CN111198322A - 一种继电保护动作出口分析仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种继电保护动作出口分析仪，包括：外壳和设置在外壳内部的检测分析模块；外壳上设置电源开关、第一接线端子、第二接线端子、测试开关和显示屏，检测分析模块包括电源电路、脉冲输出电路、中央处理器、蓝牙模块、第一继电器检测电路和第二继电器检测电路；第一继电器检测电路、第二继电器检测电路和脉冲输出电路与中央处理器连接，电源电路为中央处理器供电，中央处理器的输出端连接显示屏；测试开关连接至中央处理器，第一继电器检测电路和第二继电器检测电路分别与外壳上的第一接线端子和第二接线端子连接，蓝牙模块连接至中央处理器，用于连接外部打印机。本发明对继电器动作进行监测，方便继电保护人员的工作。
Description
技术领域
本发明涉及继电器保护技术领域，特别是涉及一种继电保护动作出口分析仪。
背景技术
在当前继电保护工作所面临的形势和问题中，继电保护机构存在短板，主要体现在当前安控装置管理安控系统涉及面广、停电检修协调难度大、检验周期难以保证等。
目前在校验主变保护、备自投装置及以安控装置时由于停电涉及面广往往采用退保护，不带开关的方式进行校验，使用万用表测量保护装置的出口节点来验证保护装置出口策略的正确性。
但是在上述技术中，由于继电器动作固有保持时间在4-5ms，万用表反应时间精度及人员观察都有可能造成无法正确监测继电器动作情况。这种方法需要多人配合，反复验证确保应出口的继电器可靠出口，不应出口的可靠不出口。校验工作耗时特别长，校验正确性无法绝对保障，而且无法对各通道之间的动作时间和顺序进行分析记录。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了一种继电保护动作出口分析仪。用于加强安全稳定控制装置管理，落实安控装置标准化设计规范要求；加强检验管理，确保系统保护策略正确、装置可靠。
本发明采用的技术方案是：一种继电保护动作出口分析仪，包括：外壳和设置在外壳内部的检测分析模块；
所述外壳上设置电源开关、第一接线端子、第二接线端子、测试开关和显示屏；
所述检测分析模块包括电源电路、脉冲输出电路、蓝牙模块、中央处理器、第一继电器检测电路和第二继电器检测电路；所述第一继电器检测电路、第二继电器检测电路和脉冲输出电路与中央处理器连接，所述电源电路为中央处理器供电，所述中央处理器的输出端连接显示屏；所说蓝牙模块与中央处理器连接，用于连接外部打印机。
所述第一继电器检测电路和第二继电器检测电路分别与外壳上第一接线端子和第二接线端子连接，测试开关连接中央处理器。
作为本发明的进一步的技术方案为，所述中央处理器采用stm32系列单片机、MCS51系列单片机或MSP430系列单片机中的一种。
作为本发明的进一步的技术方案为，所述脉冲输出电路采用光耦隔离输出电路。
作为本发明的进一步的技术方案为，所述电源电路包括锂电池和电压转换电路；其中所述电压转换电路采用LTC3440型号的电压转换芯片；锂电池的输出端通过电压转换电路输出供给中央处理器的工作电压。
作为本发明的进一步的技术方案为，所述显示屏采用液晶触摸显示屏，所述液晶触摸显示屏包括背光驱动电路、LCD驱动电路和电容显示屏；所述中央处理器的输出端与背光驱动电路和LCD驱动电路连接，所述LCD驱动电路的输出端连接电容显示屏。
作为本发明的进一步的技术方案为，所述第一继电器检测电路和第二继电器检测电路共包括48路检测电路，48路检测电路的电路结构相同；其中一路检测电路包括第一输入、第二输入、第一电阻、第二电阻和第一电容；所述第一输入通过第一电阻与电源电路连接，所述第二输入通过第二电阻接地，所述第二电阻的两端并联第一电容；所述第一输入和第二输入通过接线端子连接待测继电器的两个干结点。
本发明的有益效果为：
本发明适用于所有保护装置校验过程中动作情况的监测，在启动条件触发后，能够正确监视各保护出口继电器是否动作和记录各出口继电器动作时间；可用来监测保护装置在校验时各出口继电器的动作情况及动作策略的正确性；确保了继电保护动作验证100％的正确率，有效提高了继电保护人员的工作效率，减小了继电保护工作人员的工作压力。
附图说明
图1为本发明提出的一种继电保护动作出口分析仪结构图；
图2为本发明提出的所述检测分析模块电路连接图；
图3a为本发明提出的所述中央处理器部分电路结构图；
图3b为本发明提出的所述中央处理器部分电路结构图；
图4为本发明提出的电源模块电路图；
图5为本发明提出的显示屏背光驱动电路图；
图6为本发明提出的显示屏LCD驱动电路图；
图7为本发明提出的所述继电器检测电路的一路检测电路图。
图中所示：
