CN114814565A - 一种继电保护跳闸矩阵校验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种继电保护跳闸矩阵校验系统，包括校验仪，所述校验仪与若干个采集终端通讯连接，所述采集终端接入在继电保护装置输出节点处，以用于采集继电器动作信号；所述校验仪分别与本地报警器和继保测试仪电连接，所述校验仪与移动终端和上位机通讯连接。通过校验仪进行测试时，每类保护只进行一次试验，并且不需要对对侧的二次接线进行校验，并且采用无线射频技术可针对多路测试支路同步测试，减少了大量冗余重复的工作，减少了作业人员的失误，极大的提高了保护校验效率，并且可以极大地缩短校验时长且能够完整记录跳闸出口继电器所有时间和次序情况。
Description
技术领域
本发明涉及电力运维技术领域，特别是涉及一种继电保护跳闸矩阵校验系统。
背景技术
在常规变电站中主变数量较多，而主变的保护在定检过程中需要验证的跳闸逻辑繁多，同时跳闸矩阵验证是一项极其中药的工作，但是在跳闸矩阵作业中主流操作是通过万用表测量出口节点通断，而且在验证过程中每次仅能对一个时限的出口节点进行测量，无法确定不同出口继电器在动作时限上的配合关系，由于单一操作重复性过高、验证时间过长、继电器时限配合无法有效验证、二次线对端需独立校线等因素，造成繁琐的操作流程和极低的工作效率。
并且在目前人工测试跳闸矩阵时，通常需要三人协同作业，加量调试人员与屏后测试人员所做的重复性工作多，作业中多次发生走神情况，导致重新进行校验，且校验完成后需要对对侧的二次接线的正确性进行校验，存在大量冗余重复工作，同时作业人员也极易出现校验失误。
现随着社会对供电可靠性要求的不断提高，主变停电定检的时间也越来越短，这对检修人员提出了更高的要求，显然耗时耗力的传统人工验证方法已经很难满足当前主变保护跳闸检验的要求；
发明内容
针对目前跳闸矩阵人工校验方式在验证过程中每次仅能对一个时限的出口节点进行测量，无法确定不同出口继电器在动作时限上的配合关系，而且需要多人协同配合，同时需要多项重复性作业，校验效率低的技术问题，本申请提出了一种继电保护跳闸矩阵校验系统。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
本申请公开了一种继电保护跳闸矩阵校验系统，包括校验仪，所述校验仪与若干个采集终端通讯连接，所述采集终端接入在继电保护装置输出节点处，以用于采集继电器动作信号；所述校验仪分别与本地报警器和继保测试仪电连接，所述校验仪与移动终端和上位机通讯连接。
优选地，所述校验仪包括壳体，所述壳体上设置有显示屏，所述显示屏一侧设置有开关组和测试接口，所述壳体内设置有控制板，所述控制板分别与所述开关组和所述测试接口电连接。
优选地，所述开关组包括电源开关、复位开关以及计时开关，所述控制板上设置有供电单元、信号处理单元、通讯单元、I/O接口板卡以及计时器，所述供电单元通过电源开关与所述信号处理单元电连接，所述信号处理单元分别与所述复位开关、所述计时开关、所述通讯单元、所述I/O接口板卡以及所述计时器电连接，所述通讯单元分别与所述采集终端、所述移动终端和所述上位机通讯连接，所述I/O接口板卡分别与所述显示屏和所述测试接口电连接，所述测试接口与所述继保测试仪电连接。
优选地，所述供电单元包括第一电源、第二电源以及电源转换模块，所述第一电源和所述第二电源均与所述电源转换模块电连接，所述电源转换模块通过所述电源开关与所述信号处理单元电连接。
优选地，所述第一电源包括锂离子移动电源，所述锂离子移动电源与所述电源转换模块电连接；所述第二电源包括直流电源适配器，所述直流电源适配器分别与外接电源和所述电源转换模块电连接。
优选地，所述信号处理单元包括STM单片机，所述STM单片机的复位引脚与所述复位开关电连接，所述STM单片机的I/O引脚分别与所述计时开关、所述I/O接口板卡以及所述通讯单元电连接，所述STM单片机的供电引脚与所述电源开关电连接，所述STM单片机的SPI接口与所述计时器电连接。
