CN108347040A - 智能中间继电器、继电保护装置及系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种智能中间继电器、继电保护装置及系统。该智能中间继电器包括：第一控制模块、第一光耦合器、第一继电器、第二控制模块、第二光耦合器和第二继电器。在第一控制模块接收到继电保护装置发出的第一报文，并响应于第一报文生成的第一电平信号为高电平信号；且第二控制模块接收到继电保护装置发出的第二报文，并响应于第二报文生成的第二电平信号均为高电平信号的情况下，智能中间继电器中第二继电器的第二常开开关闭合，跳闸出口所在线路导通，控制待保护装置跳闸，避免由于硬件损坏、软件异常等原因造成的跳闸误动作的发生，使跳闸动作安全可控，使变电站可以稳定、可靠地运行。

Description

智能中间继电器、继电保护装置及系统

技术领域

本公开涉及电力技术领域，尤其涉及一种智能中间继电器、继电保护装置及系统。

背景技术

智能变电站为变电站的自动化运行和管理带来深远的影响和巨大的变革，是智能电网建设的重要组成部分，在经济和技术方面都有着重大意义。随着数字化通信技术在智能变电站内的广泛应用，智能电子设备已成为变电站内保护出口的重要环节。但相关技术中，保护出口的智能电子设备常因光纤通道损坏、端口管脚损坏、光耦合器损坏、电源损坏、继电器损坏等硬件损坏以及宇宙高频射线、α射线等引起的软件异常发生误动作，可靠性低，严重影响变电站的稳定、可靠运行。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种智能中间继电器、继电保护装置及系统。

根据本公开的第一方面，提供了一种智能中间继电器，包括：

第一控制模块、第一光耦合器、第一继电器、第二控制模块、第二光耦合器和第二继电器，

所述第一控制模块连接到继电保护装置，用于接收所述继电保护装置的第一报文，所述第一控制模块的第一端口输出响应于所述第一报文生成的第一电平信号；

所述第一光耦合器的第一输入端连接所述第一端口，第一输出端连接第一电源，第二输入端接地；

所述第一继电器包括第一线圈和第一常开开关，所述第一线圈的一端连接所述第一光耦合器的第二输出端，所述第一线圈的另一端接地，所述第一常开开关的一端连接第二电源；

所述第二控制模块连接到所述继电保护装置，用于接收所述继电保护装置的第二报文，所述第二控制模块的第二端口输出响应于所述第二报文生成的第二电平信号；

所述第二光耦合器的第三输入端连接所述第二端口，第三输出端连接所述第一常开开关的另一端，第四输入端接地；

所述第二继电器包括第二线圈和第二常开开关，所述第二线圈的一端连接所述第二光耦合器的第四输出端，所述第二线圈的另一端接地，所述第二常开开关的两端分别与跳闸出口的正极和负极连接，

其中，所述第一报文和所述第二报文为所述继电保护装置在确定待保护装置发生异常的情况下发出的，以使所述跳闸出口控制所述待保护装置跳闸，

其中，在所述第一报文和所述第二报文状态相同，且输出的所述第一电平信号和所述第二电平信号均为高电平信号的情况下，所述第二常开开关导通，所述跳闸出口控制待保护装置跳闸，保护所述待保护装置。

对于上述智能中间继电器，在一种可能的实现方式中，还包括：

第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和所述第二电阻串联在所述第二线圈的一端和地线之间，所述第二控制模块的第三端口连接在所述第一电阻和所述第二电阻之间；

所述第二控制模块，还用于在所述智能中间继电器工作的过程中，获取通过所述第三端口输入的第一工作电平信号，并根据所述第一工作电平信号确定所述智能中间继电器的工作状态。

对于上述智能中间继电器，在一种可能的实现方式中，所述智能中间继电器具备自检功能，其中，

所述第一控制模块，还用于根据自检指令通过所述第一端口输出第三电平信号，以使所述第一常开开关导通；

所述第二控制模块，还用于每隔第一间隔时间发出所述自检指令，根据所述自检指令通过所述第二端口输出驱动信号，并获取通过所述第三端口输入的基于所述驱动信号而产生的自检电平信号，并在所述自检电平信号为高电平信号的情况下，确定所述智能中间继电器工作正常，

其中，所述驱动信号包括脉冲信号，所述脉冲信号的周期小于所述第二继电器的动作时间。

对于上述智能中间继电器，在一种可能的实现方式中，所述第二控制模块，还用于在所述自检电平信号为低电平信号的情况下，确定所述智能中间继电器出现异常，并每隔第二间隔时间发出所述自检指令，并在连续多次确定所述智能中间继电器出现异常的情况下，发出异常告警。

对于上述智能中间继电器，在一种可能的实现方式中，还包括：第三光耦合器，所述第二继电器还包括第三常开开关，

所述第三光耦合器的第五输入端连接所述第三常开开关的一端，第五输出端连接第三电源、所述第二控制模块的第四端口，第六输入端和第六输出端接地，所述第三常开开关的另一端连接所述第二电源；

