[实用新型]三相负荷限制器

说明书

本实用新型是一种三相电力定量供电设备，适合对动力用户进行定量供电之用，使用该设备后，能达到计划用电、节约用电的目的。

本三相负荷限制器通过限制电流达到限制功率的目的，它是通过用户的电流互感器测量电流的，可以与任意容量的动力系统配套。负荷限制器上配有电流整定度盘和负荷电流表，在用户电流互感器额定电流值范围内，可对动作电流随意整定。当负荷电流超过整定值时，限制器上的“超负荷报警”指示灯亮，并用电铃进行超负荷报警，在报警期间，如果用户采取措施将负荷电流减至整定值以下，则限制器停止报警并正常供电。如果用户不采取措施减负荷，则在8－12分钟后自动断开用户主开关。跳闸后，限制器确保用户无法立即重合闸，从而使用电过程中断，以示惩罚。经过几分钟延时后，限制器上的“超负荷跳闸”指示灯熄灭，用户才能重新合闸，合闸后，如果负荷电流小于整定值，则正常供电；如果大于整定值，则又重新报警直至使主开关再跳闸。

现有的负荷控制装置“电力定量器”采用测量电度表转盘的转速间接测量有功功率的大小（详见《电子科学技术》杂志87年5期24页“高灵敏555负荷越限报警装置”一文）。这种电力定量器有以下不足之处：（1）功率定值（即功率整定）电路是一个放电式延时电路，通过改变放电电阻来改变电路的时间常数。由于放电曲线的非线性，因此功率整定无法做到线性化，并且只能采用分档定值，不能平滑定值。（2）只限制有功功率，对无功功率无反应，不能促进用户采取措施提高功率因数。

本实用新型不但具有上述“电力定量器”的全部功能，而且有以下优点：

1、采用电流互感器测量负荷电流，电流整定度盘刻度线性化，并能平滑地进行精确整定。

2、把功率定值化为电流定值，在整定电流范围内要增加有功功率，唯一途径是提高功率因数，因此，能促进用户自发采取措施提高功率因数。

3、采用单片四运放集成电路，结构简单，造价低廉，体积小。

工作原理：

本实用新型主要由以下几部分组成：（1）电流测量电路；（2）电流比较电路；（3）超负荷报警延时电路；（4）超负荷跳闸延时电路；（5）执行电路。具体线路请参看附图。

1、电流测量电路：由电流互感器LHa、LHC，D1－4，R1、C1组成。电流互感器LHa串接到被控制的动力线路A相上的电流互感器的次级，LHC串接动力线路C相的电流互感器的次级，接法为不完全星形（缺B相），这种接法适合测量三相负荷基本平衡的动力线路的电流。两个电流互感器的次级接成开口三角形。互感器次级电流经D1－4整流。后通过R1，在R1两端产生压降，此电压经C1滤波后成为平滑的直流电压，稳压二极管DW1的作用是防止动力线路电流超载（起动、短路）时，在R1上产生的过高电压，以保护运放A1。理论分析及实验证明，R1两端电压大小正比于互感器初级电流的大小（详见本人的另一实用新型专利申请说明书，申请号：87213546名称：单相负荷限制开关）。电流互感器LHa、LHC初级额定电流为5安。

2、比较电路：此电路的作用是对被测负荷电流与整定电流的大小进行比较，负荷电流小于整定电流时，电路不动作，如负荷电流大于整定电流，则给出超负荷报警信号，直至发出跳闸信号。

本电路主要由运算放大器A1，电位器R3组成。A1的同相输入端通过R4、D5接到R1、C1正端，测量的是输入电压；A1的反相输入端接到R3的滑动融头，测量的是设定电压。输入电压与设定电压由A1进行比较，当设定电压大于输入电压时，A1输出为0，当输入电压大于设定电压时，A1输出为1，使BG2导通，发出超负荷报警信号。由于A1处于开环状态，因此A1具有很高的比较精度。

K    是电流表A的转换开关，投向“运行”状态时，电流表A指示的是负荷实际电流；投向“整定”时，电流表A指示的是整定电流。运放A4接成放大倍数为1的电压跟随器，其输出驱动电流表A。R1的作用是当输入电流为额定值时，作为电流表A的满度校准之用。R9的作用是作为“电流整定”为最大值时，作电流表满度校准之用，校准时应先校准“整定电流”，然后才校输入电流。

电阻R4、电容C2组成一个充电延时电路，其作用是防止电动机起动时误报警，D5的作用是当负荷电流下降时，C2迅速放电至新的输入电压水平，使A1的同相输入端电压能迅速跟上输入电压负方向的变化。

3、超负荷报警延时电路