优选地，所述通讯单元包括信号接收模块、第一通讯模块和第二通讯模块，所述信号接收模块、所述第一通讯模块和所述第二通讯模块均与所述STM单片机电连接，所述信号接收模块与所述采集终端通讯连接，所述第一通讯模块与所述移动终端通讯连接，所述第二通讯模块与所述上位机通讯连接。
优选地，所述信号接口模块包括无线射频接收器，所述第一通讯模块包括4G短信告警模块，所述第二通讯模块包括RS485通讯模块或RS232通讯模块。
优选地，所述采集终端包括信号采集模块、DSP控制器、信号发送模块以及电源板，所述信号采集模块的信号接入端接入在继电保护装置输出节点处，所述信号采集模块与所述DSP控制器电连接，所述DSP控制器与所述信号发送模块电连接，所述信号发送模块与所述信号接收模块通讯连接，所述信号采集模块、所述DSP控制器和所述信号发送模块均与所述电源板电连接。
优选地，所述信号发送模块包括无线射频发射器，所述信号采集模块包括电气量采样电路，所述电气量采样电路的输入端并入所述继电器保护装置输出节点处，所述电气量采样电路的输出端与所述DSP控制器电连接。
与现有技术相比，有益效果在于：
1、通过校验仪进行测试时，每类保护只进行一次试验，并且不需要对对侧的二次接线进行校验，并且采用无线射频技术可针对多路测试支路同步测试，减少了大量冗余重复的工作，减少了作业人员的失误，极大的提高了保护校验效率，并且可以极大地缩短校验时长且能够完整记录跳闸出口继电器所有时间和次序情况；
2、通过在多个支路上布置多个采集终端，可同步测试多个支路，进而可实现针对不同时限的出口节点的同步测量，可有助于确定不同出口继电器在动作时限上的配合关系。
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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的系统架构图。
图2是本发明中校验仪的工作原理图。
图3是本发明中采集终端的工作原理图。
图4是本发明校验仪的结构示意图。
附图标记说明如下：
1为校验仪，2为显示屏，3为电源开关，4为复位开关，5为计时开关，6为测试接口。
具体实施方式
以下结合附图1-4，对本发明的技术方案作进一步阐释：
如图1-图4所示，本申请公开了一种继电保护跳闸矩阵校验系统，包括校验仪1，所述校验仪1与若干个采集终端通讯连接，所述采集终端接入在继电保护装置输出节点处，以用于采集继电器动作信号；所述校验仪分别与本地报警器和继保测试仪电连接，所述校验仪与移动终端和上位机通讯连接。也就是说，在多路支路的继电器保护装置出口节点位置处接入采集终端，利用采集终端采集继电器动作信号实时传输至校验仪，同时校验仪接收到继电器动作信号时，开始同步计时，通过校验仪内预设的跳闸矩阵校验逻辑，可判断继电保护装置是否正常，当校验异常时，校验仪控制本地报警器发出报警，同时校验仪向移动终端发出报警短信，以及向上位机上传异常信息，便于变电站管理人员快速制定检修计划和并列入后续重点排查对象。需要注意的是，利用继保测试仪可在校验仪投入使用时进行测试，避免校验仪校验错误。通过校验仪进行测试时，每类保护只进行一次试验，并且不需要对对侧的二次接线进行校验，并且采用无线射频技术可针对多路测试支路同步测试，减少了大量冗余重复的工作，减少了作业人员的失误，极大的提高了保护校验效率，并且可以极大地缩短校验时长且能够完整记录跳闸出口继电器所有时间和次序情况。
