CN1272971A - 带模块式控制板的保护性继电器 - Google Patents

Abstract

一种用于保护性继电器的模块式控制板(10)。该板(10)与壳体作可拆卸式连接,且有一个框架以安装可单独更换的控制板模块(12a－d)。

Description

带模块式控制板的保护性继电器

发明领域

本发明涉及对配电系统提供保护性控制的保护性继电器装置。更具体地说，本发明涉及一种具有模块式控制和显示板的保护性继电器装置。

发明背景

保护性继电器装置是电力分配系统一个必需的单元，因为它能提供各种保护和控制功能。保护性继电器对配电系统的情况进行监控，发现有害情况时就会让线路自动断路器动作，从而保护配电系统各区段和元件免受损坏。

老式保护性继电器是模拟式装置，大多已被数字式保护性继电器所替代。数字式保护性继电器包含数字处理电路，可以编程，能提供比模拟式继电器装置更为广泛的保护和控制功能。

数字式保护性继电器通常有一块前面板，提供显示和控制功能。这种面板一般以牢固和比较永久性的方式固定到保护性继电器电路上。由于它们是固定在继电器电路上，普通的控制和显示板就不大合用。例如，考虑到小配电站地方小，有时希望把保护性继电器按水平或垂直方向安装。普通保护性继电器仅限于朝一个方向，因为控制板在安装时是固定在保护性继电器装置上。另外，由于控制板是固定在普通保护性继电器上，继电器的监测和控制必须由技术员在保护性继电器装置处进行，而不能在离保护性继电器装置一定距离的地方完成。

颁发给Conrad的美国专利4,742,428提出了一种含有一个操作单元的保护性继电器，它能从一个绝缘外壳前面的孔中取出。将保护性继电器电路取出后，就可以对继电器内部电路进行例行测试，维修及更换，而基本上不影响配电系统的正常运行。不过Conrad保护性继电器的控制板是固定在继电器处理电路上，而没有显示或是说可拆卸的，能朝着多个方向的，或者可以从远处安装的。

因此，人们希望保护性继电器具有一个更多功能的控制板，以减少普通固定式控制板的局限性，并增强保护性继电器的功能。

发明概要

本发明解决了上述问题，而且还兼有其它一些优点。它提供了一种保护性继电器，具有一个模块式控制板，后者包括一个带可拆卸支柱的框架，一块显示板，和一个后盖。控制板牢固地安装在保护性继电器壳体内，同时由支柱分隔出一些模块空间，以可拆卸地安装控制板模块。控制板模块可以单独拆卸并被代用模块替换，以便容易对它进行修改和升级改造。控制板可按几个方向安装，只要改变支柱的方向因而也就是模块空间的方向就能做到，这样可使控制板为保护性继电器装置重新配置成水平或垂直方向。另外，控制板是用铰链连接的，便于接近数字继电器处理电路，同时控制板是可拆卸并能从远处安装的，这使得我们能对保护性继电器进行遥控和监测。控制板模块可包含任意一个或几个指示器和电表，一个显示板，一个小键盘，以及接收数据式电源的外部连接口。下面将要更详细地谈到，按本发明的模块式控制板将大大改善和增强保护性继电器装置的功能。

附图简介

为了更完整地了解本发明，下面将参照附图详细讨论本发明的示范实例，附图中相同的标号表示相同的元件，其中：

图1a-b分别为水平方向定位的保护性继电器和垂直方向定位的保护性继电器的例子，各包含本发明一个实施例的模块式保护性继电器控制板；

图2a-b分别为用铰链和保护性继电器相连的一个模块式保护性继电器控制板实例(处于部分开启状态)，以及从保护性继电器取下的控制板的实例；

图3是本发明一种样式的控制板示意图；

图4是图3控制板的显示板元件框图；

图5a-5c是本发明的控制板模块示例示意图。

详细说明

图1a是一个水平方向设置的保护性继电器装置正视图，它包含一块按本发明的模块式保护性继电器控制板。控制板10包含许多模块，有指示器模块12a，显示模块12b，小键盘模块12c，和几个闲置的模块12d。最好将控制板以可拆卸方式连到保护性继电器壳体上，在控制板的一端至少用一个铰链14，而在另一端用一个适当的插销16。采用与保护性继电器以可拆卸连接的方式，可以将控制板打开，以便接近装在保护性继电器壳体内的控制继电器处理电路。当然也可以不用铰链14，而同另一个插销式其它可以使控制板打开的合适的装置代替。下面我们会更详细地谈到，每个模块是单独可拆卸的，并可用具有同样或者不同功能的模块替换。另外，继电器也可以做成图1b所示的垂直配置型，其中的模块是沿垂直方向排列。

