CN105552856A - 抽水蓄能继电保护闭锁逻辑信号编码生成装置及生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抽水蓄能继电保护闭锁逻辑信号编码生成装置及生成方法，装置包括与各个信号接点一一对应连接的n条输入支路和分别与各条输入支路连接的k条输出支路以及多个交叉模块，n与k的关系满足以下等式：n≤2^k-1；其中交叉模块包括可插拔的跳线；晶闸管的阳极与信号接点连接，晶闸管的阴极通过可插拔的跳线与各条输出支路连接；所述输出支路包括编码继电器，所述编码继电器包括线圈、常开接点、常闭接点，其中线圈与各跳线连接；常开接点的一端接正电，另一端用于输出编码信号；k条输出支路的常闭接点进行串联，组成的串联体的一端接正电，另一端与n个晶闸管的门极连接。

Description

抽水蓄能继电保护闭锁逻辑信号编码生成装置及生成方法

技术领域

本发明涉及抽水蓄能领域，更具体地，涉及一种抽水蓄能继电保护闭锁逻辑信号编码生成装置及生成方法。

背景技术

抽水蓄能电站的发电机及变压器继电保护装置(简称抽水蓄能继电保护)需要输入7-32个不等的闭锁逻辑信号用于保护功能的开放或闭锁，由于闭锁逻辑信号数量较多，而继电保护设备的信号输入端数量又有限，故通常需对闭锁逻辑信号进行编码之后再送入继电保护装置。

以15个闭锁逻辑信号为例，首先需要制定一张编码真值表(图1)，用一个4位的二进制编码来表示这15个信号，每个信号对应唯一的4位二进制码。以信号4为例，该信号被编码为0100。要实现从各个闭锁逻辑信号到编码的转换，一般采用二极管加继电器的电路来实现。如图2所示，用K605、K606、K607、K608四个继电器分别驱动1-4位二进制编码，每个继电器有一个常开接点。当继电器励磁时，其常开接点闭合，送出编码”1“，当继电器失磁时，其常开接点断开，送出编码”0“。如信号4，需要编码为0100，即应该使K607继电器励磁，K605、K606、K608继电器失磁。为了实现这个目标，信号4的信号接点通过二极管连接到K607继电器线圈上。使用二极管的目的是为了保证信号只能正向传输，即只能从信号接点往继电器传，防止信号通过继电器之间有连接的回路互相串。当信号4接点闭合时，正电通过接点达到二极管阳极，二极管阴极此时为继电器线圈送来的负电，二极管被导通，正电经过二极管送达继电器线圈正端，使K607继电器励磁，送出0100编码。

但是，上述技术在实际应用的时候却容易出现以下问题：

1、当闭锁逻辑信号处于转换过程当中时，由于转换的时滞，可能短时间内同时出现两个闭锁逻辑信号。例如同时出现信号5、信号6。由于信号5编码为“0101”，信号6编码为“0110”，则现有电路会生成编码“0111”。对应的信号实际上变成了信号7，造成了编码错误。

2、编码信号最终由继电器接点送出，接点动作以后返回需要一定时间，当上一个信号结束时，部分继电器接点可能还没来得及返回，而下一个新的信号又来了，使其他继电器接点动作，同样会造成编码错误。

3、各个信号对应的编码由电路设计决定，电路一旦确定，则无法修改。想在使用过程中改变信号的编码，除了重新设计、制造新的电路，没有办法实现。极大的影响了编码的灵活性。

发明内容

本发明为解决以上现有技术的缺陷，提供了一种抽水蓄能继电保护闭锁逻辑信号编码生成装置，能够避免同时出现两个信号或者继电器接点返回慢而导致的出现误编码的情况，同时，通过可插拔的跳线形成可任意配置和修改的编码电路，极大提高了编码自由度和灵活性。

为实现以上发明目的，采用的技术方案是：

一种抽水蓄能继电保护闭锁逻辑信号编码生成装置，包括n个信号接点，与n个信号接点一一对应连接的n个开关模块，与n个开关模块均连接的矩阵模块；

所述开关模块为1个晶闸管；

矩阵模块由n条输入支路、k条输出支路和两端分别与输入支路、输出支路连接的交叉模块构成，矩阵模块共包括有n×k个交叉模块；

每条输入支路为1条输入电力线路；

每条输出支路由1条输出电力线路及与其连接的1个编码继电器组成；

每个交叉模块由1个二极管和1个可插拔的跳线串联得到的电路组成；

n个信号接点的一端相连组成公共端用于连接正电，每个信号接点的另一端与各自对应的晶闸管的阳极连接，n个晶闸管的阴极与n条输入电力线路一一对应连接；

每条输入电力线路分别与k个交叉模块中的k个二极管的正极连接，k个二极管的负极分别与其对应的交叉模块的可插拔的跳线的一端连接，k个交叉模块中的k个可插拔的跳线的另一端分别与k条输出支路中的输出电力线路连接；

