一种电快速瞬变抗干扰增强型出口电路及其抗干扰方法

摘要

本发明涉及一种电快速瞬变抗干扰增强型出口电路及其抗干扰方法，通过在现有的继电保护光耦驱动电路中增加抗干扰电路，防止在进行电快速瞬变脉冲群抗扰度测试时，电快速瞬变干扰信号进入驱动电路从而导致继电器的误动作。本发明所提供的抗干扰增强型出口电路，电路结构简单，动作准确，避免了继电器受到干扰信号而进行误动作，提高了驱动电路的安全性和可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，尤其涉及一种电快速瞬变抗干扰增强型出口电路及其抗干扰方法。

背景技术

目前，电力系统对于继电保护装置的可靠性要求越来越高，尤其是继电器的可靠性动作更是重中之重，在现场恶劣的电磁环境干扰影响下，继电保护装置的继电器就有可能出现误动作。这主要包括两个方面，一个是该动的时候不动作，导致继电保护装置拒动，另外一个是不该动作的时候动作，导致误动。

目前在继电保护光耦驱动继电器领域，通常使用如图1所示的电路，图1中，CPU发送一个低电平有效的OUT1信号，光电耦合器OP1原边导通，电流经过OP1进行放大，满足驱动继电器JDQ的动作要求，从而导致继电器JDQ动作。由于光电耦合器OP1是敏感的光电元器件，在做IV级电快速瞬变脉冲群抗扰度测试时候，容易产生干扰，尤其是空间干扰导致OP1导通，触发继电器JDQ动作。电快速瞬变测试是模拟诸如感性负载断开、继电器触点回跳等引起的快速瞬变抗扰度测试，如果这种情况在现场发生，就会导致不可挽回的后果，对电网安全运行可靠性带来一定的隐患，给经济带来不可挽回的损失。

发明内容

基于现有技术的上述情况，本发明的目的在于针对上述电快速瞬变干扰导致继电器误动作的问题，提供一种电快速瞬变抗干扰增强型出口电路及其抗干扰方法，以提高出口电路的可靠性。

为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电快速瞬变抗干扰增强型出口电路，包括：信号接收模块、信号传输模块、抗干扰模块和动作模块，所述信号接收模块、信号传输模块、抗干扰模块和动作模块依次连接；其中，

所述信号接收模块，接收CPU发送的出口信号；

所述信号传输模块，将所述出口信号传输至所述抗干扰动作模块；

所述抗干扰模块，当接收到干扰动作信号时，对该干扰动作信号进行处理以防止其引发所述动作模块的误动作；

所述动作模块，根据所述抗干扰模块的输出信号进行动作。

进一步的，所述信号传输模块，包括光电耦合器，所述光电耦合器的原边连接所述信号接收模块，将所述信号接收模块接收的出口信号传输至副边。

进一步的，所述抗干扰模块，包括第一电容和三极管；其中，

所述第一电容的一端连接所述光电耦合器的副边正输出端，另一端连接所述三极管的基极；

所述三极管的集电极连接所述动作模块。

进一步的，所述动作模块，包括继电器，根据所述三极管的导通情况进行动作。

进一步的，所述抗干扰模块，还包括第二电容，所述第二电容的一端，连接于所述第一电容与所述三极管基极的连接端，所述第二电容的另一端连接第一接地端。

进一步的，所述抗干扰模块，还包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻连接于所述第一电容的另一端与所述三极管的基极之间，所述第四电阻连接于所述三极管的基极与第二接地端之间，所述第三和第四电阻实现阻抗匹配，以满足所述三极管的驱动要求。

进一步的，所述动作模块，还包括续流二极管，所述续流二极管并联于所述继电器的线圈两端。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于如上文中第一方面所述的电快速瞬变抗干扰增强型出口电路的抗干扰方法，包括步骤：

当接收到CPU发送的出口信号时，所述抗干扰模块控制所述动作模块进行动作；

当接收到电快速瞬变干扰信号时，所述抗干扰模块控制所述动作模块不动作。

进一步的，当接收到电快速瞬变干扰信号时，所述抗干扰模块对第一电容充电，所述第一电容的电压延时上升，再经过三极管的基极和发射极之间的寄生电容进一步延时，使得在所述干扰信号动作的时段内，所述动作模块中的继电器无法达到动作值。

综上所述，本发明提供了一种电快速瞬变抗干扰增强型出口电路及其抗干扰方法，通过在现有的继电保护光耦驱动电路中增加抗干扰电路，防止在进行电快速瞬变脉冲群抗扰度测试时，电快速瞬变干扰信号进入驱动电路从而导致继电器的误动作。本发明所提供的抗干扰增强型出口电路，电路结构简单，动作准确，避免了继电器受到干扰信号而进行误动作，提高了驱动电路的安全性和可靠性。

附图说明

图1是现有技术中继电保护光耦驱动继电器电路的电路图；

图2是本发明电快速瞬变抗干扰增强型出口电路的整体结构示意图；

图3是本发明电快速瞬变抗干扰增强型出口电路的电路图；

图4是本发明用于电快速瞬变抗干扰增强型出口电路的抗干扰方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

