CN108982946A - 一种基于保护动作接点的压板电位变化检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于保护动作接点的压板电位变化检测装置，包括单片机、显示模块、触发电路、电压采集模块、驱动模块及电压比较模块。触发电路判定出继电保护设备因故障动作而导致预设动作保护接点所含两个端子闭合导通时，触发并输出触发信号，一旦单片机接收到触发信号后，单片机会输出相应的控制信号给驱动模块形成对应的驱动信号来控制电压采集模块开启对继电保护设备中某一个或多个预设压板输出电压的采集，并接收经电压比较模块过滤后的某一个或多个预设压板的输出电压来识别出预设压板的出口动作逻辑结果，且进一步输出给显示模块显示。实施本发明，能加快保护调试的速度，降低工作量，还能实现定检结果输出，快速识别动作出口逻辑错误。

Description

一种基于保护动作接点的压板电位变化检测装置

技术领域

本发明涉及继电保护检测技术领域，尤其涉及一种基于保护动作接点的压板电位变化检测装置。

背景技术

变电站中已投入运行的继电保护设备随着运行时间的增加，因其元件特性出现一定程度的损坏或偏移而会导致保护动作特性发生变化，一旦发生故障，极有可能造成事故的范围扩大。然而，变电站中准备投入运行的继电保护设备因出厂前CPU芯片中保护动作逻辑程序编写错误而导致保护程序的动作逻辑出口不正确，一旦发生故障，也极有可能造成事故的范围扩大。因此，继电保护设备的运行状况好坏，直接影响变电站的安全稳定运行。

根据相关规程规定，继电保护设备的实际运行状态在规定的周期内都要进行检查。继电保护设备的定检有一项重要工作就是对继电保护设备动作逻辑和跳闸出口进行检查，具体为：一、检查继电保护设备中元件的动作特性是否发生变化，一旦元件的动作特性发生了变化，就需更换相应的插件重新测试；二、继电保护设备的跳闸出口动作逻辑是否与定值单相符，一旦跳闸出口动作逻辑发生了变化，就需要查找出是人为定值整定错误还是动作逻辑程序人为编写错误，待修改完善后重新测试。

但是，为了校验继电保护设备的动作结果，必须人工根据定值单一项一项的核对保护的出口动作逻辑，因此继电保护设备的跳闸出口压板的电位变化测量工作显得尤其重要。

目前，主要是依靠万用表对继电保护设备的出口压板进行电位变化测量；其中，万用表选择直流档位，黑色测试线的表笔接地，红色测试线的表笔接触压板的下口金属部分。在定检人员安排充足的情况下，可以一人用模拟装置试验仪在装置中加入模拟的故障量，另一人用万用表表笔一端测量和观察压板下口的电位变化。但当定检人员安排数量较少，或需人员在设备背后配合设置较复杂的保护跳闸的开入条件时，就会出现一边需要用模拟装置模拟故障量调试出相应保护，一边还要用万用变测量和观察出口压板的电位变化的情况，这样使得工作量非常巨大，而且还会因出口压板的电位变化时间较短而极易出现电位变化缺乏足够时间观察仔细的情况，特别是高电压等级的继电保护设备，因出口压板众多而所需测量的工作量巨大。例如，某厂家的500kV断路器保护屏的保护动作出口压板高达16个之多，为了校验某一个保护动作后出口逻辑的正确性，就需要重复用模拟装置模拟该保护相对应的故障量16次，每进行一次故障量模拟的同时，测量并且观察一个出口压板的电位变化，直到16个出口压板测量完为止，导致重复的工作量非常巨大。又如，对于500kV带有重合闸的线路保护调试，每做一次还需要等待重合闸的充电时间，需要花费在重复工作上的时间更多。

因此，为了解决上述定检过程中继电保护设备出口压板电位变化测量的重复工作量大的问题，亟需一种压板电位变化检测装置，可以大大加快保护调试的速度，降低工作量。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于保护动作接点的压板电位变化检测装置，不仅能加快保护调试的速度，降低工作量，还能实现定检结果输出，快速识别动作出口逻辑错误。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于保护动作接点的压板电位变化检测装置，其与继电保护设备相配合，包括单片机、显示模块、触发电路、电压采集模块、驱动模块及电压比较模块；其中，

