CN112731125A - 一种检测保护装置动作出口时间的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测保护装置动作出口时间的装置及方法。包括数字测试仪、检测回路、采样回路和处理器；所述数字测试仪连接所述检测回路，所述检测回路与所述处理器连接；所述数字测试仪用于向所述保护装置施加故障量的同时发送检测信号；所述检测回路用于检测到所述检测信号时输出电信号；所述采样回路连接所述保护装置的出口压板以及所述处理器，所述处理器根据所述检测回路输出的所述电信号时开启计时，并根据所述采样回路采集的电压幅值关闭计时，记录的时间为所需的保护动作出口时间。本发明提供的方案可以实现保护装置动作出口时间的直观检测测量，避免了人工测量，在工程应用中更加安全。

Description

一种检测保护装置动作出口时间的系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及继电保护计时技术，尤其涉及一种检测保护装置动作出口时间的系统及方法。

背景技术

由于继电保护装置对电网的安全稳定运行起着至关重要作用，因此继电保护装置需要进行定期检查。

由于保护装置的保护动作引起的电位变化时间很短，即保护装置动作出口时间很短，工作人员很难使用万用表直观观测电位变化及保护装置实际动作时间，保护装置动作出口时间的检验缺乏直观性和准确性。

发明内容

本发明提供一种检测保护装置动作出口时间的系统及方法，实现保护装置动作出口时间的直观检测测量。

第一方面本发明实施例提供一种检测保护装置动作出口时间的系统，包括数字测试仪、检测回路、采样回路和处理器；

所述数字测试仪连接所述检测回路，所述检测回路与所述处理器连接；所述数字测试仪用于向所述保护装置施加故障量的同时发送检测信号；

所述检测回路用于检测到所述检测信号时输出电信号；

所述采样回路连接所述保护装置的出口压板以及所述处理器，所述处理器根据所述检测回路输出所述电信号时开启计时，并根据所述采样回路采集的电压幅值关闭计时，记录的时间为所需的保护动作出口时间。

可选的，所述检测回路包括常开接点，所述常开接点第一端接地，所述常开接点第二端连接第一光耦合器输入侧，所述第一光耦合器输出侧连接所述处理器；

所述数字测试仪控制所述常开接点闭合。

可选的，所述采样回路包括输入正端和输入负端；

所述采样回路还包括运放电路和第二光耦合器；

所述保护装置的动作开关连接控制电源的正极，所述控制电源的负极接地；所述采样回路的输入正端连接所述保护装置的出口压板以及所述运放电路的输入端；所述运放电路的输出端连接所述第二光耦合器输入端；所述第二光耦合器的输出端连接所述处理器。

可选的，所述采样回路包括输入正端和输入负端；

所述采样回路还包括运放电路和第二光耦合器；

所述保护装置的动作开关连接所述采样回路的输入负端，所述采样回路的输入正端连接所述保护装置的出口压板以及所述运放电路的输入端；所述采样回路的输入负端连接继电器的常开开关的第一端和常闭开关的第一端；所述常闭开关的第二端接地；所述常开开关的第二端接入第一电源；

所述运放电路的输出端连接所述第二光耦合器输入端；所述第二光耦合器的输出端连接所述处理器；

所述继电器电连接驱动电路，所述驱动电路电连接于所述处理器；所述处理器用于通过所述驱动电路控制所述常闭开关和所述常开开关。

可选的，还包括，显示器；

所述显示器与所述处理器连接。

可选的，所述显示器用于信息显示和参数设置。

可选的，还包括：第一电源模块、第二电源模块和第三电源模块；

所述第三电源模块用于将电压转换为所述第一电源模块工作电压和所述第二电源模块工作电压；

所述第一电源模块和所述第二电源模块用于向所述检测回路、所述采样回路以及所述处理器供电。

第二方面本发明实施例提供一种检测保护装置动作出口时间的方法，由检测保护装置动作出口时间系统执行，所述检测保护装置动作出口时间系统包括：数字测试仪、检测电路、采样电路和处理器；