所述第二控制模块，还用于获取通过第四端口输入的第二工作电平信号，并根据所述第二工作电平信号确定所述智能中间继电器的动作状态和动作时间。

对于上述智能中间继电器，在一种可能的实现方式中，所述第一控制模块，还用于对所述第二控制模块进行报文状态校验，在报文状态校验失败的情况下，发出第二控制模块状态告警；

所述第二控制模块，还用于对所述第一控制模块进行报文状态校验，在报文状态校验失败的情况下，发出第一控制模块状态告警。

对于上述智能中间继电器，在一种可能的实现方式中，所述第一控制模块，还用于获取对应的第一系统参数结构体中的第一系统参数，并将所述系统参数划分为多个第一数据段，以及依次对所述多个第一数据段进行循环冗余校验运算获得对应的多个第一参数运算结果，在所述多个第一参数运算结果与第一初始参数结果不同的情况下，发出第一参数校验失败告警，闭锁所述第一控制模块的输出；

所述第二控制模块，还用于获取对应的第二系统参数结构体中的第二系统参数，并将所述系统参数划分为多个第二数据段，以及依次对所述多个第二数据段进行循环冗余校验运算获取对应的多个第二参数运算结果，在所述多个第二参数运算结果与第二初始参数结果不同的情况下，发出第二参数校验失败告警，闭锁所述第二控制模块的输出。

对于上述智能中间继电器，在一种可能的实现方式中，所述第一控制模块，还用于获取对应的第一程序段，并将所述第一程序段划分为多个第一程序段分段，依次对所述多个第一程序段分段进行循环冗余校验运算获取对应的多个第一程序运算结果，在所述多个第一程序运算结果与第一初始程序结果不同的情况下，发出第一程序校验失败告警，重启所述第一控制模块；

所述第二控制模块，还用于获取对应的第二程序段，并将所述第二程序段划分为多个第二程序段分段，依次对所述多个第二程序段分段进行循环冗余校验运算获取对应的多个第二程序运算结果，在所述多个第二程序运算结果与第二初始程序结果不同的情况下，发出第二程序校验失败告警，重启所述第二控制模块。

根据本公开的第二方面，提供了一种继电保护装置，包括：

第一保护控制模块，监测待保护装置的工作状态，在确定所述待保护装置发生异常的情况下，向智能中间继电器发出第一报文；

第二保护控制模块，监测待保护装置的工作状态，在确定所述待保护装置发生异常的情况下，向所述智能中间继电器发出第二报文；

其中，所述智能中间继电器响应所述第一报文和第二报文，使跳闸出口控制所述待保护装置跳闸，保护所述待保护装置。

根据本公开的第三方面，提供了一种继电保护系统，包括上述智能中间继电器和上述继电保护装置。

本公开实施例所提供的智能中间继电器、继电保护装置及系统，在第一控制模块接收到继电保护装置发出的第一报文，并响应于第一报文生成的第一电平信号为高电平信号；且第二控制模块接收到继电保护装置发出的第二报文，并响应于第二报文生成的第二电平信号均为高电平信号的情况下，智能中间继电器中第二继电器的第二常开开关闭合，跳闸出口所在线路导通，控制待保护装置跳闸，避免由于硬件损坏、软件异常等原因造成的跳闸误动作的发生，使跳闸动作安全可控，使变电站可以稳定、可靠地运行。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出根据本公开一实施例的智能中间继电器的结构示意图；

图2示出根据本公开一实施例的智能中间继电器的结构示意图；

图3示出根据本公开一实施例的智能中间继电器的结构示意图；

图4示出根据本公开一实施例的智能中间继电器的报文状态互校的示意图；

图5示出根据本公开一实施例的智能中间继电器的参数自检的流程图；

图6示出根据本公开一实施例的智能中间继电器的程序自检的流程图；

图7示出根据本公开一实施例的智能中间继电器的结构示意图；

图8示出根据本公开一实施例的继电保护装置的结构示意图；

图9示出根据本公开一实施例的继电保护系统的结构示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

图1示出根据本公开一实施例的智能中间继电器的结构示意图。如图1所示，该智能中间继电器1可以包括：第一控制模块G1、第一光耦合器U1、第一继电器K-1、第二控制模块G2、第二光耦合器U2和第二继电器K-2。

第一控制模块G1连接到继电保护装置2，用于接收继电保护装置2的第一报文，第一控制模块G1的第一端口输出响应于第一报文生成的第一电平信号。第一光耦合器U1的第一输入端连接第一端口，第一输出端连接第一电源VCC1，第二输入端接地。