所述电压采集模块的第一端上连接有多个测量线并通过每一测量线与所述继电保护设备上相应一预设压板所连接的端子组中输出正电压的端子分别相连，第二端与所述电压比较模块的一端相连，第三端与所述驱动模块的一端相连，用于获取所述驱动模块的驱动信号来开启对所述继电保护设备中某一个或多个预设压板输出电压的采集；

所述电压比较模块的另一端与所述单片机的第一端相连，用于通过预设电压范围对所述电压采集模块采集到的继电保护设备中某一个或多个预设压板的输出电压进行过滤；

所述触发电路的第一端连接有第一触发线并通过所述第一触发线与所述继电保护设备上预设动作保护接点所含两个端子中的一个相连，第二端连接有第二触发线并通过所述第二触发线与所述继电保护设备上预设动作保护接点所含两个端子中的另一个相连，第三端与所述单片机的第二端相连，用于判定出所述继电保护设备因发生故障动作而导致预设动作保护接点所含两个端子闭合导通时，触发并输出触发信号；以及判定出所述继电保护设备正常而保持预设动作保护接点所含两个端子断开时，不工作；

所述单片机的第三端与所述驱动模块的另一端相连，第四端与所述显示模块相连，用于接收到所述触发电路的触发信号后，输出相应的控制信号给所述驱动模块形成对应的驱动信号来控制所述电压采集模块开启对所述继电保护设备中某一个或多个预设压板输出电压的采集，并接收所述电压采集模块开启后经所述电压比较模块过滤的某一个或多个预设压板的输出电压来识别出所述继电保护设备中某一个或多个预设压板的出口动作逻辑结果；

所述显示模块，用于接收并显示所述单片机输出的继电保护设备中某一个或多个预设压板的输出电压及其对应的出口动作逻辑结果。

其中，所述电压比较模块包括第一运算比较器和第二运算比较器；其中，

所述第一运算比较器的负输入端与一三端稳压电压源相连，正输入端与所述电压采集模块的第二端相连，输出端与所述单片机的第一端及所述第二运算比较器的输出端相连；

所述第二运算比较器的负输入端与所述电压采集模块的第二端相连，正输入端与另一三端稳压电压源相连；

其中，所述第一运算比较器连接的三端稳压电压源与所述第二运算比较器连接的三端稳压电压源的输出电压不相等。

其中，所述第一运算比较器连接的三端稳压电压源的输出电压为50V，所述第二运算比较器连接的三端稳压电压源的输出电压为60V。

其中，所述触发电路为磁保持继电器。

其中，还包括：设置于所述电压采集模块和所述电压比较模块之间的光耦隔离器，用于阻止所述电压比较器的电压流向所述继电保护设备而出现误动。

其中，还包括：打印模块，所述打印模块与所述单片机的第五端相连，用于打印所述单片机输出的继电保护设备中某一个或多个预设压板的输出电压及其对应的出口动作逻辑结果。

其中，还包括：按键模块，所述按键模块与所述单片机的第六端相连，用于获取用户指令，并将所述获取到的用户指令输出给所述单片机转换成相应的控制指令。

其中，所述电压采集模块所连接的每一测量线上均设有磁铁，且所述电压采集模块通过每一测量线上的磁铁分别吸附在所述继电保护设备上相应一预设压板所连接的端子组中输出正电压的端子上并实现相连。

其中，所述电压采集模块所连接的测量线有9个。

其中，所述显示模块为液晶显示屏。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

1、在本发明实施例中，由于电压采集模块上连接有多个用于测量电压变化的测量线，使得经过一次保护动作后，就可测量出多个压板的电位变化情况，节省了工作时间，加快保护调试的速度，降低工作量；

2、在本发明实施例中，由于显示模块可以清晰直观的看到每一个保护动作出口逻辑结果，方便与定值单对比，从而达到快速识别动作出口逻辑错误的目的；

3、在本发明实施例中，由于每一个测量线上均设有磁铁，可以较方便的吸附在继电保护设备上相应一预设压板所连接的端子组中输出正电压的端子上，，从而可以解放工作人员的双手，可以在测量压板上较快转换，进一步节省了工作时间；

4、在本发明实施例中，由于采用预设保护动作接点作为压板电位变化测量的时间点，保证各个压板下口电位的变化是在继电保护设备动作后的时刻测量到的结果；

5、在本发明实施例中，由于采用光耦隔离器，避免电压流向继电保护设备而出现误跳运行，提高了安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明实施例提供的基于保护动作接点的压板电位变化检测装置的系统结构示意图；