所述检测保护装置动作出口时间系统包括：数字测试仪、检测电路、采样电路和处理器；

所述数字测试仪连接所述检测回路，所述检测回路与所述处理器连接；

所述采样回路连接所述保护装置的出口压板以及所述处理器；

所述方法包括：所述数字测试仪用于向所述保护装置施加故障量的同时发送检测信号；

所述检测回路在检测到所述检测信号时输出电信号；所述处理器根据所述检测回路输出的所述电信号时开启计时，并根据所述采样回路采集的电压幅值关闭计时，记录的时间为所需的保护动作出口时间。

可选的，当所述控制开关检测到所述数字测试仪发送信号指令时，所述控制开关闭合，所述处理器根据所述检测回路输出的所述电信号开启计时。

可选的，所述处理器设置有电压幅值阈值；

所述处理器，用于若所述采样回路采集的电压幅值大于所述电压幅值阈值，则关闭所述处理器计时。

本发明实施例提供的检测保护装置动作出口时间的系统及方法，通过所述处理器根据所述检测回路检测到所述电信号时开启计时，并根据所述采样回路采集的电压幅值关闭计时，记录的时间为所需的保护动作出口时间。实现保护装置动作出口时间的直观检测测量，避免了人工测量，在工程应用中更加安全。

附图说明

图1为本发明实施例提供一种检测保护装置动作出口时间的系统示意图。

图2为本发明实施例提供的一种检测回路电路原理图。

图3为本发明实施例提供的一种采样回路电路原理图。

图4为本发明实施例提供的另一种采样回路电路原理图。

图5为本发明实施例提供另一种检测保护装置动作出口时间的系统示意图。

图6为本发明实施例提供的一种检测保护装置动作出口时间的方法示意框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

继电保护装置对电网的安全稳定运行起着至关重要作用，继电保护工作人员需要对其进行定期检查，由于受停电条件的限制，电保护工作人员常采用不停电或不直接传动开关的方式开展保护定检，通过检测保护出口压板的电位来判断保护装置及相关二次回路是否正常，但保护装置动作出口时间很短，使用万用表等常规仪器难以直观检测电位变化及保护装置动作时间。

图1为本发明实施例提供一种检测保护装置动作出口时间的系统示意图，参考图1，本发明实施例提供的检测保护装置动作出口时间的系统，包括数字测试仪110、检测回路120、采样回路130和处理器140；

数字测试仪110连接检测回路120，检测回路120与处理器140连接；数字测试仪110用于向保护装置施加故障量的同时发送检测信号；

检测回路用于检测到检测信号时输出电信号；

采样回路连接保护装置150的出口压板以及处理器140，处理器140根据检测回路120输出的电信号时开启计时，并根据采样回路130采集的电压幅值关闭计时，记录的时间为所需的保护动作出口时间。

具体的，数字测试仪110可以使用ONLLY型号数字测试仪，数字测试仪110通过线缆与检测回路120电连接；数字测试仪110开出检测信号，检测回路120接收到检测信号时则输出电信号。处理器140与检测回路120输出端电连接，当处理器140接收到检测回路120输出的电信号，则打开内部计时器开启计时。采样回路130连接保护装置150的出口压板，采样回路130可以采样保护装置150的出口压板的电压。数字测试仪110向保护装置150施加故障量后，保护装置150动作后出口压板的电压发生变化。采样回路输出端与处理器电连接，采样回路130将采样电压信号发送至处理器140，处理器140可以根据采样回路130采样保护装置150出口压板的电压幅值关闭其内部计时器关闭计时。记录的时间为所需的保护动作出口时间。其中，数字测试仪110向保护装置150施加故障量和检测信号的开出动作为同时执行。

本发明实施例提供的检测保护装置动作出口时间的系统及方法，通过所述处理器根据所述检测回路检测到所述电信号时开启计时，并根据所述采样回路采集的电压幅值关闭计时，记录的时间为所需的保护动作出口时间。实现保护装置动作出口时间的直观检测测量，避免了人工测量，在工程应用中更加安全。

图2为本发明实施例提供的一种检测回路电路原理图，参考图2，可选的，检测回路包括常开接点210，常开接点210第一端接地，常开接点210第二端连接第一光耦合器220输入侧，第一光耦合器220输出侧连接处理器；