第一继电器K-1包括第一线圈和第一常开开关k1，第一线圈的一端连接第一光耦合器U1的第二输出端，第一线圈的另一端接地，第一常开开关k1的一端连接第二电源DC。

第二控制模块G2连接到继电保护装置2，用于接收继电保护装置2的第二报文，第二控制模块G2的第二端口输出响应于第二报文生成的第二电平信号。

第二光耦合器U2的第三输入端连接第二端口，第三输出端连接第一常开开关的另一端，第四输入端接地。

第二继电器K-2包括第二线圈和第二常开开关k2，第二线圈的一端连接第二光耦合器U2的第四输出端，第二线圈的另一端接地，第二常开开关k2的两端分别与跳闸出口的正极KM+和负极KM-连接。

其中，第一报文和第二报文为继电保护装置2在确定待保护装置3发生异常的情况下发出的，以使跳闸出口控制待保护装置3跳闸。

其中，在第一报文和第二报文状态相同，且输出的第一电平信号和第二电平信号均为高电平信号的情况下，第二常开开关k2导通，跳闸出口控制待保护装置3跳闸，保护待保护装置3。

在本实施例中，第二电源用于为第二继电器供电，例如，24V的直流电源，使得第二继电器的第二线圈通电，第二常开开关闭合。第一报文和第二报文可以是GOOSE(GenericObject-Oriented Substation Event，面向通用对象的变电站事件，是IEC61850标准中用于满足变电站自动化系统快速报文需求的机制)报文，本公开对此不作限制。

在本实施例中，第一报文和第二报文中可以包含跳闸指示，使第一控制模块和第二控制模块可以分别基于第一报文和第二报文生成高电平信号，最终使得第二常开开关导通，跳闸出口控制待保护装置跳闸，达到保护待保护装置的目的。

在本实施例中，第一控制模块和第二控制模块可以是单片机、CPU、MPU、FPGA等任何能接收、响应报文的部件，可以通过专用硬件电路实现，也可以通过通用处理部件结合可执行逻辑指令实现，以执行第一控制模块或第二控制模块的工作过程，本公开对此不作限制。

在本实施例中，跳闸出口的负极可以直接连接到控制待保护装置跳闸的断路器的驱动信号输入端。跳闸出口可以是任一电源，以输出能够为断路器提供驱动的驱动信号，本公开对此不作限制。

在本实施例中，在第一电平信号和第二电平信号均为高电平信号的情况下，智能中间继电器的工作过程为：第一光耦合器的发光器因输入的高电平(第一电平信号)发光，第一光耦合器的受光器导通，使得第一继电器的第一线圈上电，第一常开开关闭合；并且，第二光耦合器的发光器因输入的高电平(第二电平信号)发光，第二光耦合器的受光器导通，使得第二电源可以为第二继电器的第二线圈供电，使得第二常开开关闭合，跳闸出口所在线路导通，控制待保护装置跳闸。

在本实施例中，在第一电平信号为高电平信号且第二电平信号为低电平信号、第一电平信号为低电平信号且第二电平信号为高电平信号、或者第一电平信号和第二电平信号均为低电平信号的情况下，第二常开开关维持断开状态，跳闸出口无法控制待保护装置跳闸。

其中，在第一电平信号为高电平信号且第二电平信号为低电平信号的情况下，智能中间继电器的工作过程为：第一光耦合器的发光器因输入的高电平(第一电平信号)发光，第一光耦合器的受光器导通，使得第一继电器的第一线圈上电，第一常开开关闭合。但是，第二光耦合器的发光器因输入的低电平(第二电平信号)不能发光，第二光耦合器的受光器截止，使得第二电源不能为第二继电器的第二线圈供电，则第二常开开关维持断开状态，跳闸出口无法控制待保护装置跳闸。

在第一电平信号为低电平信号且第二电平信号为高电平信号的情况下，智能中间继电器的工作过程为：第一光耦合器的发光器因输入的低电平(第一电平信号)不能发光，第一光耦合器的受光器截止，使得第一继电器的第一线圈无法通电，第一常开开关维持断开状态。虽第二光耦合器的发光器因输入的高电平(第二电平信号)发光，第二光耦合器的受光器导通，但第一常开开关维持断开状态，使得第二电源不能为第二继电器的第二线圈供电，则第二常开开关维持断开状态，跳闸出口无法控制待保护装置跳闸。

在第一电平信号和第二电平信号均为低电平信号的情况下，智能中间继电器的工作过程为：第一光耦合器的发光器因输入的低电平(第一电平信号)不能发光，第一光耦合器的受光器截止，使得第一继电器的第一线圈无法通电，第一常开开关维持断开状态。且第二光耦合器的发光器因输入的低电平(第二电平信号)不能发光，第二光耦合器的受光器截止。因此，在第一常开开关维持断开状态且第二光耦合器的受光器截止的情况下，第二电源不能为第二继电器的第二线圈供电，则第二常开开关维持断开状态，跳闸出口无法控制待保护装置跳闸。

