一种负荷控制回路的断线检测电路和检测方法与流程

1.本发明涉及一种负荷控制回路的断线检测电路和检测方法，属于电力负荷控制技术领域。


背景技术：

2.电力负荷控制是有序用电的最后一道防线，是保障电力系统稳定运行的重要手段。电力负荷控制功能的实现主要通过系统主站、专变采集终端、控制回路、负荷开关几个环节配合完成。
3.用电客户负荷开关是否可控、控制回路是否可用，是保证负荷控制能否正常实施的关键，因此需要实时对负荷控制回路是否断线进行检测，确保负荷控制指令能够顺利的执行到位。
4.以跳闸控制为例说明当前负荷控制回路断线检测的原理。需要跳闸时，控制器通过继电器控制断路器的跳闸，继电器开关闭合，断路器跳闸线圈两端电压为电源电压，断路器跳闸。保电状态下，负荷控制回路中存在的小电流可驱动光耦导通，控制器通过检测光耦输出信号即可得到回路断线状态。由于光耦导通需要毫安级电流，然而，在实际应用中，毫安级电流的存在，会引起部分型号断路器误跳闸，导致断线检测功能不可用。
5.因此，如何避免现有负荷控制回路中毫安级电流带来的断路器误跳闸，从而导致断线检测功能不可用是本领域技术人员急需要解决的技术问题。