数字测试仪110控制常开接点210闭合。

具体的，检测回路常开接点210与数字测试仪110通过线缆连接，当数字测试仪110发送检测信号至常开接点210，常开接点210将会闭合，整个检测回路将会导通检测回路向处理器140输出电信号。当没有检测信号时常开接点为常开状态，避免噪声信号误导通检测回路造成计时错误。其中第一光耦合器220输入侧与常开接点210连接，第一光耦合器210输出侧与处理器140连接，光耦合器可以实现信号单向传输,输入侧与输出侧实现电气隔离,从而使检测回路输入侧的检测信号对输出电信号无影响,抗干扰能力强,工作更稳定。

图3为本发明实施例提供的一种采样回路电路原理图，参考图3，可选的，采样回路包括输入正端2和输入负端3；

采样回路还包括运放电路和第二光耦合器；

保护装置的动作开关310连接控制电源320的正极，控制电源320的负极接地；采样回路的输入正端连接保护装置的出口压板以及运放电路的输入端；运放电路的输出端连接第二光耦合器330输入端；第二光耦合器330的输出端连接处理器140。

具体的，变电站均采取DC110V或DC220V的直流系统，因而控制电源320的正极电位为DC55V或DC110V。保护装置的动作开关310连接控制电源320的正极，连接点为1。控制电源的负极接地可以接入变电站地网或采样回路的输入负端3接入同一地线。数字测试仪给保护装置加入模拟电流、电压故障量，保护装置动作，则保护装置的动作开关310闭合。保护装置的出口压板连接输入正端2，将输入正端电压信号经过运放放大电路、分压电路、第二光耦合器的耦合电路，输出至处理器。其中，由于经第二光耦合器传输的信号精度要求较高，可以采用线性光耦。处理器集成16bits的ADC，经模数转换得到实时电压幅值。示例性的，当保护动作后采集接点2电压幅值为DC55V或DC110V，利用程序设定处理器的电压幅值阈值，电压幅值阈值设置为30V，此时采集到的电压幅值超过电压幅值阈值30V，内部计时器停止计时，记录的时间即为所需的保护动作出口时间。采样回路的输入正端首先经过运放放大器，可以增加采样回路的输入电阻，在检测多个保护装置的出口压板并联时，不会导致变电站直流接地。

图4为本发明实施例提供的另一种采样回路电路原理图，参考图4，可选的，采样回路包括输入正端2和输入负端3；

采样回路还包括运放电路和第二光耦合器；

保护装置的动作开关310连接采样回路的输入负端3，采样回路的输入正端2连接保护装置的出口压板以及运放电路的输入端；采样回路的输入负端3连接继电器的常开开关410的第一端和常闭开关420的第一端；常闭开关420的第二端接地；常开开关410的第二端接入第一电源；

运放电路的输出端连接第二光耦合器330输入端；第二光耦合器330的输出端连接处理器140；

继电器430电连接驱动电路440，驱动电路440电连接于处理器140；处理器140用于通过驱动电路440控制常闭开关420和常开开关410。

具体的，采样回路的输入负端3连接继电器430，其中，继电器430可以采用磁控继电器。通过驱动电路440电信号控制继电器430的常开开关410和常闭开关420的闭合断开状态。结合图3参考图4，当变电站内保护装置操作回路完整时，即保护装置的动作开关310连接控制电源的正极，控制电源的负极接地，连接DC12V第一电源的常开开关410断开，连接地的常闭开关420闭合，控制电源的负极接地可以接入变电站地网或采样回路的输入负端3接入同一地线。基于上述实施例实现采样回路电压采样。

当变电站内保护装置操作回路未完整时，即保护装置的动作开关310不连接控制电源，如图4所示。保护装置的动作开关310连接采样回路的输入负端3，即接点1与输入负端3连接，输入正端2无正电源，因而保护动作后出口压板即图4中接点2电位仍为零电位，在这种无控制电源情况下，可以通过处理器140设置开出信号，使驱动电路440驱动继电器430，从而控制常开开关410闭合，常闭开关420断开，因而保护动作后，输入正端电位为DV12V。将输入正端2电压信号经过运放放大电路、分压电路、第二光耦合器，输出至处理器140。其中，由于经第二光耦合器传输的信号精度要求较高，因此采用线性光耦。处理器集成16bits的ADC，经模数转换得到实时电压幅值。根据工程应用设定处理器此时比较的电压幅值阈值，若采集的电压幅值超过电压幅值阈值则关闭内部计时器，记录的时间即为所需的保护动作出口时间。采样回路的输入正端首先经过运放放大器，可以增加采样回路的输入电阻，在检测多个保护装置的出口压板并联时，不会导致变电站直流接地。同时实现在无控制电源情况，也可以检测无源保护装置动作出口的时间。