这样，只有在第一报文和第二报文均包含跳闸指示，使得第一控制模块响应于第一报文生成的第一电平信号为高电平信号，且第二控制模块响应于第二报文生成的第二电平信号亦为高电平信号的情况下，智能中间继电器中的第二常开开关闭合，跳闸出口所在线路导通，以控制待保护装置跳闸，避免由于硬件损坏、软件异常等原因造成的跳闸误动作的发生，使跳闸动作安全可控，使变电站可以稳定、可靠地运行。

图2示出根据本公开一实施例的智能中间继电器的结构示意图。

在一种可能的实现方式中，如图2所示，该智能中间继电器还可以包括第一电阻R1和第二电阻R2。第一电阻R1和第二电阻R2串联在第二线圈的一端和地之间，第二控制模块G2的第三端口连接在第一电阻R1和第二电阻R2之间。第二控制模块G2还用于在智能中间继电器1工作的过程中，获取通过第三端口输入的第一工作电平信号，并根据第一工作电平信号确定智能中间继电器1的工作状态。

在该实现方式中，第二控制模块可根据第一工作电平信号，并结合第一报文和第二报文所包含的指示，判断智能中间继电器的工作状态是否正确的响应第一报文和第二报文所包含的指示。例如，第一报文和第二报文中均包含跳闸指示，若第一工作电平信号应为高电平信号，则说明智能中间继电器能正确响应第一报文和第二报文，使第二常开开关能够导通，跳闸出口可以控制待保护装置跳闸，智能中间继电器的第一光耦合器和第二光耦合器处于正常工作状态；若第一工作电平信号应为低电平信号，则说明智能中间继电器不能正确响应第一报文和第二报文，处于故障状态。

在一种可能的实现方式中，智能中间继电器1可以具备自检功能，其中，

第一控制模块G1还用于根据自检指令通过第一端口输出第三电平信号，以使第一常开开关k1导通。第二控制模块G2还用于每隔第一间隔时间发出自检指令，并根据自检指令通过第二端口输出驱动信号。获取通过第三端口输入的基于驱动信号而产生的自检电平信号，并在自检电平信号为高电平信号的情况下，确定智能中间继电器1工作正常。其中，驱动信号可以包括脉冲信号，脉冲信号的周期小于第二继电器K-2的动作时间。

在该实现方式中，第三电平信号为高电平信号。脉冲信号的周期还需大于第二光耦合器的动作时间，第二光耦合器的动作时间是指第二光耦合器自通电至其受光器导通的时间。第二继电器的动作时间指第二线圈从通电到进行动作，使第二常开开关和第三常开开关闭合的时间。这样，才能保证在脉冲信号输入第二光耦合器的同时，第二继电器不会因为通入脉冲信号而使第二常开开关、第三常开开关闭合。

举例来说，若第二光耦合器的动作时间为例如100μs、第二继电器的动作时间为例如2ms，则可以将脉冲信号的周期设定为例如200μs。则在脉冲信号输入之后，由于第二继电器的第二线圈的通电的时间200μs远小于第二继电器的动作时间2ms，第二常开开关不会闭合。且由于第三电平信号第一常开开关闭合，第二光耦合器的发光器由于脉冲信号而发光、受光器导通，第二电源接入智能中间继电器，使得经第一电阻和第二电阻分压输出的自检电平信号为高电平信号。如若第一光耦合器和/或第二光耦合器损坏，则输出的自检电平信号为低电平信号，第二控制模块即可确定第一光耦合器和/或第二光耦合器损坏，智能中间继电器故障。这样，在智能中间继电器工作的过程中，即可对第一光耦合器和第二光耦合器进行检测，确定其是否可以正常工作。

在该实现方式中，第一间隔时间可以为24小时等任一时长。自检指令可以是第二控制模块发出的，还可以是第一控制模块发出的。且自检指令发出方式和内容可以为：第一，每个第一间隔时间发出自检指令，且自检指令用于指示第一控制模块发出第三电平信号、以及指示第二控制模块发出驱动信号。第二，发出自检指令，且自检指令用于指示第一控制模块每个第一间隔时间发出第三电平信号、以及指示第二控制模块每个第一间隔时间发出驱动信号。本领域技术人员可以根据实际需要对第一间隔时间、自检指令的发出方式进行设置，本公开对此不作限制。

在一种可能的实现方式中，第二控制模块G2还用于在自检电平信号为低电平信号的情况下，确定智能中间继电器1出现异常，并每隔第二间隔时间发出自检指令，并在连续多次确定智能中间继电器1出现异常的情况下，发出异常告警。

在该实现方式中，在每隔第一间隔时间发出自检指令的自检过程中，若第二控制模块确定自检电平信号为低电平信号，则可以确定自检出错，初步判定第一光耦合器和/或第二光耦合器可能存在故障。而后缩短发出自检指令的间隔时间，每隔第二间隔时间例如30s发出自检指令，进行复检。若连续例如3次第二控制模块所获取的自检电平信号均为低电平信号，则发出异常告警。并复位第二控制模块，而后控制第二控制模块继续每隔二间隔时间例如30s发出自检指令，进行再检；若连续例如3次第二控制模块所获取的自检电平信号均为低电平信号，则确定第一光耦合器和/或第二光耦合器存在故障，持续发出异常告警，以使检修人员根据持续发出的告警确定智能中间继电器存在故障，对其进行修复。