每个编码继电器由1个线圈、1个常开接点、1个常闭接点组成，k个线圈分别与k条输出支路中的输出电力线路连接，常开接点一端接正电，常开接点另一端用于输出1个编码信号；k个线圈的常闭接点进行串联，组成的串联体的一端接正电，另一端分别与n个晶闸管的门极连接；

n与k的关系满足n≤2^k-1。

上述方案中，在使用本发明提供的装置之前，首先通过调整可插拔的跳线进行编码配置，例如信号4需编码为100，即编码第一位为1，第二位、第三位为0，那么使可插拔的跳线将输入支路4与其编码“100”对应的输出支路1连接起来，而使输入支路4与输出支路2、输出支路3之间的连接断开。

本发明提供的装置的工作过程如下：

在初始状态，装置没有接收到信号，信号接点全部断开，继电器处于失磁状态，各条输出支路的常开接点处于断开状态；各条输出支路的常闭接点处于闭合状态，正电通过串联的常闭接点送达各晶闸管门极，晶闸管具备导通条件；当信号来临时，该信号对应的信号接点闭合，正电送至与该信号接点连接的晶闸管的阳极，晶闸管被导通，通过预先配置好的跳线，正电被送至与该输入支路连接的输出支路的编码继电器线圈上，使编码继电器励磁，编码继电器的常开接点闭合，送出“1”编码信号，没有励磁的编码继电器的常开接点断开，送出“0”编码信号；励磁的编码继电器的常闭接点同时断开，将各晶闸管门极的电压切断。

上述方案中，已经导通的晶闸管，只要信号未消失，则继续导通。其它晶闸管被阻断，则即便有其他信号同时来临也不可能导通。只有当先来的信号消失后，所有编码继电器失磁，常闭接点全部闭合，正电重新送达到晶闸管门极后，才能响应新的信号，并重新执行上述过程。

同时，本发明还提供了一种根据以上所述装置的生成编码的方法，包括如下步骤：

(1)将抽水蓄能电站的发电机及变压器继电保护装置需要输入的闭锁逻辑信号从1开始按照十进制顺序+1递增编号至o，o表示一共需要输入的闭锁逻辑信号数目，其中信号i表示第i个信号，o≥i≥1；

(2)根据二进制规则，将o转换为二进制数值进而得到其位数m；

(3)构建从十进制数值1～o转换到二进制数值的编码真值表；

(4)构建如权利要求2所述的抽水蓄能继电保护闭锁逻辑信号编码生成装置，并令n≥o，k≥m；

(5)在编码生成装置还没有接收到输入的信号时，n个信号接点全部断开，k个编码继电器均处于失磁状态，k条输出支路的k个常开接点均处于断开状态，k条输出支路的k个常闭接点均处于闭合状态，正电通过串联的k个常闭接点送达n个晶闸管门极，n个晶闸管均具备导通条件；

(6)获得将要输入的信号i，根据编码真值表确定i的二进制数值j；

(7)设置变量j’，当k＝m时，j’＝j，当k>m时，为j前置补0，补0的数目＝k-m，将补0后的二进制数值作为j’；

(8)根据j’调整与第i条输入支路连接的k个可插拔的跳线的状态，进行编码配置，当可插拔的跳线为插入状态时能够输出的编码信号为1，当可插拔的跳线为拔出状态时能够输出的编码信号为0，第i条输入支路为与第i个信号接点连接的输入支路，第i个信号接点为响应于信号i而闭合的信号接点；

(9)在编码生成装置接收到输入的信号i时，信号i对应的第i个信号接点闭合，正电送至与第i个信号接点连接的晶闸管的阳极，该晶闸管被导通，正电被送至通过第i条输入支路与该晶闸管连接的输出支路的编码继电器的线圈上，使该编码继电器励磁，该编码继电器的常开接点闭合，送出编码信号“1”，没有励磁的其它编码继电器的常开接点断开，送出编码信号“0”，将编码信号送入继电保护装置，励磁的编码继电器的常闭接点同时断开，将n个晶闸管门极的电压切断；

