变压器差动保护信号转换电路
阅读说明：本技术 变压器差动保护信号转换电路 (Transformer differential protection signal conversion circuit ) 是由 臧维乔 方金土 张烨 张明月 陶滔 王熙 潘东辉 章振宇 马斌 吴品 于 2021-09-28 设计创作，主要内容包括：本公开属于核电技术领域,具体涉及一种变压器差动保护信号转换电路。本公开中,电容与第一继电器的线圈并联,形成并联子模块,并联子模块的一端接地,并联子模块的另一端通过第一反向二极管与第四端子连接；第一开关的输入端通过第二反向二极管与第一电源连接,第一开关的第一输出端连接在并联子模块与第一反向二极管之间,第一开关的第二输出端与第三端子连接；第二开关的输入端与第一端子连接,第二开关的第一输出端与第二端子连接,第二开关的第二输出端为开路；本公开的变压器差动保护信号转换电路在捕获差动脉冲信号后将其转换为常闭合触点信号并对外输出,从而使得火灾报警系统及时接收到差动保护信号。(The disclosure belongs to the technical field of nuclear power, and particularly relates to a transformer differential protection signal conversion circuit. In the disclosure, a capacitor is connected in parallel with a coil of a first relay to form a parallel sub-module, one end of the parallel sub-module is grounded, and the other end of the parallel sub-module is connected with a fourth terminal through a first reverse diode; the input end of the first switch is connected with the first power supply through a second backward diode, the first output end of the first switch is connected between the parallel sub-module and the first backward diode, and the second output end of the first switch is connected with a third terminal; the input end of the second switch is connected with the first terminal, the first output end of the second switch is connected with the second terminal, and the second output end of the second switch is open; the transformer differential protection signal conversion circuit converts differential pulse signals into normally closed contact signals after capturing the differential pulse signals and outputs the normally closed contact signals to enable a fire alarm system to receive the differential protection signals in time.)
技术领域
本发明属于核电技术领域，具体涉及一种变压器差动保护信号转换电路。
背景技术
差动保护信号是一种变压器漏电保护信号。差动保护信号触发时变压器断电，从而起到保护作用，防止漏电情况恶化并造成火灾等事故。差动保护信号是一种极短暂的触点信号，信号触发同时将立即断开变压器电源，差动保护信号随即消失，一般持续时间在50ms(毫秒)左右。
火灾报警系统通过总线通讯将探测器、模块等设备串联起来形成回路，火灾报警控制器通过对回路中的设备逐个巡检的方式来完成通讯。在一些核电厂、火电厂等工业领域设计中，将变压器差动保护信号引入火灾报警系统，当变压器差动保护信号触发时可作为变压器区域火灾报警的预警，亦可参与变压器区域消防联动控制。但是相关技术中，火灾报警系统回路巡检周期远大于毫秒级别，差动保护信号触发时大概率不能被火灾报警系统模块捕捉，因此，如何使火灾报警系统有效捕捉差动保护信号成为亟待解决的问题。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，提供了一种变压器差动保护信号转换电路。
根据本公开实施例的一方面，提供一种变压器差动保护信号转换电路，所述变压器差动保护信号转换电路包括：第一电源、第一继电器、电容、第一反向二极管、第二反向二极管、第一端子排，所述第一继电器用于控制第一开关和第二开关动作，所述第一端子排包括第一端子、第二端子、第三端子和第四端子；