图3示出根据本公开一实施例的智能中间继电器的结构示意图。

在一种可能的实现方式中，如图3所示，智能中间继电器1还可以包括：第三光耦合器U3，第二继电器K-2还可以包括第三常开开关k3。

第三光耦合器U3的第五输入端连接第三常开开关k3的一端，第五输出端连接第三电源VCC2第二控制模块G2的第四端口，第六输入端和第六输出端接地，第三常开开关k3的另一端连接第二电源DC。第二控制模块G2还用于获取通过第四端口输入的第二工作电平信号，并根据第二工作电平信号确定智能中间继电器1的动作状态和动作时间。

在该实现方式中，在第二线圈通电时，第二常开开关闭合和第三常开开关均会闭合。第三常开开关闭合后，第二电源为第三光耦合器供电，使得第二控制模块可以获取的第五输出端输出的第二工作电平信号，并根据第二工作电平信号可以确定智能中间继电器从接收到第一报文和第二报文到第二常开开关闭合，控制待保护装置跳闸的动作时间，以及确定第二继电器的动作状态是否为已控制第二常开开关闭合。

在一种可能的实现方式中，智能中间继电器还可以进行报文状态互校。其中，第一控制模块G1还用于对第二控制模块G2进行报文状态校验，在报文状态校验失败的情况下，发出第二控制模块状态告警。第二控制模块G2还用于对第一控制模块G1进行报文状态校验，在报文状态校验失败的情况下，发出第一控制模块状态告警。

图4示出根据本公开一实施例的智能中间继电器的报文状态互校的示意图，如图4所示，第二控制模块与第一控制模块进行报文状态互校的过程可以包括第一控制模块对第二控制模块进行校正和第二控制模块对第一控制模块进行校正两个过程。在完成第一控制模块对第二控制模块进行校正和第二控制模块对第一控制模块进行校正两个过程之后，为完成一次报文状态互校。

第一控制模块对第二控制模块进行校正：第一控制模块向第二控制模块发送Token1报文，第二控制模块应基于Token1报文向第一控制模块反馈Ans1报文。若第一控制模块没有收到Ans1报文或Ans1报文异常，则发出第二控制模块状态告警。若第一控制模块收到Ans1报文，则基于Ans1报文向第二控制模块发送Req1报文，第二控制模块应基于Req1报文向第一控制模块反馈Resp1报文。若第一控制模块没有收到Resp1报文或者Resp1报文异常，则发出第二控制模块状态告警。

第二控制模块对第一控制模块进行校正：第二控制模块向第一控制模块发送Token2报文，第一控制模块应基于Token2报文向第二控制模块反馈Ans2报文。若第二控制模块没有收到Ans2报文或Ans2报文异常，则发出第一控制模块状态告警。若第二控制模块收到Ans2报文，则基于Ans2报文向第一控制模块发送Req2报文，第一控制模块应基于Req2报文向第二控制模块反馈Resp2报文。若第二控制模块没有收到Resp2报文或者Resp2报文异常，则发出第一控制模块状态告警。

在该实现方式中，第一控制模块和第二控制模块之间的报文状态互校可以每隔一定的时间间隔例如1s进行一次，在连续三次的报文状态互校中均发出告警的情况下，可以进行复位、重启等自修复，或者还可以发出维修告警，以通知维护人员进行维修和处理。

在一种可能的实现方式中，智能中间继电器还具备参数自检功能。其中，

第一控制模块G1还用于获取对应的第一系统参数结构体中的第一系统参数，并将第一系统参数划分为多个第一数据段，以及依次对多个第一数据段进行循环冗余校验运算获得对应的多个第一参数运算结果，在多个第一参数运算结果与第一初始参数结果不同的情况下，发出第一参数校验失败告警，闭锁第一控制模块G1的输出。

第二控制模块G2还用于获取对应的第二系统参数结构体中的第二系统参数，并将第二系统参数划分为多个第二数据段，以及依次对多个第二数据段进行循环冗余校验运算获取对应的多个第二参数运算结果，在多个第二参数运算结果与第二初始参数结果不同的情况下，发出第二参数校验失败告警，闭锁第二控制模块G2的输出。

在该实现方式中，在进行参数自检之前，第一控制模块和第二控制模块需从对应的闪存(Flash Memory)中获取对应的包括对时参数、动作逻辑、GOOSE订阅信息、输入输出信息等系统参数，并根据系统参数生成固定的第一参数结构体和第二参数结构体，并对其进行初始的循环冗余校验(CyclicRedundancy Check，CRC)运算，获得第一初始参数结果和第二初始参数结果。其中，第一参数结构体和第二参数结构体中的内容不会随程序运行而发生改变。