技术实现要素：

6.目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种负荷控制回路的断线检测电路和检测方法，在负荷控制回路断线检测电路中设计限流、整流、储能稳压、能量释放和信号调理电路，保证回路断线检测功能正常，同时不引起开关跳闸。
7.技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：第一方面，一种负荷控制回路的断线检测电路，包括：限流电路、整流电路、储能稳压电路、能量释放电路和信号调理电路，控制器，限流电路、整流电路、储能稳压电路、能量释放电路和信号调理电路依次串联，信号调理电路输出端与控制器信号输入端相连接。
8.所述限流电路用于将断线检测回路中电流限制在微安级。
9.所述整流电路用于将断线检测回路中交流转换为直流。
10.所述储能稳压电路用于将断线检测回路中的能量进行存储。
11.所述能量释放电路用于当储能稳压电路能量到一定阈值后，自动释放能量同时产生能量释放信号。
12.所述信号调理电路用于将能量释放信号转换为电平脉冲信号，并传递给控制器。
13.所述控制器用于检测是否接收到周期性的电平脉冲信号，如是，则判断断线检测回路正常，如不是，则判断断线检测回路断线。
14.作为优选方案，所述限流电路采用限流电阻。
15.作为优选方案，所述整流电路采用全波整流电路。
16.作为优选方案，所述储能稳压电路由相并联的充电电容和第一稳压管组成。
17.作为优选方案，所述能量释放电路包括第一三级管，第二三级管，第一三级管发射极与断线检测回路电源一极相连接，第一三级管集电极经第一电阻与第二三级管基极相连接，第一三级管基极与第二三级管集电极相连接，第二三级管发射极与断线检测回路电源另一极相连接，第二稳压管并联在第一三级管的发射极与集电极之间，第二三级管集电极与信号调电电路相连接。
18.作为优选方案，所述信号调电电路包括第二电阻，光耦，第二电阻一端与能量释放电路输出端相连接，第二电阻另一端与光耦输入端的一端相连接，光耦输入端的另一端与断线检测回路电源一极相连接，光耦输出端的一端经第三电阻与电压源正极相连接，光耦输出端的另一端与电压源负极相连接，光耦输出端的一端与第三电阻之间与控制器输入端相连接。
19.第二方面，一种负荷控制回路的断线检测方法，包括如下步骤：控制器检测负荷控制回路断线检测功能是否使能，如果没有使能，则不进行断线检测。
20.如果负荷控制回路断线检测功能使能，则判断负荷控制回路中控制继电器是否闭合，如果控制继电器闭合，则不进行断线检测。
21.如果控制继电器断开，则控制器检测是否有周期性输入电平翻转，若果有周期性电平翻转，则负荷控制回路未断线，如果没有检测到周期性电平翻转，则判定负荷控制回路断线。
22.有益效果：本发明提供的一种负荷控制回路断线检测方法，通过电阻限制负荷控制回路断线检测电流，通过整流电路完成对负控回路交直流电源的兼容，在整流电路的直流侧，通过储能电容和稳压二极管构成储能稳压电路，通过三极管和稳压管构成能量释放电路，通过光耦、电阻构成信号调理电路。
23.本次发明的回路检测电路可在微小的电流情况下完成控制回路的断线检测，保证负荷控制回路的检测的准确性，同时不引起负荷开关误跳闸。可适配不同电压等级的负荷控制回路，满足负荷控制回路对断线检测电流的要求。
附图说明
24.图1为本发明负荷控制回路的结构示意图。
25.图2为本发明负荷控制回路断线检测流程。
26.图3为本发明优选实施例负荷控制回路的结构示意图。
具体实施方式
27.下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
28.为了实现负荷控制回路断线检测功能且保证断线检测电流在微安级，创新设计了断线检测电路。
29.如图1所示。一种负荷控制回路的断线检测电路，包括：限流电路11、整流电路12、储能稳压电路13、能量释放电路14和信号调理电路15，控制器5，限流电路11、整流电路12、
储能稳压电路13、能量释放电路14和信号调理电路15依次串联，信号调理电路15输出端与控制器5信号输入端相连接。
30.所述限流电路用于将断线检测回路中电流限制在微安级。
31.所述整流电路用于将断线检测回路中交流转换为直流或者控制直流电压，保证电源是交流或者直流情况下电路均可工作，增加电路的普适性。
32.所述储能稳压电路用于将断线检测回路中的能量进行存储。
33.所述能量释放电路用于当储能稳压电路能量到一定程度后，自动释放能量同时产生能量释放信号。
34.通过能量释放电路和储能稳压电路配合，将负荷控制检测回路中的微小电流将电流的能量存储和释放，通过能量释放电路和储能稳压电路配合，产生周期性充放电循环和电平脉冲，进而得到负荷控制回路是否断线的信号。可通过以下至少一种方式实现由分立晶体管、集成电路的单稳态触发器、比较器构成的能量释放电路。
35.所述信号调理电路用于将能量释放信号转换为电平脉冲信号，并传递给控制器。可通过以下至少一种方式实现光电耦合器、互感器、变压器等构成的信号调理隔离电路。
36.所述控制器用于检测是否接收到周期性的电平脉冲信号，如是，则判断断线检测回路正常，如不是，则判断断线检测回路断线。
37.本发明一种负荷控制回路的断线检测电路使用时，将断线检测电路并联在由电源1、控制继电器3、断路器跳闸2组成负荷控制回路中，控制器用于给控制继电器发送继电器动作的控制信号。当控制器控制控制继电器断开时，断线检测电路与负荷控制回路中电源、断路器跳闸形成串联回路，电流经过限流电路限流，再经过整流电路进行整流，整流后的小电流通过储能稳压电路存储，待能量到一定阈值后，通过能量释放电路将前期存储的能量释放，形成能量释放信号，能量释放信号经信号调理电路转换为控制器可接受的电平同时进行电气隔离，并将电平脉冲信号发送给控制器，控制器通过检测信号调理电路输出的周期性电平脉冲信号，进而判断负荷控制回路的断线状态。周而复始，一旦回路断线，电路中不能维持周期性充放电，控制器检测不到周期性的电平脉冲信号即可判断控制回路断线。
38.如图2所示，一种负荷控制回路的断线检测方法，包括如下步骤： 控制器检测负荷控制回路断线检测功能是否使能，如果没有使能，则不进行断线检测。
39.如果负荷控制回路断线检测功能使能，则判断负荷控制回路中控制继电器是否闭合，如果控制继电器闭合，则不进行断线检测。
40.如果控制继电器断开，则控制器检测是否有周期性输入电平翻转，若果有周期性电平翻转，则负荷控制回路未断线，如果没有检测到周期性电平翻转，则判定负荷控制回路断线。
41.由于控制回路中电流的限制，传统通过光耦直接检测回路状态的方案不可行。相比于传统检测回路断线的方案，本发明的电路增加了整流电路、储能稳压电路和能量释放电路，通过合理的配置参数，控制电路周期性的充电放电，产生控制器可识别的脉冲信号，进而实现了小电流情况完成对负荷控制回路的断线检测。
42.实施例：本方法实施的一个典型案例如图3所示，图中限流电路由电阻r1实现、整流电路采用二极管d
1-d4构成的全波整流电路、储能稳压电路由稳压管z1和储能电容c1组成，能量释
放电路由稳压管z2、三极管q1和q2、电阻r2和r3构成，信号调理电路由电阻r4和光耦op1构成。
43.当专变采集终端继电器开关断开时，电源、回路断线检测电路和断路器构成一个串联回路。电源通过电阻r1给电容c1充电，c1两端的电压逐渐升高，稳压管z1用于限制整流电路直流侧电压在设计范围内。c1两端电压升高到一定水平后z2导通，随后q1导通，光耦op1原边流过正向导通电流，光耦副边电平翻转；q2导通后q1随后导通，由于流过三极管q2的电流远远大于控制回路中的充电电流，导致c1放电，c1中的电压不断下降，当c1两端电压降低到z2的击穿电压时，z2截止，随着放电的继续，最后q1截止q2截止，电路停止放电，光耦副边再次翻转。电路进入充电状态，c1两端电压逐渐上升，随后进入下一个周期。
44.当负荷控制回路断线时，稳态时c1两端电压为零，光耦副边电平保持一个状态不变。通过控制器检测光耦副边电平翻转情况即可判断回路是否断线。通过控制电阻r1的大小即可保证控制回路中电流满足要求。
45.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。