图2为图1中电压比较模块的系统结构示意图；

图3为图2中电压比较模块的电路连接示意图；

图4为本发明实施例提供的基于保护动作接点的压板电位变化检测装置与继电保护设备之间的应用场景图。

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，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1和图2所示，为本发明实施例中，提供的一种基于保护动作接点的压板电位变化检测装置，其与继电保护设备相配合，包括单片机1、显示模块2、触发电路3、电压采集模块4、驱动模块5及电压比较模块6；其中，

电压采集模块4（例如由控制电路及其连接控制的多个电压传感器形成等），其第一端a1上连接有多个测量线Li（例如有9个，L1至L9）并通过每一测量线Li与继电保护设备上相应一预设压板所连接的端子组中输出正电压的端子分别相连，第二端a2与电压比较模块6的一端相连，第三端a3与驱动模块5的一端相连，用于获取驱动模块5的驱动信号来开启对继电保护设备中某一个或多个预设压板输出电压的采集；

电压比较模块6（例如采用双运算比较器等），其另一端与单片机1的第一端b1相连，用于通过预设电压范围对电压采集模块4采集到的继电保护设备中某一个或多个预设压板的输出电压进行过滤；

触发电路3（例如采用磁保持继电器等），其第一端c1连接有第一触发线T1并通过第一触发线T1与继电保护设备上预设动作保护接点所含两个端子中的一个相连，第二端c2连接有第二触发线T2并通过第二触发线T2与继电保护设备上预设动作保护接点所含两个端子中的另一个相连，第三端c3与单片机1的第二端b2相连，用于判定出继电保护设备因发生故障动作而导致预设动作保护接点所含两个端子闭合导通时，触发并输出触发信号；以及判定出继电保护设备正常而保持预设动作保护接点所含两个端子断开时，不工作；

单片机1（例如采用ARM芯片设计的型号为STM32的单片机等），其第三端b3与驱动模块5的另一端相连，第四端b4与显示模块2相连，用于接收到触发电路3的触发信号后，输出相应的控制信号给驱动模块5形成对应的驱动信号来控制电压采集模块4开启对继电保护设备中某一个或多个预设压板输出电压的采集，并接收电压采集模块4开启后经电压比较模块6过滤的某一个或多个预设压板的输出电压来识别出继电保护设备中某一个或多个预设压板的出口动作逻辑结果；

显示模块2（例如采用液晶显示屏），用于接收并显示单片机1输出的继电保护设备中某一个或多个预设压板的输出电压及其对应的出口动作逻辑结果。

可以理解的是，当继电保护设备发生故障动作时，会导致其上预设动作保护接点所含两个端子闭合导通，从而使得触发电路3触发输出触发信号给单片机1，单片机1一旦接收到触发电路3的触发信号后输出相应的控制信号给驱动模块5形成对应的驱动信号来控制电压采集模块4开启对继电保护设备中某一个或多个预设压板输出电压的采集，待接收到经电压比较模块6过滤的某一个或多个预设压板的输出电压后，识别出相应预设压板的出口动作逻辑结果。应当说明的是，继电保护设备发生故障动作，可以通过模拟装置模拟继电保护设备相对应的故障及故障量来实现。

在本发明实施例中，电压采集模块4所连接的每一测量线Li上均设有磁铁，且电压采集模块4通过每一测量线Li上的磁铁分别吸附在继电保护设备上相应一预设压板所连接的端子组中输出正电压的端子上并实现相连, 从而可以解放工作人员的双手，可以在所测量的预设压板上较快转换，进一步节省了工作时间。

在本发明实施例中，电压比较模块6所获取输入的被比较信号电压（如电压采集模块4采集到的某一个预设压板的输出电压）在其预设电压范围内时（即所设两个门限电压之间）输出高电位；而一旦所获取输入的被比较信号电压不在其预设电压范围内（即小于下限电压或大于上限电压）时输出为低电位并被过滤掉，这样限制了电压变化的检测范围，使得电位变化测量结果更加可靠。

在本发明实施例中，电压比较模块6包括第一运算比较器61和第二运算比较器62；其中，第一运算比较器61的负输入端（-）与一三端稳压电压源M1相连，正输入端（+）与电压采集模块4的第二端a2相连，输出端与单片机1的第一端c1及第二运算比较器62的输出端（-）相连；第二运算比较器62的负输入端（-）与电压采集模块4的第二端a2相连，正输入端（+）与另一三端稳压电压源M2相连；其中，第一运算比较器61连接的三端稳压电压源M1与第二运算比较器62连接的三端稳压电压源M2的输出电压不相等。在一个实施例中，考虑到测量线Li量测到压板的输出电压大约为55V，因此设置第一运算比较器61连接的三端稳压电压源M1的输出电压为50V，第二运算比较器62连接的三端稳压电压源M2的输出电压为60V。

