【正文】 制變壓器KB，二極管單相整流橋~，濾波電容，和三端集成穩(wěn)壓管W組成單相橋式整流，電容濾波電路，為保護(hù)回路中線性集成電路等元件提供+15V直流電源。旁路電容可選為：=b. 終端電路 本設(shè)計實現(xiàn)保護(hù)功能，即不論負(fù)荷側(cè)任意出發(fā)生漏電，斷線故障，保護(hù)裝置均能動作，所采用的一個重要方法是設(shè)置了一個終端電路。 終端部分通過接地電阻與保護(hù)回路連通，從而使保護(hù)回路和三相電網(wǎng)形成通路。2端接斷線鑒別回路的輸出端，正常時為高電位。 為綠燈，是電源指示燈，正常時將一直亮著。 2端接斷線鑒別回路輸出端，正常時為低電位。送點前，按下K1，則KB得電，由于未閉合，負(fù)荷側(cè)還沒送上電，QA不閉合，CJ無電。 圖49 綜合取樣信號回路，I號回路在送電前，如果電路中發(fā)生了漏電，其絕緣電阻值下降=5 k以下時，回路中總電阻由于的并入而減小，從而使+上的取樣電壓信號增大，漏電取樣信號通過1短接漏電鑒別回路輸入端。 送電后，取樣回路自動轉(zhuǎn)為Ⅱ號信號回路。Ⅱ號回路電源時三相電網(wǎng)半波整流后的直流電壓，其值為： 圖410 綜合取樣信號回路，II號回路回路經(jīng)取樣電阻（+）‖（+）到0V點，再經(jīng)、后到端，與終端電路相連，經(jīng)三相電網(wǎng)再經(jīng)~、~回到取樣點。取樣信號仍是通過1端接漏電鑒別回路輸入端，通過2端接斷線鑒別輸入端。為了時取樣信號保持送電前后的穩(wěn)定性，在Ⅱ號回路中傳入了一個限流電阻。參數(shù)的選擇和計算詳見第二節(jié)“參數(shù)選擇與計算”。鑒別回路如圖411所示：(圖411) 圖411 綜合鑒別回路 圖411中，鑒別回路主要是由兩個555定時器和兩個集成運(yùn)算放大器，組成。另外還有四個輸出端5和6端。同理，斷線時亮，1J動作跳閘。此時，運(yùn)放處于開環(huán)工作狀態(tài)，具有很高的開環(huán)電壓增益，輸出特性如圖412。 如果將比較器的輸入端接反相輸入端，參考電位接正相輸入端，則可得到另一種特性。 圖413 漏電鑒別回路取樣信號加在的正向端，參考電位加在反向輸入端。上的電壓值由，阻值決定，由漏電閉鎖動作值決定。送電前后參考電源選不同值的目的在于防止由于電網(wǎng)電壓波動而引起參考電壓的波動，其電壓跟隨作用。當(dāng)取樣信號電壓低于參考電位時，輸出低電位，經(jīng)反相后變?yōu)楦唠娢惠敵觯╇娭甘九c執(zhí)行元件均不動作。但是，僅僅利用電壓比較器來構(gòu)成鑒別回路是不夠的。這時如果按壓QA，控制回路中CJ得電，主回路就會在有漏電事故隱患存在的情況下，送電運(yùn)行，這樣就會在運(yùn)行過程中有觸電的危險。我們采用國產(chǎn)5G1555集成時基電路，先來了解一下5G1555的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與輸入輸出特性。整個電路的輸出決定于RS觸發(fā)器的狀態(tài)，RS觸發(fā)器的邏輯關(guān)系如下表所示：（表一）閥值輸入觸發(fā)輸入RSQ2/31/31112/31/30002/31/310不變2/31/3011我們利用5G1555構(gòu)成的鑒別電路自鎖電路如圖416所示。我們利用2的觸發(fā)輸入，當(dāng)2端輸入電壓低于1/3時，整個電路的輸出為高電平；利用6端的閥值輸入，當(dāng)6端輸入電壓高于2/3或參考電壓時，整個電路的輸出為低電平。那么如何利用555定時器電路構(gòu)成自鎖呢？對于555電路來說，只有當(dāng)負(fù)向脈沖觸發(fā)有效，故而當(dāng)R、S由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，輸出由高電位變?yōu)榈碗娢弧?2的介紹，我們知道綜合取樣電路在送電前后，其檢測回路、取樣電阻都是不同的，其原因前面已經(jīng)說過，此處不再贅述。 鑒別回路的參數(shù)選擇與計算： 我們已經(jīng)知道，參考電位的選取取決于動作電壓值的整定。在送電前后發(fā)生單相斷線時，動作電壓值分別為下式所示，由于斷線，終端電阻變?yōu)椋?4/2+19=22，則有： （1） （2） 而參考電位（5端）的計算回路為圖420： 則有：=15/（+） 取為和中較大的一個，帶入式中，在不同參數(shù)、時得到不同的、參數(shù)值，見表45所示： 根據(jù)表4445，我們選擇：==10V，== 的一組參數(shù)。按照實際電路而設(shè)計的實驗裝置分為各兩個部分，一部分是保護(hù)裝置本體，另一部分是保護(hù)裝置插件。調(diào)試步驟如下： 在接線前取下電子插件，終端電路斷開接地，用500V兆歐表測量綜合裝置的高低壓側(cè)各相對地絕緣電阻值，應(yīng)不低于5M，測量照明網(wǎng)絡(luò)各相對地絕緣電阻值，（ M）。 