淺析電纜直流高壓發(fā)生器過流保護

以某供電線路的過流控制為例。由電流互感器檢測線路電流，當電流過大時，發(fā)出報警信號，并切斷電源。其具體過程為：通過電流互感器，將大電流信號轉變?yōu)樾‰娏?，并通過電阻將其轉換為電壓信號，然后由LOGO!的模擬量輸入端將其輸入到LOGO!的內(nèi)部。通過LOGO!的處理,延遲時間T1后，控制繼電器TM及報警信號燈，切斷電路的電源，并發(fā)出報警信號。并能在切斷后自動將電路接通。若此時電路電流正常，這報警燈熄滅。并且，在過流后的指定時間內(nèi)，若再次發(fā)生直流高壓發(fā)生器過流，不必再延遲T1時間，只需延遲時間T2，就會再次發(fā)出報警信號。這樣使LOGO!具有選擇性。在電機啟動等造成的電流瞬間過大時，LOGO!不會再啟動，減少了設備的誤動作。并且在一次報警后，若電流再次過大，則在較短的時間內(nèi)，就會再次報警，減少了因故障未被排除而造成的損失。

調(diào)試中的問題

用電流電壓直流高壓發(fā)生器轉換裝置把電流信號轉變?yōu)殡妷盒盘?，并且可以調(diào)節(jié)輸出電壓的大小，以更好的滿足實際要求。在頻率觸發(fā)模塊中，將計數(shù)時間段設定為6S，使其具有了選擇功能，在電機啟動等正常的過流情況下，不會發(fā)出報警信號。并且在設定脈沖個數(shù)時，實際值為80個，而不是300個。這樣就避免了因干擾等造成電源電流偏小時，報警裝置不能啟動的情況。同時，減小了因過流發(fā)生在B02的計時時間內(nèi)時，延遲時間過長的情況。同理，B03在設置脈沖個數(shù)時，只設定為70個。

為獲得較高的輸出電壓值，LM317穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)端與地之間的電阻R2值及其壓降往往較大，在R2兩端并接一個小于10μF的電容C3，直流高壓發(fā)生器可有效地抑制輸出端的紋波。當輸入端或輸出端發(fā)生短路時，電容C3的放電將在R1上產(chǎn)生沖擊電壓，會危及穩(wěn)壓器的基準電壓電路，因此需在R1兩端并二極管D3以保護穩(wěn)壓器。

穩(wěn)壓器的輸出端不加電容亦能工作，由于穩(wěn)壓器在1∶1的深度負反饋下工作，當輸出端負載為容性的某一值時，穩(wěn)壓器有可能出現(xiàn)自激現(xiàn)象。因此，在穩(wěn)壓器的輸入端接入0.1μF的電容C1，輸出端接入1000μF的電解電容C5，提供足夠的電流供給，同時可以防止可能發(fā)生的自激振蕩以及減小高頻噪聲和改善負載的瞬態(tài)響應。當輸入端發(fā)生短路時，C5通過穩(wěn)壓器的調(diào)整管放電，C5值較大，則放電時的沖擊電流很大，電壓會通過穩(wěn)壓器內(nèi)部的輸出晶體管放電，可能造成輸出晶體管發(fā)射結反向擊穿。為此，在穩(wěn)壓器兩端并接二極管D2，輸入端短路時C5通過D2放電，保護穩(wěn)壓器。

該裝置所用的LOGO!型號為24RCLB11，其供電電源為24V直流電，輸出用220V交流電，用于帶動繼電器及報警燈。該裝置的繼電器TM，常閉觸電接在主電路中。LOGO!的模擬量輸入端I1,I2。輸出為Q1，Q2?；ジ衅鬏敵龅碾娏餍盘柦?jīng)電流電壓轉換裝置(I/V)，進入LOGO!的I1和I2端。

1過流保護的設計思想

LOGO!的程序設計，是通過使用LOGO!中的功能模塊來實現(xiàn)的。直流高壓發(fā)生器系統(tǒng)軟件邏輯圖如圖2

LOGO!內(nèi)部的工作原理為：由模擬量輸入端AI1,AI2輸入的模擬量經(jīng)模擬量觸發(fā)器B08,B12使模擬量轉換為數(shù)字量。模塊B08,B12的設置相同。模擬開關接通電壓為6V，關閉電壓為1V。當輸入的信號峰值大于6V時，模塊輸出數(shù)字脈沖信號，頻率為50HZ。通過B06后，由頻率觸發(fā)器B02計數(shù)。當6S內(nèi)，輸入280個脈沖時，模塊B02輸出高電平。這時輸出Q1接通，接通TM跳閘控制器，將電路斷開。同時輸出端Q2被置為高電平，輸出報警信號。此時，電路已被切斷，沒有模擬信號輸入。經(jīng)過6s后，頻率觸發(fā)器輸出低電平，即Q1無信號輸出，電路被接通。若這時電路沒有過流，則報警燈熄滅。若在報警燈沒有熄滅，或報警燈熄滅后的時間段(由B09控制)內(nèi)仍然過流，則在2S內(nèi)，B09只要檢測到70個電流脈沖，報警裝置就會再一次啟動，以防止故障沒有排除時，報警裝置按正常處理。當Q2為0后，B09開始計時，若經(jīng)過自定時間后，Q2仍沒有報警輸出，則B09輸出低電平，經(jīng)過非門B10反向后變?yōu)楦唠娖?，將RS觸發(fā)器B05復位。這時，報警裝置恢復原始狀態(tài)。

考慮到故障沒有排除時，報警裝置仍會在延遲時間6S后接通電源。為免造成危險，加入了B03，并有模塊B04,B05,B09,B10輔助產(chǎn)生延遲信號。使該裝置在一次過流后的指定時間內(nèi)，對過流信號有更高的靈敏度，即在過流發(fā)生時，過流信號只需持續(xù)2S就會再次報警，以減小危險。

直流高壓發(fā)生器的過流保護在電纜應用非常廣泛，尤其在電力部門的保護電纜工作中非常重要!