1-外壳，2-检测分析模块，3-第一组待测继电器,4-第二组待测继电器，5- 蓝牙模块；
11-电源开关，12-第一接线端子，13-第二接线端子，14-测试开关，15-显示屏；
21-电源电路，22-第二继电器检测电路，23-第一继电器检测电路，24-脉冲输出电路，25-中央处理器。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
参见图1和图2，其中图1为本发明提出的一种继电保护动作出口分析仪结构图；图2为本发明提出的所述检测分析模块电路连接图。
如图1和图2所示，一种继电保护动作出口分析仪，包括：外壳1和设置在外壳1内部的检测分析模块2；
所述外壳1上设置电源开关11、第一接线端子12、第二接线端子13、测试开关14和显示屏15；
所述检测分析模块2包括电源电路21、脉冲输出电路24、中央处理器25、第一继电器检测电路22和第二继电器检测电路23；所述第一继电器检测电路 22、第二继电器检测电路23和脉冲输出电路24与中央处理器25连接，所述电源电路21为中央处理器25供电，所述中央处理器25的输出端连接显示屏15；
所述第一继电器检测电路22和第二继电器检测电路23分别与外壳1上的第一接线端子12和第二接线端子13连接，内置蓝牙模块5用于连接外部打印机。
参见图3a和图3b，其中图3a为本发明提出的所述中央处理器部分电路结构图；图3b为本发明提出的所述中央处理器部分电路结构图；
本发明实施例中，中央处理器25采用stm32系列单片机、MCS51系列单片机或MSP430系列单片机中的一种。在图中以STM32F429IGT6型号的单片机为例，示出了单片机与其他电路连接的电路示意图；采用DMA实现双缓冲轮流对第一继电器检测电路22和第二继电器检测电路23进行连续采样记录，并通过与单片机连接的SDRAM进行采样数据存储，其中SDRAM可以采用IS42S16400J型号的芯片电路，采样数据分析后可得到测量结果，测量结果在串行Flash进行数据存储，Flash采用W25Q128fVSG型号的芯片电路。
参见图4为本发明提出的电源模块电路图；
如图4所示，电源电路21包括锂电池和电压转换电路；其中所述电压转换电路采用LTC3440型号的电压转换芯片；锂电池的输出端通过电压转换电路输出供给中央处理器的工作电压。
参见图5和图6，其中图5为本发明提出的显示屏背光驱动电路图；图6为本发明提出的显示屏LCD驱动电路图；
如图5和图6所示，其中显示屏15采用液晶触摸显示屏，所述液晶触摸显示屏包括背光驱动电路、LCD驱动电路和电容显示屏；中央处理器的输出端与背光驱动电路和LCD驱动电路连接，所述LCD驱动电路的输出端连接电容显示屏。
参见图7，为本发明提出的所述继电器检测电路的一路检测电路图。
如图7所示，第一继电器检测电路22和第二继电器检测电路23共包括48 路检测电路，分别与第一组待测继3和第二组待测继电器4连接，48路检测电路的电路结构相同；其中一路检测电路包括第一输入、第二输入、第一电阻、第二电阻和第一电容；所述第一输入通过第一电阻与电源电路连接，所述第二输入通过第二电阻接地，所述第二电阻的两端并联第一电容；所述第一输入和第二输入通过接线端子连接待测继电器的两个干结点。
每一路继电器有两个干结点，均连接到分析仪上的接线端子，然后其中一个节点接采样引脚同时通过上拉电阻接电源，另一个节点接地。当继电器断开时，采样引脚通过上拉电阻接电源为高电平；当继电器吸合时，两个触点吸合，两个对应的节点也连接，采样引脚接地为低电平，因此单片机可以通过采样引脚电平的高低得出继电器是否吸合。
参见图7，其中P1和P2为仪器某通道输入接口，用测试线连接至待测继电器干接点3和4，内部输入电路如图所示。继电器未导通时，P1与P2不通，MCU 通用GPIO口通过第一上拉电阻R1接VCC，输入为高电平；当继电器导通时，P1 与P2导通，MCU通用GPIO口输入为第一电阻R1与第二电阻R2分压，为低电平，第一电容C1为消除抖动用。通过端口的高低电平检测就可以完成继电器导通断开的检测。
本发明实施例中，通过电源开关控制电源电路为中央处理器供电，通过测试开关启动测试；中央处理器检测到测试开关按下后，开始启动对第一继电器检测电路和第二继电器检测电路进行测试；工作时先根据启动继电器节点经采样后的输出引脚的状态判断启动继电器(通常为第一路继电器)是否动作，当有动作时再开始记录其余47路继电器节点回路状态。中央处理器接收到继电器检测电路的检测结果，处理结束后与真彩色触摸屏通过串口或并口相连，将结果进行显示，还可以与微型打印机通过蓝牙相连，将结果打印出来。