為防止啟動信號使裝置誤動和主變壓器繞組過熱，單相信號負(fù)荷≯300W，兩相信號負(fù)荷≯600W，三相信號負(fù)荷≯1200W。 合上1K送電，斷開負(fù)荷，應(yīng)能亮。而斷線保護(hù)由于種種原因，還未能引起人們的足夠重視。通過查閱資料，文獻(xiàn)和對過去學(xué)過的知識的溫習(xí)，不但使我鞏固了所學(xué)的知識，同時開闊了對保護(hù)系統(tǒng)的了解范圍，及國內(nèi)外在這方面的新成就，受益匪淺。 設(shè)計人：崔琦2003/6/5* 參考文獻(xiàn) *[1]、《現(xiàn)代漏電保護(hù)》 鄒有明著 xy大學(xué)講義[2]、《煤礦電工手冊》 煤炭工業(yè)出版社[3]、《煤礦安全規(guī)程》 煤炭工業(yè)出版社[4]、《井下127V照明遠(yuǎn)距離綜合保護(hù)》胡天祿著 煤炭工業(yè)出版社[5]、《漏電保護(hù)講義》 柳春生著 xy大學(xué)講義[6]、《礦山電工學(xué)》 鄒有明 劉思沛 聶文龍著 煤炭工業(yè)出版社[7]、《運(yùn)放及模擬集成電路》 談文心 劉本鴻著 國防工業(yè)出版社元 件 名 稱規(guī) 格 型 號數(shù) 量 、2 20 1502150 1131 111 13601330120為14702001112241元件明細(xì)表一元件明細(xì)表二元 器 件 名 稱規(guī) 格 數(shù) 量數(shù) 量備注 220μ電解電容 6100μ電解電容1~ IN400413~發(fā)光二極管BT，40mA3 SW7818集成三端穩(wěn)壓器1，時基塊5G15552，雙運(yùn)放LM35811RD2RDRL115，額定電壓500V熔體額定電流6A23RD4RDRM1060，額定電壓250V熔體額定電流15A25RDBLX5*30/2A玻璃管熔斷器1ZB 660（380）/127V1KB 127V/19V1自制1KHZ10/E160TH 系列組合開關(guān)1按鈕TA，QALA18222插頭，插座CA20JK1交流接觸器CJCJ1020額定電壓127V，電流20A1直流繼電器 1JJT322 小型通用繼電器DC12V，75mA，1601。感謝指導(dǎo)教師鄒有明教授的悉心指導(dǎo)。在查閱并理解了大量的相關(guān)資料，做了比較充分的事前準(zhǔn)備后，寫出了本設(shè)計說明書，并進(jìn)行了實驗調(diào)試，得到了較為完善的實驗數(shù)據(jù)。 對試驗過程中故障的分析，提高分析問題和解決問題的能力，以及動手實際操作 能力。 送電前，斷開2K，亮應(yīng)為斷線指示燈。 合上1K，裝置應(yīng)立即亮綠燈，按動停機(jī)按鈕TA，亮黃燈和紅燈，說明該裝置保護(hù)功能正常。本體部分包括主回路和控制回路，主要元件由交流接觸器CJ、變壓器KB、按鈕TA、QA，直流繼電器1J。對照圖511綜合鑒別回路，取：==2k，== k, = =k,== k, ==k, =13 k, = =11k, =360, =20 k,= 10k, =兩電路中所有二極管都選用IN4004旁路電容：====。送電前參考電位的計算電路為：（圖418） （1） 送電后參考電位的計算回路為：（圖419） （2） 式中：=+，=+ 聯(lián)立式（1）、（2）令===，則可得到對應(yīng)的參考電位電路參數(shù)計算值，列于表44中。 由圖49和圖410，已知終端電阻為：R=24/3+10=18 k 令===200，則有：送電前輸入端動作值電壓為： （1） 送電后輸入端動作值電壓為： （2） 式中：=+，=+ 而對于斷線故障取樣，即輸入端電壓，則有： （3） （4） 聯(lián)立（1）、（2）、（3）、（4）式，并令：=，=。我們正是利用這種性質(zhì)來實現(xiàn)自鎖的。輸出3端為高電位。2，6輸入端接在一起。比較器I的反相輸入端電位固定為2/3；比較器Ⅱ的同相輸入端電位固定為1/3。也就是說，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障使輸出變?yōu)楦撸ɑ虻停╇娢缓?，電路能夠自鎖，不論線路中再有什么變化，都能保持輸出不變。以漏電為例，在電路中如果發(fā)生了漏電故障，的輸出端由低電位變?yōu)楦唠娢?，以這個電位去控制指示燈亮，1J得電動作。對斷線鑒別回路，原理相同。為此，送電后，斷開+15V回路，該為W1端+。參考電位由端輸出電壓+。在A點，雖然+，但被箝制在+15V，因此，不起作用。在鑒別回路中利用正電壓比較器來判斷是否發(fā)生漏電，利用負(fù)電壓比較器來判斷是否發(fā)生斷線，因為取樣信號來自同一取樣點，而漏電、斷線取樣信號電壓的變化又剛好相反，因此需要利用兩個比較器。運(yùn)放輸出為負(fù)限幅值，即為低電位，也可以說是數(shù)字量“0”。電壓比較器基本電路與基本特性如下圖所示：（圖412）