CN111007298A - 一种启动值可调的继电保护装置的遥信采集实现方法 - Google Patents

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李冰
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刘政
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赵长荣
王星维
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Abstract

本发明涉及一种启动值可调的继电保护装置的遥信采集实现方法，在光电耦合器件的次级输出和CPU输入之间增加模数转换器；模数转换器将光电耦合器件的次级输出电压转换成数字量输入给CPU；CPU将采集到的电压数值跟正向阈值和负向阈值进行比较，判断是否遥信变位：当前遥信输出状态为0时，检测到电压升高，并高于正向阈值，将遥信输出置为1；当前遥信输出状态为1是，检测到电压降低，并低于负向阈值时，将输出状态置为0。本发明由CPU采集模数转换器的输出，并进行遥信变位判断；使输出相对于输入具有滞回特性，增加抗干扰性能；可以设定额定值为110V和220V两套正向阈值和负向阈值，根据现场实际需求选择使用，实现110V和220V的兼容。

Description

一种启动值可调的继电保护装置的遥信采集实现方法
技术领域
本发明属于电力系统电网运营与维护技术领域，具体涉及一种启动值可调的继电保护装置的遥信采集实现方法。
背景技术
遥信采集是继电保护装置重要的功能之一，主要用于变电站内开入量的采集，电压额定值一般为直流220V或110V。要求继电保护装置的遥信采集的启动电压不应大于0.7倍的额定电压值，且不应小于0.55倍的额定电压值。涉及直接跳闸的强电开入回路的启动功率不应低于5W，并能承受5KV的1.2/50μs的标准雷电波电压，和试验等级为A的浪涌抗扰度试验(试验脉冲电压：共模±4KV，差模±2KV)等。
为了满足以上要求，业界内普遍采用大功率电阻串联光电耦合器件的方案实现，由电阻调节启动电压并消耗功率，电容和二极管起到滤波和保护作用，光电耦合器件实现前后级电路的隔离，确保在浪涌抗扰度试验下能正常工作。
现有的光电耦合器件产品中，光电耦合器件放大区的传输比不固定，且存在较大的个体差异，比如东芝的光电耦合器件TLP291，传输比在50％到400％的范围之间。传输比的差异会导致采用同样电阻的电路，启动电压有较大差异，很难保证都在允许的范围内。这样量产装置时会很麻烦，需要测试每一路遥信的启动值，并更换不满足要求回路的电阻。有些场合还需要实现不更改电路的情况下，实现额定值为220V和110V的兼容，传统方法无法实现。传统方法只能通过调节硬件电路参数，才能调整继电保护装置的遥信采集启动值；使用传统方法的继电保护装置，在生产完成后由于遥信启动值不合适，需要再次更换电阻；传统方法无法实现220V和110V额定电压兼容。
发明内容
为解决上述技术问题，本方法提出了一种不需要更换光电耦合器件，就可实现启动值调节的遥信采集方案。本发明所采用的技术方案如下：
一种启动值可调的继电保护装置的遥信采集实现方法，包括以下步骤：
步骤1、在光电耦合器件的次级输出和CPU输入之间增加模数转换器；
步骤2、模数转换器将光电耦合器件的次级输出电压转换成数字量输入给CPU；
步骤3、CPU将采集到的电压数值跟正向阈值和负向阈值进行比较，判断是否遥信变位。
优选的，步骤3中判断是否遥信变位的具体方法是：
当前遥信输出状态为0时，检测到电压升高，并高于正向阈值，将遥信输出置为1；当前遥信输出状态为1时，检测到电压降低，并低于负向阈值时，将输出状态置为0。
遥信采集是继电保护装置的一个功能，遥信变位时指的遥信采集到的值从0变成1或者从1变成0这个动作。
本发明的有益效果：
1)本发明在光电耦合器件的次级输出和CPU输入之间增加模数转换器，由CPU采集模数转换器的输出，并进行遥信变位判断。由于模数转换器的加入，CPU可以采集到光电耦合器件次级输出的实际电压。光电耦合器件工作在放大区时，输出电压和输入电压成正比，CPU只要判断电压由低变高，当高于正向阈值时就是遥信0变1。同理电压由高变低，当低于负向阈值时就是遥信的1变0。
2)本发明通过调整正向阈值和负向阈值两个参数即可调节遥信变位的启动值。同时，检测遥信变位时，设定正向阈值和负向阈值，并取正向阈值大于负向阈值，使输出相对于输入具有滞回特性，增加抗干扰性能。