图2a所示为一具有部分开启控制板的保护性继电器，这有利于接近保护性继电器装置的继电器处理电路。本发明的控制板对于模块式保护性继电器装置(其中继电器处理装置装在一些可替换的模块20内)特别有用，因为铰链或其它可拆卸连接装置可以让继电器处理模块容易拆卸和更换。

图2b是一个已经从保护性继电器装置取下的本发明的控制板10，拆卸时只要将控制板从铰链14处提起，或从插销16处分开。取下的控制板可与保护性继电器装置可操作地连起来，这种连接在本例中是通过一条电缆22，它适于在控制板和保护性继电器处理电路之间进行电源和通讯信号的交换。在本发明的一个实施例中，电缆22是一条8芯双铰屏蔽电缆，两端装有RJ45接头，在保护性继电器某个适当的位置与控制板后盖上的RJ45插孔相连。这种拆卸的板可以和其它拆卸板一道垂直或水平地装在一块遥控板(图中未示)上，使用户能从远处监控保护性继电器装置。

图3是本发明的一例控制板的分解图。图3的控制板包括一个主体塑料框架30，几根支柱32，一个后盖34，和一块显示板36。显示板36处于主体塑料框架30和压盖34之间。在本例中框架30基本上是矩形。支柱32横跨框架30的宽度，且支柱32和框架30两边都开有凹槽38。凹槽38能接纳可拆卸式支柱，由后者确定控制模块的空间。由于在支柱32上和框架30边缘都有凹槽，可将可拆卸式支柱沿不同的方向插进去。改变可拆卸式支柱的方向，就能改变所限定的空间的方向。每个限定空间都可以接纳一个控制板模块，因此，改变限定空间的方向，就能改变控制板模块的方向，从而改变保护性继电器装置的方向。例如，若把可拆卸支柱插入凹槽38内使之与支柱32平行，控制板就沿着如图1b所示例子中8个垂直安置的模块空间的一个垂直方向。如果可拆卸支柱插入凹槽38时是垂直于支柱32，则控制板构型用来如图1a所示例子中两行四个水平安置的模块空间的一个水平方向。

图4是控制板显示板36的方框图。显示板36包括一个连接器40，与继电器处理电路相连，一个控制控制板上各种显示和指示器功能的控制器42，一个与继电器外接的装置交换电源和数据信号的串行连接器44，一个将控制信号经过控制器42输入保护性继电器处理电路的小键盘45，一个模块式指示器阵列46，它可以由发光二极管等组成并在控制器42的控制下有选择性地发光，以及将不同的信息向用户显示的显示电路48。

图5a-c为各种模块的例子，它们可以单独地插入或从框架30所限定的模块空间拆卸。每个模块可以执行一种特定功能或一组功能。图5a是一个发光二极管指示器模块12a，它在动作上与模块式指示器阵列46相连，且包括状态和事件发光二极管指示器等。状态指示器可包含：一个“使用中”指示器，表明保护性继电器工作正常；一个“出错”指示的，表示保护性继电器自身测试操作发现有问题；一个“测试模式”指示器，表示继电器现处在测试模式；一个“脱开”指示器，表示保护性继电器发出了一个脱开(TRIP)指令；一个“报警”指示器，表明出现了报警的情况；以及一个“恢复”指示器，表明保护性继电器检测到恢复(PICKUP)状态。

事件指示器可用来指示配电系统检测到的情况的原因或来源。事件指示器可包括：一个“电流”指示器，表示事件是由电流问题引起的；一个“电压”指示器，表示事件是由电压问题引起的；一个“频率”或“其它”指示器，表示与频率有关的或其它的情况；相位指示器“相位A”，“相位B”，“相位C”和“中线/地线”表示所检测到的错误与哪一相或那几相有关。当然还可以通过指示器来指明其它适当的状态情况或事件。在本发明的一种实施例中，指示器通过光导管(未示出)接收从继电器处理电路中的光源发出的光线，光导管是从位于指示器和模块指示器阵列46之间的控制板模块后面伸出来的。光导管可由透明塑料管，玻璃管或其它适当材料制成。

图5a的指示器模块12a包括一个串行接口44。当然串行接口44也可以放在一个单独的模块内。串行接口最好能接收电源和数据信号，且可用作RS-232串行接口。串行接口44能将用户与外部装置(如个人计算机)连起来，以便下载设置情况，监测数据，安排事件报告顺序，提供波形图，或执行其它与保护性继电器的监测，编程及控制有关的功能。