(10)输入的信号i消失后，k个编码继电器失磁，k个常闭接点全部闭合，正电重新送达到n个晶闸管门极，转至步骤(6)。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的装置通过增设晶闸管，并使编码继电器的常闭接点串联起来对输入至晶闸管门极的电压进行控制，确保了编码生成装置只能同时对一个信号进行编码，只有当正在编码的信号消失，且继电器常闭接点全部返回后，才能继续对新信号进行编码。本发明提供的编码生成装置能够防止两个信号同时出现，或者继电器常闭接点返回慢所导致的误编码的情况，同时，该装置通过可插拔的跳线可形成任意配置和修改的编码电路，极大提高了编码自由度和灵活性。

附图说明

图1为编码真值表的示意图。

图2为现有编码电路的结构示意图。

图3为本发明提供的编码生成装置的结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；

以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。

实施例1

以7个信号的编码电路为例，7个信号可编为3位二进制码。如图3所示，7个信号接点公共端为正电，每个信号接点下端接晶闸管阳极。各晶闸管的门极并联。晶闸管阴极接二极管矩阵，二极管矩阵由输入支路和输出支路交叉而成，输入支路数量为信号数量，输出支路数量为编码位数，交叉点接入二极管阳极，二极管阴极接可插拔的跳线的一端，跳线另一端接在输出支路上。每个输出支路均包括一编码继电器，所述编码继电器包括线圈、常开接点、常闭接点，编码继电器的常开接点用于输出信号，编码继电器的常闭接点进行串联，其一端接正电，另一端接并联起来接入晶闸管门极。

工作过程：

首先通过可插拔跳线对信号进行编码配置，例如信号4需编码为100，即编码第一位为1，第二位、第三位为0，那么使可插拔的跳线将输入支路4与其编码“100”对应的输出支路1连接起来，而使输入支路4与输出支路2、输出支路3之间的连接断开。即可配置信号4编码为100。其它信号以此类推。在初始状态，装置没有接收到信号，信号接点全部断开，继电器处于失磁状态，各条输出支路的常开接点处于断开状态；各条输出支路的常闭接点处于闭合状态，正电通过串联的常闭接点送达各晶闸管门极，晶闸管具备导通条件；当信号来临时，该信号对应的信号接点闭合，正电送至与该信号接点连接的晶闸管的阳极，晶闸管被导通，通过预先配置好的跳线，正电被送至与该输入支路连接的输出支路的编码继电器线圈上，使编码继电器励磁，编码继电器的常开接点闭合，送出“1”编码信号，没有励磁的编码继电器的常开接点断开，送出“0”编码信号；励磁的编码继电器的常闭接点同时断开，将各晶闸管门极的电压切断。

上述方案中，已经导通的晶闸管，只要信号未消失，则继续导通。其它晶闸管被阻断，则即便有其他信号同时来临也不可能导通。只有当先来的信号消失后，所有编码继电器失磁，常闭接点全部闭合，正电重新送达到晶闸管门极后，才能响应新的信号，并重新执行上述过程。

本实施例中，为了保证信号只能正向传输，防止信号对装置内的回路造成串扰，还包括有二极管，二极管的阳极与晶闸管的阴极连接，二极管的阴极通过可插拔的跳线与输出支路连接。.

实施例2

同时，本发明还提供了一种根据以上所述装置的生成编码的方法，包括如下步骤：

(1)将抽水蓄能电站的发电机及变压器继电保护装置需要输入的闭锁逻辑信号从1开始按照十进制顺序+1递增编号至o，o表示一共需要输入的闭锁逻辑信号数目，其中信号i表示第i个信号，o≥i≥1；

(2)根据二进制规则，将o转换为二进制数值进而得到其位数m；

(3)构建从十进制数值1～o转换到二进制数值的编码真值表；

(4)构建如权利要求2所述的抽水蓄能继电保护闭锁逻辑信号编码生成装置，并令n≥o，k≥m；

(5)在编码生成装置还没有接收到输入的信号时，n个信号接点全部断开，k个编码继电器均处于失磁状态，k条输出支路的k个常开接点均处于断开状态，k条输出支路的k个常闭接点均处于闭合状态，正电通过串联的k个常闭接点送达n个晶闸管门极，n个晶闸管均具备导通条件；

(6)获得将要输入的信号i，根据编码真值表确定i的二进制数值j；

(7)设置变量j’，当k＝m时，j’＝j，当k>m时，为j前置补0，补0的数目＝k-m，将补0后的二进制数值作为j’；

(8)根据j’调整与第i条输入支路连接的k个可插拔的跳线的状态，进行编码配置，当可插拔的跳线为插入状态时能够输出的编码信号为1，当可插拔的跳线为拔出状态时能够输出的编码信号为0，第i条输入支路为与第i个信号接点连接的输入支路，第i个信号接点为响应于信号i而闭合的信号接点；