如图3所示，为本发明实施例中电压比较模块6的实际应用电路场景图。其中，第一运算比较器61和第二运算比较器62均采用相同型号为LM339的运算比较器，UR1为第一运算比较器61连接的三端稳压电压源M1的输出电压，UR2为第二运算比较器62连接的三端稳压电压源M2的输出电压，Uin为电压采集模块4的第二端a2的输出电压，U0为电压比较模块6的输出电压。当被比较的信号电压Uin位于门限电压之间时（UR1<Uin<UR2），输出为高电位。当Uin不在门限电位范围之间时（Uin>UR2或Uin<UR1），输出为低电位，窗口电压ΔU=UR2-UR1。它可用来判断输入信号电位是否位于指定门限电位之间。

在本发明实施例中，为了阻止电压比较器6的电压流向继电保护设备而出现误动，因此本发明实施例中的基于保护动作接点的压板电位变化检测装置还包括：设置于电压采集模块4和电压比较模块6之间的光耦隔离器7。

在本发明实施例中，为了打印继电保护设备中某一个或多个预设压板的输出电压及其对应的出口动作逻辑结果，方便与定值单对比，从而达到快速识别动作出口逻辑错误的目的，因此本发明实施例中的基于保护动作接点的压板电位变化检测装置还包括：打印模块8，打印模块8与单片机1的第五端a5相连。

在本发明实施例中，为了获取用户指令并根据用户指令输出相应的结果，因此本发明实施例中的基于保护动作接点的压板电位变化检测装置还包括：按键模块9，按键模块9与单片机1的第六端a6相连，用于获取用户指令，并将所述获取到的用户指令输出给所述单片机转换成相应的控制指令。在一个实施例中，启动按键模块9上的某一按键开启扫描各测量线Li所测量的预设压板的电位变化，一旦暂停则停止扫描并输出相应的出口动作逻辑结果。在另一个实施例中，启动按键模块9上的某一按键选择输出相应编号对应测量线Li所测量的预设压板的电位变化值及其对应的出口动作逻辑结果。

如图4所示，为本发明实施例中的基于保护动作接点的压板电位变化检测装置与继电保护设备之间的应用场景图。其中，X为本发明实施例中的基于保护动作接点的压板电位变化检测装置，J为继电保护设备；

其中，端子D1和端子D2对应压板Y1的端子组，其端子D2为所连接的端子组中输出正电压的端子；端子D3和端子D4对应压板Y2的端子组，其端子D4为所连接的端子组中输出正电压的端子；端子D5和端子D6对应保护动作接点的两个端子，且端子D5和端子D6初始为断开。本发明实施例中的基于保护动作接点的压板电位变化检测装置分别通过第一触发线T1和第二触发线T2分别与保护动作接点的端子D5和端子D6相连，并分别通过测量线L1和L2上的磁铁S对应吸附在端子D2和端子D4上，用于测量压板Y1和压板Y2在继电保护设备出现故障动作后的电位变化情况，从而能够快速识别出压板Y1和压板Y2的出口动作逻辑结果。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

1、在本发明实施例中，由于电压采集模块上连接有多个用于测量电压变化的测量线，使得经过一次保护动作后，就可测量出多个压板的电位变化情况，节省了工作时间，加快保护调试的速度，降低工作量；

2、在本发明实施例中，由于显示模块可以清晰直观的看到每一个保护动作出口逻辑结果，方便与定值单对比，从而达到快速识别动作出口逻辑错误的目的；

3、在本发明实施例中，由于每一个测量线上均设有磁铁，可以较方便的吸附在继电保护设备上相应一预设压板所连接的端子组中输出正电压的端子上，，从而可以解放工作人员的双手，可以在测量压板上较快转换，进一步节省了工作时间；

4、在本发明实施例中，由于采用预设保护动作接点作为压板电位变化测量的时间点，保证各个压板下口电位的变化是在继电保护设备动作后的时刻测量到的结果；

5、在本发明实施例中，由于采用光耦隔离器，避免电压流向继电保护设备而出现误跳运行，提高了安全性能。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种基于保护动作接点的压板电位变化检测装置，其与继电保护设备相配合，其特征在于，包括单片机、显示模块、触发电路、电压采集模块、驱动模块及电压比较模块；其中，