3)本发明可以设定额定值为110V和220V两套正向阈值和负向阈值，根据现场实际需求选择使用，实现110V和220V的兼容。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施方式、或者现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的属于本申请保护范围之内的附图。
图1是现有技术中遥信采集原理示意图；
图2是本发明实施例的遥信采集原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图，具体说明本发明的实施方式。
如图1所示，是现有技术中遥信采集原理示意图；如图2所示，是本发明实施例的遥信采集原理示意图。传统的遥信采集方法，是将光电耦合器件的次级输入到CPU的IO引脚。由于IO引脚只能读取0或1两种状态，状态变化时的值就是启动值，CPU无法进行干预。
本发明在光电耦合器件的次级输出和CPU输入之间增加模数转换器，由CPU采集模数转换器的输出，并进行遥信变位判断。由于模数转换器的加入，CPU可以采集到光电耦合器件次级输出的实际电压。光电耦合器件工作在放大区时，输出电压和输入电压成正比，CPU只要判断电压由低变高，当高于正向阈值时就是遥信0变1。同理，只要判断电压由高变低，当低于负向阈值时就是遥信的1变0。
通过调整正向阈值和负向阈值两个参数，即可调节遥信变位的启动值。同时，通过设定正向阈值高于负向阈值，使遥信采集回路具有输出相对于输入的滞回特性，可以增加抗干扰性能。传统方案无法做到在不更改电路参数的情况下，自动适应额定值为110V和220V的遥信回路。此方法中可以设定额定值为110V和220V两套正向阈值和负向阈值，根据现场实际需求选择使用，实现110V和220V的兼容。
本发明实施例中，设定110V和220V额定值的方法是：在CPU中预先设定110V和220V两个额定值、通过拨码开关实现110V和220V额定值的切换。
本发明实施例中，正向阈值是指遥信采集到的值从0变成1时刻对应的模数转换器采集到的值；负向阈值是指遥信采集到的值从1变成0时刻对应的模数转换器采集到的值。
额定值为110V或220V的遥信信号从最左侧输入，输入信号进过电阻、电容、二极管等器件输入到光电耦合器件的初级。光电耦合器件次级输出到模数转换器，转换成为数字量。CPU通过数据线采集模数转换器的输出结果，并判断遥信输出状态。
判断输出状态的方法如下：首先根据设置的遥信回路的额定值，选择使用相应的正向阈值和负向阈值。当前遥信输出状态为0时，检测到电压升高，并高于正向阈值，将遥信输出置为1。当前遥信输出状态为1是，检测到电压降低，并低于负向阈值时，将输出状态置为0。每个回路的正向阈值和负向阈值都可以单独设置。
因为光电耦合器件参数的离散型较大，每个遥信回路使用独立的正向阈值和负向阈值。每路遥信回路都存储额定值为220V和110V的两套正向阈值和负向阈值，根据现场实际使用的电压选择相应的阈值。
本发明实施例中的模数转换器，采用现有产品即可实现。
最后需要说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此。本领域技术人员应该理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种启动值可调的继电保护装置的遥信采集实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、在光电耦合器件的次级输出和CPU输入之间增加模数转换器；
步骤2、模数转换器将光电耦合器件的次级输出电压转换成数字量输入给CPU；
步骤3、CPU将采集到的电压数值跟正向阈值和负向阈值进行比较，判断是否遥信变位。
2.根据权利要求1所述的遥信采集实现方法，其特征在于，步骤3中判断是否遥信变位的具体方法是：
当前遥信输出状态为0时，检测到电压升高，并高于正向阈值，将遥信输出置为1；当前遥信输出状态为1时，检测到电压降低，并低于负向阈值时，将输出状态置为0。
3.根据权利要求1或2所述的遥信采集实现方法，其特征在于，设定110V和220V额定值的方法是：在CPU中预先设定110V和220V两个额定值、通过拨码开关实现110V和220V额定值的切换。
4.根据权利要求1或2所述的遥信采集实现方法，其特征在于，正向阈值是指遥信采集到的值从0变成1时刻对应的模数转换器采集到的值；负向阈值是指遥信采集到的值从1变成0时刻对应的模数转换器采集到的值。
5.根据权利要求4所述的遥信采集实现方法，其特征在于，每个遥信回路使用独立的正向阈值和负向阈值，每路遥信回路都存储额定值为220V和110V的两套正向阈值和负向阈值，根据现场实际使用的电压选择相应的阈值。
6.根据权利要求5所述的遥信采集实现方法，其特征在于，设定正向阈值高于负向阈值。
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