(9)在编码生成装置接收到输入的信号i时，信号i对应的第i个信号接点闭合，正电送至与第i个信号接点连接的晶闸管的阳极，该晶闸管被导通，正电被送至通过第i条输入支路与该晶闸管连接的输出支路的编码继电器的线圈上，使该编码继电器励磁，该编码继电器的常开接点闭合，送出编码信号“1”，没有励磁的其它编码继电器的常开接点断开，送出编码信号“0”，将编码信号送入继电保护装置，励磁的编码继电器的常闭接点同时断开，将n个晶闸管门极的电压切断；

(10)输入的信号i消失后，k个编码继电器失磁，k个常闭接点全部闭合，正电重新送达到n个晶闸管门极，转至步骤(6)。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种抽水蓄能继电保护闭锁逻辑信号编码生成装置，其特征在于：包括n个信号接点，与n个信号接点一一对应连接的n个开关模块，与n个开关模块均连接的矩阵模块；

所述开关模块为1个晶闸管；

矩阵模块由n条输入支路、k条输出支路和两端分别与输入支路、输出支路连接的交叉模块构成，矩阵模块共包括有n×k个交叉模块；

每条输入支路为1条输入电力线路；

每条输出支路由1条输出电力线路及与其连接的1个编码继电器组成；

每个交叉模块由1个二极管和1个可插拔的跳线串联得到的电路组成；

n个信号接点的一端相连组成公共端用于连接正电，每个信号接点的另一端与各自对应的晶闸管的阳极连接，n个晶闸管的阴极与n条输入电力线路一一对应连接；

每条输入电力线路分别与k个交叉模块中的k个二极管的正极连接，k个二极管的负极分别与其对应的交叉模块的可插拔的跳线的一端连接，k个交叉模块中的k个可插拔的跳线的另一端分别与k条输出支路中的输出电力线路连接；

每个编码继电器由1个线圈、1个常开接点、1个常闭接点组成，k个线圈分别与k条输出支路中的输出电力线路连接，常开接点一端接正电，常开接点另一端用于输出1个编码信号；k个线圈的常闭接点进行串联，组成的串联体的一端接正电，另一端分别与n个晶闸管的门极连接；

n与k的关系满足n≤2^k-1。

2.一种根据权利要求1所述抽水蓄能继电保护闭锁逻辑信号编码生成装置的生成编码方法，包括如下步骤：

(1)将抽水蓄能电站的发电机及变压器继电保护装置需要输入的闭锁逻辑信号从1开始按照十进制顺序+1递增编号至o，o表示一共需要输入的闭锁逻辑信号数目，其中信号i表示第i个信号，o≥i≥1；

(2)根据二进制规则，将o转换为二进制数值进而得到其位数m；

(3)构建从十进制数值1～o转换到二进制数值的编码真值表；

(4)构建如权利要求2所述的抽水蓄能继电保护闭锁逻辑信号编码生成装置，并令n≥o，k≥m；

(5)在编码生成装置还没有接收到输入的信号时，n个信号接点全部断开，k个编码继电器均处于失磁状态，k条输出支路的k个常开接点均处于断开状态，k条输出支路的k个常闭接点均处于闭合状态，正电通过串联的k个常闭接点送达n个晶闸管门极，n个晶闸管均具备导通条件；

(6)获得将要输入的信号i，根据编码真值表确定i的二进制数值j；

(7)设置变量j’，当k＝m时，j’＝j，当k>m时，为j前置补0，补0的数目＝k-m，将补0后的二进制数值作为j’；

(8)根据j’调整与第i条输入支路连接的k个可插拔的跳线的状态，进行编码配置，当可插拔的跳线为插入状态时能够输出的编码信号为1，当可插拔的跳线为拔出状态时能够输出的编码信号为0，第i条输入支路为与第i个信号接点连接的输入支路，第i个信号接点为响应于信号i而闭合的信号接点；

(9)在编码生成装置接收到输入的信号i时，信号i对应的第i个信号接点闭合，正电送至与第i个信号接点连接的晶闸管的阳极，该晶闸管被导通，正电被送至通过第i条输入支路与该晶闸管连接的输出支路的编码继电器的线圈上，使该编码继电器励磁，该编码继电器的常开接点闭合，送出编码信号“1”，没有励磁的其它编码继电器的常开接点断开，送出编码信号“0”，将编码信号送入继电保护装置，励磁的编码继电器的常闭接点同时断开，将n个晶闸管门极的电压切断；

(10)输入的信号i消失后，k个编码继电器失磁，k个常闭接点全部闭合，正电重新送达到n个晶闸管门极，转至步骤(6)。