图5为本发明实施例提供另一种检测保护装置动作出口时间的系统示意图，参考图5，可选的，还包括，显示器510；

显示器510与处理器140连接。

可选的，显示器510用于信息显示和参数设置。

可选的，还包括：第一电源模块520、第二电源模块530和第三电源模块540；

第三电源模块540用于将电压转换为第一电源模块520工作电压和第二电源模块530工作电压；

第一电源模块520和第二电源模块530用于向检测回路120、采样回路130以及处理器供电。

具体的，显示器为可触控显示器，与处理器连接。可以通过触控功能向处理器设置电压幅值阈值参数和开启继电器驱动电路信号。并用于显示设置的参数信息与检测结果信息，实现人机交互，使操作人员更清晰了解检测设置，提高工作效率。第三电源模块采用DC5V锂电池，将电压转换为第一电源模块工作电压DC12V和第二电源模块工作电压DC3.3V。其中第一电源模块工作电压DC12V可以用于向显示器提供第一电源。第二电源模块工作电压DC3.3V可以用于向处理器提供第二电源。第一电源模块工作电压DC12V和第二电源模块工作电压DC3.3V可以用于检测回路和采样回路提供相应的第一电源和第二电源。有利于电源模块集成实现仪器小型化结构。

本发明实施例提供了一种检测保护装置动作出口时间的方法，图6为本发明实施例提供的一种检测保护装置动作出口时间的方法示意框图，参考图6，该方法由检测保护装置动作出口时间系统执行，检测保护装置动作出口时间系统包括：数字测试仪、检测电路、采样电路和处理器；

数字测试仪连接检测回路，检测回路与处理器连接；

采样回路连接保护装置的出口压板以及处理器；

方法包括：数字测试仪用于向保护装置施加故障量的同时发送检测信号；

检测回路在检测到检测信号时输出电信号；处理器根据检测回路输出的电信号时开启计时，并根据采样回路采集的电压幅值关闭计时，记录的时间为所需的保护动作出口时间。

具体的，数字测试仪发送检测信号后，检测回路输出电信号至处理器，处理器则开启内部计时器开始计时。数字测试仪向保护装置施加故障量，保护装置动作后出口压板的电压发生变化，采样电路检测保护装置的出口压板的电压，处理器可以根据采样回路采样保护装置的出口压板的电压关闭其内部计时器关闭计时。记录的时间为所需的保护动作出口时间。其中，数字测试仪向保护装置施加故障量和检测信号的开出动作为同时执行。实现保护装置动作出口时间的直观检测测量，避免了人工测量，在工程应用中更加安全。

可选的，检测回路包括常开接点，当常开接点检测到电信号时，常开接点闭合，处理器根据所述检测回路输出的电信号时开启计时。

具体的，数字测试仪发送检测信号后，检测回路的常开接点闭合，整个检测回路将会导通检测回路向处理器输出电信号。当没有检测信号时常开接点为常开状态，避免噪声信号误导通检测回路造成计时错误。

可选的，处理器设置有电压幅值阈值；

处理器，用于若采样回路采集的电压幅值大于电压幅值阈值，则关闭所述处理器计时。

具体的，基于上述实施例，当变电站内保护装置操作回路完整时，即保护装置的动作开关连接控制电源的正极，控制电源的负极接地，变电站均采取DC110V或DC220V的直流系统，因而控制电源正极电位为DC55V或DC110V。当保护动作后电压为DC55V或DC110V，利用程序设定处理器的电压幅值阈值，示例性的，电压幅值阈值设置为30V，当检测到电压幅值超过电压幅值阈值30V时，内部计时器停止计时，记录的时间即为所需的保护动作出口时间。

当变电站内保护装置操作回路未完整时，即保护装置的动作开关不连接控制电源，因而保护动作后，输入正端电位为DV12V。根据工程应用设定处理器此时比较的电压幅值阈值，若采集的电压幅值超过电压幅值阈值则关闭内部计时器，记录的时间即为所需的保护动作出口时间。实现在无控制电源情况，也可以检测无源保护装置动作出口的时间。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种检测保护装置动作出口时间的系统，其特征在于，包括数字测试仪、检测回路、采样回路和处理器；