具体地，所述校验仪1包括壳体，所述壳体上设置有显示屏2，所述显示屏2一侧设置有开关组和测试接口6，所述壳体内设置有控制板，所述控制板分别与所述开关组和所述测试接口6电连接；所述开关组包括电源开关3、复位开关4以及计时开关5，所述控制板上设置有供电单元、信号处理单元、通讯单元、I/O接口板卡以及计时器，所述供电单元通过电源开关3与所述信号处理单元电连接，所述信号处理单元分别与所述复位开关4、所述计时开关5、所述通讯单元、所述I/O接口板卡以及所述计时器电连接，所述通讯单元分别与所述采集终端、所述移动终端和所述上位机通讯连接，所述I/O接口板卡分别与所述显示屏和所述测试接口电连接，所述测试接口与所述继保测试仪电连接。也就是说，在投入运行过程中，各采集终端反馈的检测节点信号以及对应的计时信息实时在显示屏上显示，有助于现场管理人员直观了解校验情况。
所述供电单元包括第一电源、第二电源以及电源转换模块，所述第一电源和所述第二电源均与所述电源转换模块电连接，所述电源转换模块通过所述电源开关与所述信号处理单元电连接；所述第一电源包括锂离子移动电源，所述锂离子移动电源与所述电源转换模块电连接；所述第二电源包括直流电源适配器，所述直流电源适配器分别与外接电源和所述电源转换模块电连接。也就是说，本申请实施例中校验仪选用双电源供电，大大提高校验仪的供电稳定性。
所述信号处理单元包括STM单片机，所述STM单片机的复位引脚与所述复位开关电连接，所述STM单片机的I/O引脚分别与所述计时开关、所述I/O接口板卡以及所述通讯单元电连接，所述STM单片机的供电引脚与所述电源开关电连接，所述STM单片机的SPI接口与所述计时器电连接。
所述通讯单元包括信号接收模块、第一通讯模块和第二通讯模块，所述信号接收模块、所述第一通讯模块和所述第二通讯模块均与所述STM单片机电连接，所述信号接收模块与所述采集终端通讯连接，所述第一通讯模块与所述移动终端通讯连接，所述第二通讯模块与所述上位机通讯连接；所述信号接口模块包括无线射频接收器，所述第一通讯模块包括4G短信告警模块，所述第二通讯模块包括RS485通讯模块或RS232通讯模块。也就是说，信号接收模块可采用多个无线射频接收器，利用无线射频接收器可分别接收对码后无线射频发射器发送的监测信号。
所述采集终端包括信号采集模块、DSP控制器、信号发送模块以及电源板，所述信号采集模块的信号接入端接入在继电保护装置输出节点处，所述信号采集模块与所述DSP控制器电连接，所述DSP控制器与所述信号发送模块电连接，所述信号发送模块与所述信号接收模块通讯连接，所述信号采集模块、所述DSP控制器和所述信号发送模块均与所述电源板电连接。
所述信号发送模块包括无线射频发射器，所述信号采集模块包括电气量采样电路，所述电气量采样电路的输入端并入所述继电器保护装置输出节点处，所述电气量采样电路的输出端与所述DSP控制器电连接。也就是说，本申请实施例中电气量采样电路为电流采样电路，电流采样电路包括采样电阻，通过采集输出节点处电气量变化参数，可判断继电器动作情况，换而言之，本申请校验仪是通过对模拟故障状态下保护动作出口的继电器通断进行测量记录，本质上是对开关的通断状态进行测量，我们仅需在节点上加入一个直流电压，通过对开关通断后高低电平的变化进行记录即可确定保护装置出口继电器的动作情况，从而验证跳闸矩阵的动作逻辑是否正确。需要注意的是，本申请中无线射频接收器和无线射频发射器，在使用时首先进行接收、发射模块对码，按照支路号编辑模块频道，选取高电平为1，低电平为0，模块使用二进制计数，接收、发射器实现对码，能够兼容不同的厂家设备，在实际使用时发现各支路可独立监测，其响应时间≤10ms，符合实际校验需求。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，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。
Claims (10)
1.一种继电保护跳闸矩阵校验系统，其特征在于，包括校验仪，所述校验仪与若干个采集终端通讯连接，所述采集终端接入在继电保护装置输出节点处，以用于采集继电器动作信号；所述校验仪分别与本地报警器和继保测试仪电连接，所述校验仪与移动终端和上位机通讯连接。