所述电压采集模块的第一端上连接有多个测量线并通过每一测量线与所述继电保护设备上相应一预设压板所连接的端子组中输出正电压的端子分别相连，第二端与所述电压比较模块的一端相连，第三端与所述驱动模块的一端相连，用于获取所述驱动模块的驱动信号来开启对所述继电保护设备中某一个或多个预设压板输出电压的采集；

所述电压比较模块的另一端与所述单片机的第一端相连，用于通过预设电压范围对所述电压采集模块采集到的继电保护设备中某一个或多个预设压板的输出电压进行过滤；

所述触发电路的第一端连接有第一触发线并通过所述第一触发线与所述继电保护设备上预设动作保护接点所含两个端子中的一个相连，第二端连接有第二触发线并通过所述第二触发线与所述继电保护设备上预设动作保护接点所含两个端子中的另一个相连，第三端与所述单片机的第二端相连，用于判定出所述继电保护设备因发生故障动作而导致预设动作保护接点所含两个端子闭合导通时，触发并输出触发信号；以及判定出所述继电保护设备正常而保持预设动作保护接点所含两个端子断开时，不工作；

所述单片机的第三端与所述驱动模块的另一端相连，第四端与所述显示模块相连，用于接收到所述触发电路的触发信号后，输出相应的控制信号给所述驱动模块形成对应的驱动信号来控制所述电压采集模块开启对所述继电保护设备中某一个或多个预设压板输出电压的采集，并接收所述电压采集模块开启后经所述电压比较模块过滤的某一个或多个预设压板的输出电压来识别出所述继电保护设备中某一个或多个预设压板的出口动作逻辑结果；

所述显示模块，用于接收并显示所述单片机输出的继电保护设备中某一个或多个预设压板的输出电压及其对应的出口动作逻辑结果。

2.如权利要求1所述的基于保护动作接点的压板电位变化检测装置，其特征在于，所述电压比较模块包括第一运算比较器和第二运算比较器；其中，

所述第一运算比较器的负输入端与一三端稳压电压源相连，正输入端与所述电压采集模块的第二端相连，输出端与所述单片机的第一端及所述第二运算比较器的输出端相连；

所述第二运算比较器的负输入端与所述电压采集模块的第二端相连，正输入端与另一三端稳压电压源相连；

其中，所述第一运算比较器连接的三端稳压电压源与所述第二运算比较器连接的三端稳压电压源的输出电压不相等。

3.如权利要求2所述的基于保护动作接点的压板电位变化检测装置，其特征在于，所述第一运算比较器连接的三端稳压电压源的输出电压为50V，所述第二运算比较器连接的三端稳压电压源的输出电压为60V。

4.如权利要求1所述的基于保护动作接点的压板电位变化检测装置，其特征在于，所述触发电路为磁保持继电器。

5.如权利要求1所述的基于保护动作接点的压板电位变化检测装置，其特征在于，还包括：设置于所述电压采集模块和所述电压比较模块之间的光耦隔离器，用于阻止所述电压比较器的电压流向所述继电保护设备而出现误动。

6.如权利要求1所述的基于保护动作接点的压板电位变化检测装置，其特征在于，还包括：打印模块，所述打印模块与所述单片机的第五端相连，用于打印所述单片机输出的继电保护设备中某一个或多个预设压板的输出电压及其对应的出口动作逻辑结果。

7.如权利要求1所述的基于保护动作接点的压板电位变化检测装置，其特征在于，还包括：按键模块，所述按键模块与所述单片机的第六端相连，用于获取用户指令，并将所述获取到的用户指令输出给所述单片机转换成相应的控制指令。

8.如权利要求1所述的基于保护动作接点的压板电位变化检测装置，其特征在于，所述电压采集模块所连接的每一测量线上均设有磁铁，且所述电压采集模块通过每一测量线上的磁铁分别吸附在所述继电保护设备上相应一预设压板所连接的端子组中输出正电压的端子上并实现相连。

9.如权利要求8所述的基于保护动作接点的压板电位变化检测装置，其特征在于，所述电压采集模块所连接的测量线有9个。

10.如权利要求1所述的基于保护动作接点的压板电位变化检测装置，其特征在于，所述显示模块为液晶显示屏。