图5a的指示器模块还包括一个复位按钮和其它功能按钮。这些按钮动作上与保护性继电器装置的处理电路相连(例如可通过图4的控制器42)，同时可用来使装置复位和清除状态和事件指示器。

图5b表示一个显示模块12b，包括一个操作上与保护性继电器处理电路相连的显示板48。建议显示板48采用真空荧光显示板或其它适当的显示板，要能在比较暗淡的光线下从宽范围的观察角度看得见。显示板48能提供更详细的信息(包括文字说明式数字表的信息)给用户以监测保护性继电器，还可将信息反馈给用户以给保护性继电器装置编排程序。为了延长真空荧光显示板的寿命并避免荧光屏被灼伤，最好给继电器处理电路配上荧光屏保护通过它使信息在显示屏上滚动，或使显示屏在经过一预定时间段后变黑。

图5c是一个小键盘模块12c，包括一个与保护性继电器处理电路操作上相连(例如通过控制器42)的小键盘45。小键盘可包含数字键和(或)命令键，可让用户给保护性继电器编程。用户可从如图5b所示的显示模块接收反馈信息。

图5a-c的控制板模块只是一些例子，显然业内人士可以想出其它适当的模块。例如，一个或几个模块可以包含液晶显示表。此外，在不需要模块时可在模块空间装上闲置模块。

虽然上面的叙述包含很多细节和特性，但它们只是为了示例说明目的，并非将本发明限于此。对上面描述的实施例可以作很多修改而不超出如下面的权利要求书及其法律等同物所界定的本发明的思想和范围。

Claims (23)

1.一种配电系统保护性继电器的模块式控制板，包括：

一个框架，它固定在一个包含保护性继电器处理电路的外壳上，该框架确定若干模块空间；

若干模块，它们提供控制和显示功能；

其中每一模块都固定在模块空间内，且都能单独拆卸，并可用一代用模块替换。

2.如权利要求1的控制板，其特征在于，该控制板通过位于控制板一端的至少一个铰链和位于控制板另一端的插销，可拆卸地安装在保护性继电器的壳体上。

3.如权利要求1的控制板，其特征在于，该控制板可从保护性继电器壳体上拆卸，并通过通信电缆和保护性继电器的元件相连。

4.如权利要求3的控制板，其特征在于，通信电缆是一根8芯双铰屏蔽电缆，两端装有RJ45接头。

5.如权利要求1的控制板，其特征在于，所述模块可按相对于壳体的至少两个方向中的一个方向安装在模块空间内。

6.如权利要求1的控制板，其特征在于，至少有一个模块包含一个真空荧光显示板。

7.如权利要求6的控制板，其特征在于，真空荧光显示板配有荧光屏保护。

8.如权利要求7的控制板，其特征在于，荧光屏保护使屏上信息周期性地显示，以避免屏被灼伤。

9.如权利要求7的控制板，其特征在于，荧光屏保护经过一预定时间段后使屏变黑，以免屏被灼伤。

10.如权利要求1的控制板，其特征在于，至少有一个模块包含一个小键盘。

11.如权利要求1的控制板，其特征在于，至少有一个模块包含一个或多个状态指示器。

12.如权利要求11的控制板，其特征在于，状态指示器包含一些光导管，它们与装在继电器壳体内的光源相对准。

13.如权利要求1的控制板，其特征在于，至少有一个模块包含至少一个接收电源和数据信号的串行接口。

14.如权利要求13的控制板，其特征在于，串行接口是RS-232接口。

15.如权利要求13的控制板，其特征在于，数据信号是在继电器处理电路和一个遥控监控装置之间传输的。

16.如权利要求1的控制板，其特征在于，至少有一个模板包含一个液晶显示表。

17.一个保护性继电器，包括：

一个包含继电器处理电路的继电器壳体；以及

一个控制板，它具有一个框架，由它形成一些可单独拆卸和替换的控制板模块。

18.如权利要求17的保护性继电器，其特征在于，控制板是可拆卸地连到继电器壳体上。

19.如权利要求18的保护性继电器，其特征在于，控制板由至少一个铰链作可拆卸连接。

20.如权利要求18的保护性继电器，其特征在于，控制板由至少一个插销作可拆卸连接。

21.如权利要求18的保护性继电器，其特征在于，控制板通过一条通信电缆与继电器处理电路可操作地相连。

22.如权利要求17的保护性继电器，其特征在于，控制板框架的形状作成可在相对于继电器壳体在一个以上的方向上接收控制板模块。

23.如权利要求17的保护性继电器，其特征在于，控制板模块至少包含下列各种元件中的一个：

指示器阵列，显示板，小键盘，电表。

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