所述电容与所述第一继电器的线圈并联，形成并联子模块，所述并联子模块的一端接地，所述并联子模块的另一端通过所述第一反向二极管与所述第四端子连接；
所述第一开关的输入端通过所述第二反向二极管与所述第一电源连接，所述第一开关的第一输出端连接在所述并联子模块与所述第一反向二极管之间，所述第一开关的第二输出端与所述第三端子连接；
所述第二开关的输入端与所述第一端子连接，所述第二开关的第一输出端与所述第二端子连接，所述第二开关的第二输出端为开路；
所述第三端子和所述第四端子未输入火灾报警系统的变压器差动保护信号的情况下，所述第一继电器处于失电状态，所述第一开关的输入端与所述第一开关的第二输出端连接，所述第二开关的输入端与所述第二开关的第二输出端连接；
所述第三端子和所述第四端子输入火灾报警系统的变压器差动保护信号的情况下，所述电容充电，并向所述第一继电器供电，所述第一继电器得电，使得所述第一开关的输入端与所述第一开关的第一输出端连接，所述第二开关的输入端与所述第二开关的第一输出端连接，使得所述第一端子和所述第二端子连通，向火灾报警系统输出常闭信号。
在一种可能的实现方式中，所述电容的电容量介于0.00001-0.00002法，所述电容的放电时间介于30-50毫秒。
在一种可能的实现方式中，所述变压器差动保护信号转换电路还包括第一指示灯，所述第一指示灯与所述第一继电器并联。
在一种可能的实现方式中，所述变压器差动保护信号转换电路还包括：第二继电器、第三开关、第二端子排，所述第二端子排包括第五端子和第六端子；
所述第二继电器的线圈与火灾报警系统电源连接；
所述第二电源供电的情况下，所述第二继电器处于得电状态，所述第二开关闭合使得所述第五端子和所述第六端子相连接输出常闭信号；
所述第二电源不供电的情况下，所述第二继电器处于失电状态，所述第二开关断开合使得所述第五端子和所述第六端子之间形成开路输出常开信号。
在一种可能的实现方式中，所述变压器差动保护信号转换电路还包括第二指示灯，所述第二指示灯与所述第二继电器并联。
在一种可能的实现方式中，所述变压器差动保护信号转换电路还包括：第三电源、第四电源、常开开关、芯片、可变电阻、二极管；
所述第三电源通过所述常开开关与所述芯片的第一输入端连接；
所述第四电源通过所述可变电阻与所述芯片的第二输入端连接；
所述芯片的输出端与所述二极管的正极连接，所述二极管的负极接入所述第一继电器的线圈；
所述常开开关被闭合的情况下，所述电源向所述第一输入端输入触发信号，所述芯片的输出端输出脉冲信号，该脉冲信号用于模拟所述变压器差动保护信号，且该脉冲信号的脉宽随所述可变电阻的阻值变化。
在一种可能的实现方式中，所述变压器差动保护信号转换电路还包括第一跳线，所述第一跳线连接在所述二极管与所述第一继电器之间。
在一种可能的实现方式中，所述变压器差动保护信号转换电路还包括第二跳线，所述第二跳线连接在所述第二电源与所述第二继电器之间。
本公开的有益效果在于：本公开通过第一电源、第一继电器、电容、第一反向二极管、第二反向二极管、第一端子排的电路结构配合，使得本公开的变压器差动保护信号转换电路在捕获差动脉冲信号后将其转换为常闭合触点信号并对外输出，从而使得火灾报警系统及时接收到差动保护信号；此外，电容在捕获信号过程中充满电，并向第一继电器供电，可以为继电器适当延长得电时间，有效防止第一继电器得电控制过程中道闸未到位的现象发生，确保捕获信号的成功率；进一步的，本公开中常闭信号的输出回路与第一继电器的供电回路向独立，有效避免差动信号触发第一开关闭合后，差动信号未消失形成一个内部回路的情况，增加电路的稳定性。
附图说明
图1是根据一示例性实施例示出的一种变压器差动保护信号转换电路的示意图。
图中：
U1、第一电源；U2、第二电源；U3、第三电源；U4、第四电源；Relay2、第一继电器；Relay1、第二继电器；C6、电容；D1、第一反向二极管；D4、第二反向二极管；D6、二极管；J2、第一端子排；J1、第二端子排；JP1、第一跳线；JP2、第二跳线；LED1、第一指示灯；LED2、第二指示灯；U2A、芯片；J2-2、第一端子；J2-3、第二端子；J2-4第三端子；J2-5、第四端子；J2-4、第三端子；J2-5、第四端子；S1、复位开关；S2、常开开关。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1是根据一示例性实施例示出的一种变压器差动保护信号转换电路的示意图。如图1所示，变压器差动保护信号转换电路，变压器差动保护信号转换电路包括：第一电源U1、第一继电器Relay2、电容C6、第一反向二极管D1、第二反向二极管D4、第一端子排J2，第一继电器Relay2用于控制第一开关(t1、t2、t3)和第二开关(t4、t5、t6)动作，其中，第一开关和第二开关可以为单刀双掷开关，第一端子排J2包括第一端子J2-2、第二端子J2-3、第三端子J2-4和第四端子J2-5；
电容C6与第一继电器Relay2的线圈并联，形成并联子模块，并联子模块的一端接地，并联子模块的另一端通过第一反向二极管D1与第四端子J2-5连接；
第一开关的输入端t1通过第二反向二极管D4与第一电源U1连接，第一开关的第一输出端t2连接在并联子模块与第一反向二极管D1之间，第一开关的第二输出端t3与第三端子J2-4连接；