2.如权利要求1所述的继电保护跳闸矩阵校验系统，其特征在于，所述校验仪包括壳体，所述壳体上设置有显示屏，所述显示屏一侧设置有开关组和测试接口，所述壳体内设置有控制板，所述控制板分别与所述开关组和所述测试接口电连接。
3.如权利要求2所述的继电保护跳闸矩阵校验系统，其特征在于，所述开关组包括电源开关、复位开关以及计时开关，所述控制板上设置有供电单元、信号处理单元、通讯单元、I/O接口板卡以及计时器，所述供电单元通过电源开关与所述信号处理单元电连接，所述信号处理单元分别与所述复位开关、所述计时开关、所述通讯单元、所述I/O接口板卡以及所述计时器电连接，所述通讯单元分别与所述采集终端、所述移动终端和所述上位机通讯连接，所述I/O接口板卡分别与所述显示屏和所述测试接口电连接，所述测试接口与所述继保测试仪电连接。
4.如权利要求3所述的继电保护跳闸矩阵校验系统，其特征在于，所述供电单元包括第一电源、第二电源以及电源转换模块，所述第一电源和所述第二电源均与所述电源转换模块电连接，所述电源转换模块通过所述电源开关与所述信号处理单元电连接。
5.如权利要求4所述的继电保护跳闸矩阵校验系统，其特征在于，所述第一电源包括锂离子移动电源，所述锂离子移动电源与所述电源转换模块电连接；所述第二电源包括直流电源适配器，所述直流电源适配器分别与外接电源和所述电源转换模块电连接。
6.如权利要求3所述的继电保护跳闸矩阵校验系统，其特征在于，所述信号处理单元包括STM单片机，所述STM单片机的复位引脚与所述复位开关电连接，所述STM单片机的I/O引脚分别与所述计时开关、所述I/O接口板卡以及所述通讯单元电连接，所述STM单片机的供电引脚与所述电源开关电连接，所述STM单片机的SPI接口与所述计时器电连接。
7.如权利要求6所述的继电保护跳闸矩阵校验系统，其特征在于，所述通讯单元包括信号接收模块、第一通讯模块和第二通讯模块，所述信号接收模块、所述第一通讯模块和所述第二通讯模块均与所述STM单片机电连接，所述信号接收模块与所述采集终端通讯连接，所述第一通讯模块与所述移动终端通讯连接，所述第二通讯模块与所述上位机通讯连接。
8.如权利要求7所述的继电保护跳闸矩阵校验系统，其特征在于，所述信号接口模块包括无线射频接收器，所述第一通讯模块包括4G短信告警模块，所述第二通讯模块包括RS485通讯模块或RS232通讯模块。
9.如权利要求7所述的继电保护跳闸矩阵校验系统，其特征在于，所述采集终端包括信号采集模块、DSP控制器、信号发送模块以及电源板，所述信号采集模块的信号接入端接入在继电保护装置输出节点处，所述信号采集模块与所述DSP控制器电连接，所述DSP控制器与所述信号发送模块电连接，所述信号发送模块与所述信号接收模块通讯连接，所述信号采集模块、所述DSP控制器和所述信号发送模块均与所述电源板电连接。
10.如权利要求9所述的继电保护跳闸矩阵校验系统，其特征在于，所述信号发送模块包括无线射频发射器，所述信号采集模块包括电气量采样电路，所述电气量采样电路的输入端并入所述继电器保护装置输出节点处，所述电气量采样电路的输出端与所述DSP控制器电连接。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| CN115681263A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-02-03 | 江苏恒立液压科技有限公司 | 电液比例移动控制器的电路结构及其使用方法 |
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2022
- 2022-04-14 CN CN202210418198.XA patent/CN114814565A/zh active Pending
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