[实用新型]继电器保护专用开关电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及继电保护装置，具体地说是继电保护装置的专用开关电源。

背景技术

继电器保护装置对电力系统的安全可靠运行有着十分重要的作用，我国相关《规程》规定：保护电源插件每4-5年更换一次。继电器保护装置的故障率在电网故障中所占的比例较高，据申请人所辖区域之电力设备故障情况的统计：2007-2010年，保护电源插件故障率为21.45％，占设备各种故障率之首。根据2007年资料统计，国家电网公司110kV及以下系统保护装置共发生不正确动作37次，其中40.54％为运行部门继电维护人员的责任，37.84％为制造部门责任，在制造部门责任中，制造质量不良为主要原因。

继电器保护装置，主要由开关电源、交流采样单元、逻辑单元、通讯单元等组成。继电器保护装置专用开关电源，是继电器保护装置中的主要功能模块，它是通过控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。开关电源性能的好坏直接影响到继电器保护装置的可靠性。

实际运行中的继电器保护开关电源存在的主要故障有两种：一是输入电源波动，导致开关电源停止工作；二是开关电源的启动电流过大，导致供电电源过载告警，严重时导致电源开关停止工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服传统继电保护装置存在的缺点，解决如启动功率一定时，启动电压过低而产生输出电流瞬态突增的现象，提供一种稳定可靠的开关电源。

本实用新型是这样实现的：

在传统的继电器保护装置上，增加输入电压检测电路，并在延时电容上并接一个电子开关；将开关电源的启动电压为130--140V。

该输入电压检测电路，主要由输入电源1、功率开关2、高频变压器3、次级输出4、输出电压检测5、闭环调节6、过欠压闭锁7、发生器8、输入电压检测单元9、快速放电控制电路10、开机延时回路11、与门电路12构成。

电压检测单元9、快速放电控制电路10、开机延时回路11、门电路12、过欠压闭锁7控、发生器8、功率开关2之间依次前后电连接；输入电源1、.功率开关2、高频变压器3、次级输出4、输出电压检测5、与门电路12之间依次前后电连接；.次级输出4、闭环调节6、发生器8之间依次前后电连接。

当输入电压异常，电压检测单元9发出信号，给快速放电控制电路10快速放电，同时让开机延时回路11开机延时，即在延时电容上并接一个电子开关。经过与门电路12到过欠压闭锁7控制发生器8控制功率开关2的工作。防止输入电压异常，功率开关2停止工作。

当开关电源的启动电流过大，次级输出电压4降低时，输出过欠压检测7反馈至12与门电路到过欠压闭锁7控制PWM发生器8控制功率开关2的工作，防电源的启动电流过大，功率开关2停止工作。

该技术方案的工作原理和试验情况是：

一、“增加输入电压检测单元，并在延时电容上并接一个电子开关”。

当直流(DC220V)电进入开关电源时，首先由开关电路将高压直流电调制为高压脉动直流；随后把得到的脉动直流电，送到高频变压器3进行降压，最后经低压滤波电路进行整流和滤波 就得到了适合装置使用的低压直流电(如+24V、-24V、+15V、-15V、+5V、-5V)，供保护装置各模块使用。以下是试验研究的过程：

1.输入电源波动，开关电源停止工作

1)故障现象：外部输入电源1瞬时性故障，随后输入电压恢复正常，开关电源停止工作一致无输出电压，需手动断电、上电才能恢复。

2)故障再现：用继电器保护试验仪，控制输入电压中断时间，通过示波器记录输入电压和输出电压的变化。控制输入电压中断时间长短，发现输出存在如下三种情况：a)输入电源1中断一段时间(约100～200ms)后恢复，此后输入电压恢复正常，开关电源不能恢复工作。b)输入电压长时中断(大于250ms)后恢复，+5V、+24V输出电压均消失，此过程与开关电源的正常启动过程相同。具体时序图见图3所示。c)输入电压短暂中断(小于70ms)后恢复，+5V输出电压未消失，而+24V输出电压也未消失，对开关电源正常工作没有影响。具体时序图见图4所示。输入电压消失时间短暂，由于输出电压未出现欠压过程，电源欠压保护也不会动作。

3)故障分析：要分析此故障，应先了解该开关电源的正常启动逻辑和输出电压保护逻辑。输入工作电压，输出电压+5V主回路建立，然后由于输出电压时序要求，经延时约50ms，+24V输出电压建立。输出电压欠压保护逻辑为：当输出电压任何一路降到20％以下时，欠压保护动作，且不能自恢复。