中央处理器用DMA(Direct Memory Access，直接内存访问)定时采样采集无源节点隔离输入，包括1路启动继电器节点、48路继电器动作节点，对其回路状态进行监测；RTC或者GPS秒脉冲输出信号给中央处理器来提供时间信息，可以准确记录测量时刻。主机处理器连接至显示器，用于将监测信息显示；还可连至微型打印机，现场打印数据。用DMA定时采样采集48通道状态来记录所有监测出口继电器节点回路状态，提高中央处理器效率。
本发明实施例中，它能监视保护出口48路继电器是否动作并且记录各出口继电器动作时间，准确的时间记录能够更直观的判断保护装置动作的正确性。还可以将判断的结果输出在显示器上显示或者将监测结果通过微型打印机现场打印，这些都大大方便了继电保护人员的工作。
本发明继电保护动作出口分析仪工作时：当启动继电器节点动作时(动作保持时间约4—5ms)，开始记录所有监测出口继电器节点回路状态，用DMA定时采样采集48通道状态，状态采样间隔设为0.1ms。当收到RTC或者GPS秒脉冲的信号时，切换采样记录缓冲，对上一秒采集记录的缓冲进行扫描分析，记录每通道动作时间。如果满足设定的结束条件，结束本次测量。重新测量会复位所有数据，重新开始。它能够正确监视各保护出口继电器是否动作和记录各出口继电器动作时间，然后可选配微型打印机，现场打印数据。
本发明继电保护动作出口分析仪，适用于所有保护装置校验过程中动作情况的监测。在启动条件触发后，能够正确监视各保护出口继电器是否动作和记录各出口继电器动作时间。可用来监测保护装置在校验时各出口继电器的动作情况及动作策略的正确性。确保了继电保护动作验证100％的正确率，有效提高了继电保护人员的工作效率，减小了继电保护工作人员的工作压力。
其中中央处理器25均可选择带有串口或并口的任意种类单片机，如stm32 系列单片机或者MCS51系列单片机，也可以选择MSP430系列单片机；显示屏可以选择真彩色触摸屏。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种继电保护动作出口分析仪，其特征在于，包括：外壳和设置在外壳内部的检测分析模块；
所述外壳上设置电源开关、第一接线端子、第二接线端子、测试开关和显示屏；
所述检测分析模块包括电源电路、脉冲输出电路、中央处理器、蓝牙模块、第一继电器检测电路和第二继电器检测电路；
所述第一继电器检测电路、第二继电器检测电路和脉冲输出电路与中央处理器连接，所述电源电路为中央处理器供电，所述中央处理器的输出端连接显示屏，所述测试开关连接中央处理器；
所述第一继电器检测电路和第二继电器检测电路分别与外壳上的第一接线端子和第二接线端子连接，所述蓝牙模块连接至中央处理器，用于连接外部打印机。
2.根据权利要求1所述的一种继电保护动作出口分析仪，其特征在于，所述中央处理器采用stm32系列单片机、MCS51系列单片机或MSP430系列单片机中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种继电保护动作出口分析仪，其特征在于，所述脉冲输出电路采用RTC或GPS秒脉冲。
4.根据权利要求1所述的一种继电保护动作出口分析仪，其特征在于，所述电源电路包括锂电池和电压转换电路；其中所述电压转换电路采用LTC3440型号的电压转换芯片；锂电池的输出端通过电压转换电路输出供给中央处理器的工作电压。
5.根据权利要求1所述的一种继电保护动作出口分析仪，其特征在于，所述显示屏采用液晶触摸显示屏，所述液晶触摸显示屏包括背光驱动电路、LCD驱动电路和触摸显示屏；所述中央处理器的输出端与背光驱动电路和LCD驱动电路连接，所述LCD驱动电路的输出端连接触摸显示屏。
6.根据权利要求1所述的一种继电保护动作出口分析仪，其特征在于，所述第一继电器检测电路和第二继电器检测电路共包括48路检测电路，48路检测电路的电路结构相同；其中一路检测电路包括第一输入、第二输入、第一电阻、第二电阻和第一电容；所述第一输入通过第一电阻与电源电路连接，所述第二输入通过第二电阻接地，所述第二电阻的两端并联第一电容；所述第一输入和第二输入通过接线端子连接待测继电器的两个干结点。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115327366A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-11-11 | 国网天津市电力公司 | 一种二次设备出口动作监测装置 |
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2018
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