所述数字测试仪连接所述检测回路，所述检测回路与所述处理器连接；所述数字测试仪用于向所述保护装置施加故障量的同时发送检测信号；

所述检测回路用于检测到所述检测信号时输出电信号；

所述采样回路连接所述保护装置的出口压板以及所述处理器，所述处理器根据所述检测回路输出所述电信号时开启计时，并根据所述采样回路采集的电压幅值关闭计时，记录的时间为所需的保护动作出口时间。

2.根据权利要求1所述的一种检测保护装置动作出口时间的系统，其特征在于，

所述检测回路包括常开接点，所述常开接点第一端接地，所述常开接点第二端连接第一光耦合器输入侧，所述第一光耦合器输出侧连接所述处理器；

所述数字测试仪控制所述常开接点闭合。

3.根据权利要求1所述的一种检测保护装置动作出口时间的系统，其特征在于，

所述采样回路包括输入正端和输入负端；

所述采样回路还包括运放电路和第二光耦合器；

所述保护装置的动作开关连接控制电源的正极，所述控制电源的负极接地；所述采样回路的输入正端连接所述保护装置的出口压板以及所述运放电路的输入端；所述运放电路的输出端连接所述第二光耦合器输入端；所述第二光耦合器的输出端连接所述处理器。

4.根据权利要求1所述的一种检测保护装置动作出口时间的系统，其特征在于，

所述采样回路包括输入正端和输入负端；

所述采样回路还包括运放电路和第二光耦合器；

所述保护装置的动作开关连接所述采样回路的输入负端，所述采样回路的输入正端连接所述保护装置的出口压板以及所述运放电路的输入端；所述采样回路的输入负端连接继电器的常开开关的第一端和常闭开关的第一端；所述常闭开关的第二端接地；所述常开开关的第二端接入第一电源；

所述运放电路的输出端连接所述第二光耦合器输入端；所述第二光耦合器的输出端连接所述处理器；

所述继电器电连接驱动电路，所述驱动电路电连接于所述处理器；所述处理器用于通过所述驱动电路控制所述常闭开关和所述常开开关。

5.根据权利要求1所述的一种检测保护装置动作出口时间的系统，其特征在于，还包括，显示器；

所述显示器与所述处理器连接。

6.根据权利要求5所述的一种检测保护装置动作出口时间的系统，其特征在于，

所述显示器用于信息显示和参数设置。

7.根据权利要求1所述的一种检测保护装置动作出口时间的系统，其特征在于，还包括：第一电源模块、第二电源模块和第三电源模块；

所述第三电源模块用于将电压转换为所述第一电源模块工作电压和所述第二电源模块工作电压；

所述第一电源模块和所述第二电源模块用于向所述检测回路、所述采样回路以及所述处理器供电。

8.一种检测保护装置动作出口时间的方法，由检测保护装置动作出口时间系统执行，其特征在于，

所述检测保护装置动作出口时间系统包括：数字测试仪、检测电路、采样电路和处理器；

所述数字测试仪连接所述检测回路，所述检测回路与所述处理器连接；

所述采样回路连接所述保护装置的出口压板以及所述处理器；

所述方法包括：所述数字测试仪用于向所述保护装置施加故障量的同时发送检测信号；

所述检测回路在检测到所述检测信号时输出电信号；所述处理器根据所述检测回路输出的所述电信号时开启计时，并根据所述采样回路采集的电压幅值关闭计时，记录的时间为所需的保护动作出口时间。

9.根据权利要求8所述的一种检测保护装置动作出口时间的方法，其特征在于，

所述检测回路包括常开接点，当所述常开接点检测到所述检测信号电信号时，所述常开接点闭合，所述处理器根据所述检测回路输出的所述电信号开启计时。

10.根据权利要求8所述的一种检测保护装置动作出口时间的方法，其特征在于，

所述处理器设置有电压幅值阈值；

所述处理器，用于若所述采样回路采集的电压幅值大于所述电压幅值阈值，则关闭所述处理器计时。

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