第二开关的输入端t4与第一端子J2-2连接，第二开关的第一输出端t5与第二端子J2-3连接，第二开关的第二输出端J2-3为开路；
第三端子J2-4和第四端子J2-5可以接入火灾报警系统的监视模块，在火灾报警系统监视模块未输入变压器差动保护信号的情况下，第一继电器Relay2处于失电状态，第一开关的输入端t1通过第一开关的道闸与第一开关的第二输出端t3连接，第二开关的输入端t4通过第二开关的道闸与第二开关的第二输出端t6连接。
在火灾报警系统监视模块通过第三端子J2-4和第四端子J2-5输入变压器差动保护信号的情况下，电容C6充电，并向第一继电器Relay2供电，第一继电器Relay2得电，使得第一开关和第二开关的道闸动作，使得第一开关的输入端t1与第一开关的第一输出端t2连接，并使得第二开关的输入端t4与第二开关的第一输出端t5连接，这样第一电源U1与第一继电器Relay2连通，持续为第一继电器Relay2供电，并使得第二开关的输入端t4与第二开关的第一输出端t5持续连接，从而使得第一端子和第二端子连通，向火灾报警系统持续输出常闭信号，从而使得火灾报警系统及时接收到差动保护信号。
在一种可能的实现方式中，变压器差动保护信号转换电路还包括复位开关S1，该复位开关S1为常闭开关，连接在第一开关的输入端t1与第一反向二极管D4之间，在第一开关的输入端t1与第一开关的第一输出端t2连接的情况下，断开复位开关S1可以使得变压器差动保护信号转换电路复位。
本公开通过第一电源、第一继电器、电容、第一反向二极管、第二反向二极管、第一端子排的电路结构配合，使得本公开的变压器差动保护信号转换电路在捕获差动脉冲信号后将其转换为常闭合触点信号并对外输出，从而使得火灾报警系统及时接收到差动保护信号；此外，电容在捕获信号过程中充满电，并向第一继电器供电，可以为继电器适当延长得电时间，有效防止第一继电器得电控制过程中道闸未到位的现象发生，确保捕获信号的成功率；进一步的，本公开中常闭信号的输出回路与第一继电器的供电回路向独立，有效避免差动信号触发第一开关闭合后，差动信号未消失形成一个内部回路的情况，增加电路的稳定性。
在一种可能的实现方式中，电容的电容量介于0.00001-0.00002法，电容的放电时间介于30-50毫秒。因为差动信号最短信号在50ms，电容的电容量介于0.00001-0.00002法保证了在50ms内电容充满，此外，电容的放电时间30-50毫秒，由于继电器的动作时间在20毫秒左右，考虑到电压过低时继电器不能工作，在放电尾声其实是无效的，因此电容介于30-50毫秒的放电时长充分保障了继电器完成动作的供电需求。
在一种可能的实现方式中，变压器差动保护信号转换电路还包括第一指示灯LED1，第一指示灯LED1与第一继电器Relay2并联，第一指示灯可以指示变压器差动保护信号是否输入。
在一种可能的实现方式中，变压器差动保护信号转换电路还包括：第二继电器Relay1、第三开关、第二端子排J1，第二端子排J1包括第五端子J1-1和第六端子J1-5；
第二继电器Relay1的线圈与第二电源U2连接，第二电源U2用于为火灾报警系统供电；
第二电源U2供电的情况下，第二继电器Relay1处于得电状态，第二开关闭合使得第五端子和第六端子相连接输出常闭信号，该常闭信号用于指示火灾报警系统供电正常。
第二电源U2不供电的情况下，第二继电器Relay1处于失电状态，第二开关断开合使得第五端子和第六端子之间形成开路输出常开信号，该常开信号用于指示火灾报警系统失电。
在一种可能的实现方式中，变压器差动保护信号转换电路还包括第二指示灯LED2，第二指示灯LED2与第二继电器Relay1并联，第二指示灯可以指示火灾报警系统是否失电。
在一种可能的实现方式中，变压器差动保护信号转换电路还包括：第三电源U3、第四电源U4、常开开关、芯片U2A、可变电阻、二极管D6；其中，可变电阻可以为可变电阻模块，该可变电阻模块可以包括多个电阻和多个拨码开关，每个电阻与一个拨码开关串联形成电阻子模块，多个电阻子模块并联形成可变电阻模块，可以通过控制每个电阻子模块的开关设定可变电阻模块的总阻值，此外，可变电阻也可以为滑动可变电阻。
第三电源U3通过常开开关与芯片U2A的第一输入端连接，第四电源U4通过可变电阻与芯片U2A的第二输入端连接；
芯片U2A的输出端与二极管的正极连接，二极管的负极接入第一继电器Relay2的线圈；
常开开关被闭合的情况下，电源向第一输入端输入触发信号，芯片U2A的输出端输出脉冲信号，该脉冲信号用于模拟变压器差动保护信号，且该脉冲信号的脉宽随可变电阻的阻值变化。
在一种可能的实现方式中，变压器差动保护信号转换电路还包括第一跳线JP1，第一跳线JP1连接在二极管与第一继电器Relay2之间。在一种可能的实现方式中，变压器差动保护信号转换电路还包括第二跳线JP2，第二跳线JP2连接在第二电源U2与第二继电器Relay1之间。这样，可以根据需要控制第一跳线、第二跳线连接或断开，从而选择失电报警和/或变压器差动触发等功能。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
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