發(fā)光則表明與之相對應的電源過壓，三只指示燈都發(fā)光，則表明三相電源均過壓。

　　直流電流信號分別送入電流識別電路IC4、IC5和IC6。正常時IC4、IC5和IC6均輸出低電平，過電流時，IC4～IC6只要有一路輸出為高電平，或門IC9、IC10則輸出高電平，V10導通報警。

電路的調(diào)試方法
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　　只要電壓信號和電流信號的整流與分壓電路工作正常，缺相保護電路一般不需調(diào)試即可工作，調(diào)試時可人為地造成缺相故障，觀察聲光報警情況是否正常即可。過壓保護電路的調(diào)試可以通過調(diào)試RP1、RP2和RP3來實現(xiàn)。按供電標準規(guī)定當電源電壓高出額定電壓的10％即認為是過壓。調(diào)試時可用三相調(diào)壓器將電源電壓升高10％ ，即418V左右，此時a、b、c三點的電位也將比正常時升高10％ ，以此電位值作為調(diào)試RP1、RP2和RP3的依據(jù)。調(diào)試時將RP1、RP2和RP3滑動端的電位值調(diào)至略低于a、b、c三點的正常電位值即可。

過流保護電路的調(diào)試與過壓保護電路的調(diào)試方法類似，通過調(diào)試RP4、RP5、RP6來確定過流保護點。

結束語

　　該電路曾用于專利產(chǎn)品200KvaR靜止補償裝置的自動保護。實踐表明，電路結構簡單、調(diào)試方便，可以實現(xiàn)對電氣設備的快速保護，是一種簡單實用的保護裝置。實際應用中，保護電路的工作電源應接在負載開關的輸入端，使保護電路切斷負載電源后，保護電路仍處于帶電狀態(tài)。在此電路的基礎上再增加三只電壓比較器和少量元件即可實現(xiàn)欠壓保護。整個電路可以裝在一個體積很小的機箱內(nèi)，作為獨立元件使用，因而使用十分方便。