图5示出根据本公开一实施例的智能中间继电器的参数自检的流程图，如图5所示，智能中间继电器进行的参数自检的过程包括第一控制模块的参数自检和第二控制模块的参数自检，以下以第一控制模块为例，其参数自检可以包括步骤S11至步骤S13。

在步骤S11中，初始化时完成CRC运算，获取对应的第一系统参数，并根据第一系统参数生成固定的第一参数结构体。而后对第一参数结构体进行初始的CRC运算，获得第一初始参数结果。

在步骤S12中，把第一系统参数结构体中的第一系统参数划分为多个第一数据段，每次大循环过程中仅进行一个数据段的CRC运算，获取对应的第一参数运算结果；进行多次大循环之后，获取到对应多个第一数据段的多个第一参数运算结果。

在步骤S13中，将多个第一参数运算结果与第一初始参数结果比较，在多个第一参数运算结果与第一初始参数结果不同的情况下，发出第一参数校验失败告警，闭锁第一控制模块的输出。

这样，采用分段的方式进行校验，能够在校验的同时保证智能中间继电器的正常运行。可以确定智能中间继电器中第一控制模块和第二控制模块是否因外部EMC(ElectroMagnetic Compatibility，电磁兼容)干扰或射线轰击，使其电平反转造成第一系统参数、第二系统参数、某个第一初始参数结果或第二初始参数结果发生改变，致使智能中间继电器发生故障。

在一种可能的实现方式中，智能中间继电器还具备程序自检功能。

其中，第一控制模块G1还用于获取对应的第一程序段，并将第一程序段划分为多个第一程序段分段，依次对多个第一程序段分段进行循环冗余校验运算获取对应的多个第一程序运算结果，在多个第一程序运算结果与第一初始程序结果不同的情况下，发出第一程序校验失败告警，重启第一控制模块G1。

第二控制模块G2还用于获取对应的第二程序段，并将第二程序段划分为多个第二程序段分段，依次对多个第二程序段分段进行循环冗余校验运算获取对应的多个第二程序运算结果，在多个第二程序运算结果与第二初始程序结果不同的情况下，发出第二程序校验失败告警，重启第二控制模块G2。

在该实现方式中，在智能中间继电器的长期运行中，当偶遇EMC干扰或重粒子轰击，可能造成第一控制模块、第二控制模块的电平反转，电平反转一般表现为bit位反转，变位的指令出现异常，程序继续运行，会出现不可预料的异常情况，导致智能中间继电器误动或拒动。为了防止程序区被篡改，基于CRC对智能中间继电器进行高速程序错误检查和纠正(Error CorrectingCode，ECC)校验。在进行程序自检之前，第一控制模块以及第二控制模块需将对应的程序段划分为多个程序段分段，并对其进行初始CRC校验运算，获取上述第一初始程序结果和第二初始程序结果。

图6示出根据本公开一实施例的智能中间继电器的程序自检的流程图，如图6所示，智能中间继电器进行的程序自检的过程包括第一控制模块的程序自检和第二控制模块的程序自检，以下以第一控制模块为例，其程序自检可以包括步骤S21至步骤S23。

在步骤S21中，获取对应的第一程序段，将对应的第一程序段划分为多个第一程序段分段，并对其进行初始CRC校验运算，获取第一初始程序结果。

在步骤S22中，将第一程序段划分为多个第一程序段分段，在高优先级中断中完成各第一程序段分段的CRC计算，获取到对应多个第一程序段分段的多个第一程序运算结果。

在步骤S23中，比较多个第一程序运算结果和第一初始程序结果，在多个第一程序运算结果与第一初始程序结果不同的情况下，发出第一程序校验失败告警，重启第一控制模块。

这样，采用分段的方式进行校验，能够在校验的同时保证智能中间继电器的正常运行。在确定程序出现异常的情况下，便发出告警并重启，可以有效避免由于软件异常所导致的智能中间继电器的误动或拒动。

在本实施例中，可以根据获取的第一工作电平信号、第二工作电平信号、自检电平信号以及报文状态互校、参数自检、程序自检的结果，对智能中间继电器的故障进行分析，便于维修人员对智能中间继电器进行维修。

图7示出根据本公开一实施例的智能中间继电器的结构示意图。

在一种可能的实现方式中，如图7所示，智能中间继电器还可以包括：第三电阻R3、第一二极管C1、第四电阻R4、第五电阻R5、第二二极管C2、第六电阻R6、第三二极管C3以及第七电阻R7。其中，

第三电阻R3的两端分别连接第一控制模块的第一端口和第以光耦合器的第一输入端。第一二极管C1的输入端和输出端分别与第一光耦合器的第二输入端和第一输入端连接。这样，可以保证第一光耦合器的安全、稳定工作。