下面对结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。根据本发明的一个实施例，提供了一种电快速瞬变抗干扰增强型出口电路，该电路的整体结构示意图如图2所示，包括：信号接收模块、信号传输模块、抗干扰模块和动作模块。上述信号接收模块、信号传输模块、抗干扰模块和动作模块依次连接。其中，所述信号接收模块，接收CPU发送的出口信号；所述信号传输模块，将所述出口信号传输至所述抗干扰动作模块；所述抗干扰模块，当接收到干扰动作信号时，对该干扰动作信号进行处理以防止其引发所述动作模块的误动作；所述动作模块，根据所述抗干扰模块的输出信号进行动作。其中，该干扰信号通常来自于在做IV级电快速瞬变脉冲群抗扰度测试的时候，产生的干扰。该干扰信号的频率通常来说比较高，因此持续时间很短。由于国网内部检查标准定义的快速瞬变干扰的规定是检测5kHz跟100kHz，是由检测仪器来调的频率，这个参数可以自行设定的。现场实际情况下，干扰信号的频率并不确定。

该抗干扰增强型出口电路的电路图如图3所示，在图3所示的电路中，电源VCC3和VCC4根据实际使用的供电电源不同，可进行更改。下面结合图2和图3对该电路的结构做进一步说明。

信号接收模块，用于接收来自于CPU的出口信号OUT2。在信号接收模块的输入端还串联第二电阻R2，该第二电阻R2为限流电阻。

信号传输模块，包括光电耦合器OP2，所述光电耦合器OP2的原边连接所述信号接收模块，将所述信号接收模块接收的出口信号OUT2传输至副边。此外，由于光电耦合器OP2的原边发光二极管的反向击穿电压很低，在光电耦合器OP2的原边并联第二二极管D2进行保护。

抗干扰模块，包括第一电容C1和三极管Q2；其中，所述第一电容C1的一端连接所述光电耦合器OP2的副边正输出端以及电源VCC4，另一端连接所述三极管Q2的基极；所述三极管Q2的集电极连接所述动作模块。当电快速瞬变空间干扰信号进入到电路中，当光电耦合器OP2被干扰导通时，输出信号先对第一电容C1充电，延时电压上升，再通过三极管Q的基极和发射极BE之间的寄生电容进一步延时，使得在干扰时段内电压没有抬升继电器JDQ2的动作值，不会导致继电器JDQ2因干扰而误动。

该抗干扰模块还包括第二电容C2，该第二电容C2为安规电容，用于吸收高频干扰，防止对出口做快速瞬变等试验时，干扰到下一级的回路。所述第二电容C2的一端，连接于所述第一电容C1与所述三极管Q2基极的连接端，所述第二电容C2的另一端连接第一接地端；还包括第三电阻R3和第四电阻R4，所述第三电阻R3连接于所述第一电容C1的另一端与所述三极管Q2的基极之间，所述第四电阻R4连接于所述三极管Q2的基极与第二接地端GND4之间，所述第三电阻R3和第四电阻R4起到分压作用，通过适当的阻值匹配确保能稳定地驱动三极管Q2。所述电源VCC4和所述继电器JDQ2之间还连接第三二极管D3，以防止对继电器JDQ2侧做试验对光电耦合器OP2副边产生的影响。

动作模块，包括继电器JDQ2，根据所述三极管Q2的导通情况进行动作；还包括续流二极管D4，所述续流二极管D4并联于所述继电器的线圈两端，当线圈两端断电后，线圈两端电流不能突变，线圈上产生感应电动势，此时续流二极管D4与线圈形成回路，使产生的电动势在回路中以续流方式消耗。

根据本发明的另一个实施例，提供一种用于如上文中第一实施例所述的电快速瞬变抗干扰增强型出口电路的抗干扰方法，该抗干扰方法的流程图如图4所示，包括：

当接收到CPU发送的出口信号时，所述抗干扰模块控制所述动作模块进行动作。即正常工作情况下，CPU发送低电平有效的出口信号OUT2，光电耦合器OP2原边导通，此时两端电压保持在1.25V光电耦合器OP2的正向导通电流IF约4mA，光电耦合器OP2传输比最小为1000％，光电耦合器OP2的副边电流IC＝40mA(最小值)，足以驱动后面的继电器JDQ2，即该输出电压对第一电容充电后使得三极管Q2导通，继电器JDQ2动作。

当接收到电快速瞬变干扰信号时，所述抗干扰模块控制所述动作模块不动作。当接收到电快速瞬变干扰信号时，所述抗干扰模块对第一电容C1充电，所述第一电容C1的电压延时上升，再经过三极管Q2的基极和发射极之间的寄生电容进一步延时，由于干扰信号的频率高，作用时间短，使得在所述干扰信号动作的时段内，所述动作模块中的继电器JDQ2无法达到动作值。

综上所述，本发明涉及一种电快速瞬变抗干扰增强型出口电路及其抗干扰方法，通过在现有的继电保护光耦驱动电路中增加抗干扰电路，防止在进行电快速瞬变脉冲群抗扰度测试时，电快速瞬变干扰信号进入驱动电路从而导致继电器的误动作。本发明所提供的抗干扰增强型出口电路，电路结构简单，动作准确，避免了继电器受到干扰信号而进行误动作，提高了驱动电路的安全性和可靠性。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。