第四电阻R4的两端连接在第一电源VCC1和第一光耦合器的第一输出端之间，以保证第一光耦合器的安全、稳定工作。

第五电阻R5的两端分别连接到第二控制模块的第二端口和第二光耦合器的第三输入端。第二二极管C2的输入端和输出端分别与第二光耦合器的第四输入端和第三输入端连接。这样，可以保证第二光耦合器的安全、稳定工作。

第六电阻R6的两端分别连接到第三常开开关的一端和第三光耦合器的第五输入端。第三二极管C3的输入端和输出端分别与第三光耦合器的第六输入端和第五输入端连接。这样，可以保证第三光耦合器的安全、稳定工作。

第七电阻R7的两端分别连接到第三电源VCC2和第三光耦合器的第五输出端，以保证第三光耦合器的正常工作。

本领域技术人员可以根据实际需要对本公开中各电阻、二极管、光耦合器、继电器进行设置，本公开对此不作限制。

在本实施例中，智能中间继电器可以采用结构防水、自然散热设计。智能中间继电器的壳体可以采用全铝铸造成型，各接口/端口采用标准的航空插座插头，第一控制模块、第二控制模块与壳体通过半导体制冷片(也称热电制冷片，利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的)，使智能中间继电器具有高可靠、免维护的特性，可以在-40℃～85℃全环境下运行。

需要说明的是，尽管以上述实施例作为示例介绍了智能中间继电器如上，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定各部分，只要符合本公开的技术方案即可。

图8示出根据本公开一实施例的继电保护装置的结构示意图，如图8所示，该继电保护装置2可以包括第一保护控制模块81和第二保护控制模块82。第一保护控制模块81，监测待保护装置3的工作状态，在确定待保护装置3发生异常的情况下，向上述智能中间继电器1发出第一报文。第二保护控制模块82监测待保护装置3的工作状态，在确定待保护装置3发生异常的情况下，向上述智能中间继电器1发出第二报文。其中，智能中间继电器1响应第一报文和第二报文，使跳闸出口KM控制待保护装置3跳闸，保护待保护装置3。

在本实施例中，第一保护控制模块和第二保护控制模块可以是单片机、CPU、MPU、FPGA等任何能生成报文的部件，可以通过专用硬件电路实现，也可以通过通用处理部件结合可执行逻辑指令实现，以执行第一保护控制模块或第二保护控制模块的工作过程，本公开对此不作限制。

需要说明的是，尽管以上述实施例作为示例介绍了继电保护装置如上，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定各部分，只要符合本公开的技术方案即可。

本公开实施例所提供的继电保护装置，通过第一保护控制模块和第二保护控制模块对待保护装置的工作状态进行监测，在确定待保护装置的工作状态发生异常的情况下，分别向智能中间继电器发出第一报文和第二报文，以使智能中间继电器响应第一报文和第二报文，使得跳闸出口控制待保护装置跳闸，保护待保护装置。

图9示出根据本公开一实施例的继电保护系统的结构示意图，如图9所示，该系统可以包括上述智能中间继电器1和继电保护装置2。

本公开实施例所提供的继电保护系统，通过第一保护控制模块和第二保护控制模块对待保护装置的工作状态进行监测，在确定待保护装置的工作状态发生异常的情况下，分别向智能中间继电器发出第一报文和第二报文。在第一控制模块响应于第一报文生成的第一电平信号和第二控制模块响应于第二报文生成的第二电平信号均为高电平信号的情况下，智能中间继电器中的第二常开开关才会闭合，跳闸出口所在线路导通，控制待保护装置跳闸，避免由于硬件损坏、软件异常等造成的跳闸误动作的发生，使跳闸动作安全可控，使变电站可以稳定、可靠地运行。

本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。

这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

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。

Claims (10)

1.一种智能中间继电器，其特征在于，包括：第一控制模块、第一光耦合器、第一继电器、第二控制模块、第二光耦合器和第二继电器，

所述第一控制模块连接到继电保护装置，用于接收所述继电保护装置的第一报文，所述第一控制模块的第一端口输出响应于所述第一报文生成的第一电平信号；

所述第一光耦合器的第一输入端连接所述第一端口，第一输出端连接第一电源，第二输入端接地；

所述第一继电器包括第一线圈和第一常开开关，所述第一线圈的一端连接所述第一光耦合器的第二输出端，所述第一线圈的另一端接地，所述第一常开开关的一端连接第二电源；

所述第二控制模块连接到所述继电保护装置，用于接收所述继电保护装置的第二报文，所述第二控制模块的第二端口输出响应于所述第二报文生成的第二电平信号；

所述第二光耦合器的第三输入端连接所述第二端口，第三输出端连接所述第一常开开关的另一端，第四输入端接地；

所述第二继电器包括第二线圈和第二常开开关，所述第二线圈的一端连接所述第二光耦合器的第四输出端，所述第二线圈的另一端接地，所述第二常开开关的两端分别与跳闸出口的正极和负极连接，

其中，所述第一报文和所述第二报文为所述继电保护装置在确定待保护装置发生异常的情况下发出的，以使所述跳闸出口控制所述待保护装置跳闸，

其中，在所述第一报文和所述第二报文状态相同，且输出的所述第一电平信号和所述第二电平信号均为高电平信号的情况下，所述第二常开开关导通，所述跳闸出口控制待保护装置跳闸，保护所述待保护装置。

2.根据权利要求1所述的智能中间继电器，其特征在于，还包括：

第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和所述第二电阻串联在所述第二线圈的一端和地线之间，所述第二控制模块的第三端口连接在所述第一电阻和所述第二电阻之间；

所述第二控制模块，还用于在所述智能中间继电器工作的过程中，获取通过所述第三端口输入的第一工作电平信号，并根据所述第一工作电平信号确定所述智能中间继电器的工作状态。

3.根据权利要求2所述的智能中间继电器，其特征在于，所述智能中间继电器具备自检功能，其中，

所述第一控制模块，还用于根据自检指令通过所述第一端口输出第三电平信号，以使所述第一常开开关导通；

所述第二控制模块，还用于每隔第一间隔时间发出所述自检指令，根据所述自检指令通过所述第二端口输出驱动信号，并获取通过所述第三端口输入的基于所述驱动信号而产生的自检电平信号，并在所述自检电平信号为高电平信号的情况下，确定所述智能中间继电器工作正常，

其中，所述驱动信号包括脉冲信号，所述脉冲信号的周期小于所述第二继电器的动作时间。

4.根据权利要求3所述的智能中间继电器，其特征在于，

所述第二控制模块，还用于在所述自检电平信号为低电平信号的情况下，确定所述智能中间继电器出现异常，并每隔第二间隔时间发出所述自检指令，并在连续多次确定所述智能中间继电器出现异常的情况下，发出异常告警。

5.根据权利要求1所述的智能中间继电器，其特征在于，还包括：第三光耦合器，所述第二继电器还包括第三常开开关，

所述第三光耦合器的第五输入端连接所述第三常开开关的一端，第五输出端连接第三电源、所述第二控制模块的第四端口，第六输入端和第六输出端接地，所述第三常开开关的另一端连接所述第二电源；

所述第二控制模块，还用于获取通过第四端口输入的第二工作电平信号，并根据所述第二工作电平信号确定所述智能中间继电器的动作状态和动作时间。

6.根据权利要求1所述的智能中间继电器，其特征在于，

所述第一控制模块，还用于对所述第二控制模块进行报文状态校验，在报文状态校验失败的情况下，发出第二控制模块状态告警；

所述第二控制模块，还用于对所述第一控制模块进行报文状态校验，在报文状态校验失败的情况下，发出第一控制模块状态告警。

7.根据权利要求1所述的智能中间继电器，其特征在于，

所述第一控制模块，还用于获取对应的第一系统参数结构体中的第一系统参数，并将所述系统参数划分为多个第一数据段，以及依次对所述多个第一数据段进行循环冗余校验运算获得对应的多个第一参数运算结果，在所述多个第一参数运算结果与第一初始参数结果不同的情况下，发出第一参数校验失败告警，闭锁所述第一控制模块的输出；

所述第二控制模块，还用于获取对应的第二系统参数结构体中的第二系统参数，并将所述系统参数划分为多个第二数据段，以及依次对所述多个第二数据段进行循环冗余校验运算获取对应的多个第二参数运算结果，在所述多个第二参数运算结果与第二初始参数结果不同的情况下，发出第二参数校验失败告警，闭锁所述第二控制模块的输出。

8.根据权利要求1所述的智能中间继电器，其特征在于，

所述第一控制模块，还用于获取对应的第一程序段，并将所述第一程序段划分为多个第一程序段分段，依次对所述多个第一程序段分段进行循环冗余校验运算获取对应的多个第一程序运算结果，在所述多个第一程序运算结果与第一初始程序结果不同的情况下，发出第一程序校验失败告警，重启所述第一控制模块；

所述第二控制模块，还用于获取对应的第二程序段，并将所述第二程序段划分为多个第二程序段分段，依次对所述多个第二程序段分段进行循环冗余校验运算获取对应的多个第二程序运算结果，在所述多个第二程序运算结果与第二初始程序结果不同的情况下，发出第二程序校验失败告警，重启所述第二控制模块。

9.一种继电保护装置，其特征在于，包括：

第一保护控制模块，监测待保护装置的工作状态，在确定所述待保护装置发生异常的情况下，向智能中间继电器发出第一报文；

第二保护控制模块，监测待保护装置的工作状态，在确定所述待保护装置发生异常的情况下，向所述智能中间继电器发出第二报文；

其中，所述智能中间继电器响应所述第一报文和第二报文，使跳闸出口控制所述待保护装置跳闸，保护所述待保护装置。

10.一种继电保护系统，其特征在于，包括：权利要求1至8任一项所述的智能中间继电器和权利要求9所述的继电保护装置。