继电保护装置压板出口逻辑检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种继电保护装置压板出口逻辑检测装置，它由继电保护装置出口压板ms级瞬时电压脉冲检测电路、继电保护试验台干接点状态检测电路、微处理器、驱动、计时显示及声光报警电路和电源指示及接地断线指示电路组成；所述继电保护装置出口压板ms级瞬时电压脉冲检测电路和继电保护试验台干接点状态检测电路的输出端分别接微处理器的相应输入端，所述微处理器的输出端接驱动、计时显示和声光报警电路的输入端；所述电压指示及接地断线指示电路的输入端接驱动、计时显示及声光报警电路的输出端。本实用新型的优点是检测准确度和灵敏度高、接线和操作简便。
【专利说明】继电保护装置压板出口逻辑检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种继电保护装置压板出口逻辑检测装置。
技术背景
[0002]目前，继电保护专业在进行继电保护装置验收和全部检验工作时，继电保护装置压板的出口逻辑检测是一项重要并且繁琐的内容。尤其是500kV主变保护设备，面临高、中、低压侧和公共绕组四部分的接地距离、相间阻抗、零序方向、零序过流等多种原理后备保护，每一侧每一原理的后备保护又分1、I1、III三段，每段又分1、2、3三个时限，这就构成了主变保护的跳闸矩阵逻辑。由于继电保护双重化的配置，一台主变有两套主变保护，所有保护跳闸逻辑多达200种。保护检验的时候，如果全部校验完200种逻辑，需要模拟每一种逻辑的故障，并同时测量所有跳闸出口压板。至少需要两个人，一边加故障模拟量，一边拿着万用表逐一测量10多个出口压板，总共耗时一天。面对这种工作量比较大的校验，沿用传统的分侧分类、分段分时限、逐个逻辑逐个压板依次检验的老方法，这种频繁性、反复性操作不仅耗费大量的人力、时间，而且不直观、容易疲倦造成出错，严重影响了检修效率和进度。
[0003]如果采用继电保护试验台，比如北京博电、广州昂立等设备，也只是具备八个干接点输入功能，但是主变检修预试的情况下，压板上下端口是带电的，上口电压为-110V,下口电压为+110V。安全措施不建议切断控制电源进行检修预试。所以，常规继电保护试验台不适合测量带电压板的输出脉冲，在平时工作中还是普遍采用费时费力的人工手持万用表检测压板出口的方法。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种检测准确度和灵敏度高、接线和操作简便的继电保护装置压板出口逻辑检测装置。
[0005]本实用新型解决具体技术问题所采用的的技术方案:
[0006]一种继电保护装置压板出口逻辑检测装置，由继电保护装置出口压板ms级瞬时电压脉冲检测电路、继电保护试验台干接点状态检测电路、微处理器、驱动、计时显示及声光报警电路和电源指示及接地断线指示电路组成；所述继电保护装置出口压板ms级瞬时电压脉冲检测电路和继电保护试验台干接点状态检测电路的输出端分别接微处理器的相应输入端，所述微处理器的输出端接驱动、计时显示和声光报警电路的输入端；所述电压指示及接地断线指示电路的输入端接驱动、计时显示及声光报警电路的输出端。
[0007]本实用新型的有益效果如下:
[0008](I)在不停电的情况下，一次性最多同时检测10个跳闸出口，避免了保护动作、开关传动次数，防止开关频繁分合造成的损坏，免去开关打压等待时间，缩短了继电保护检修预试的时间。
[0009](2)本装置接线安全快捷、简单易行，以往需要有两个人花费半天才能同时完成的检验工作，目前可以在2个小时内有一个人独立完成，省去了继电保护装置通入故障模拟量的同时需要有人配合测量出口压板的工作，大大减轻了以往每个压板逐一测量的工作量。
[0010](3)本装置提供跳闸出口声光报警，使检验工作更加直观、高效。
[0011](4)本装置提供十通道跳闸出口独立计时功能，计时数显共四位，如00.00，计时最小单位0.01s，计时范围0.0ls-99.99s，它可以更加准确记录保护动作到跳闸出口的时间，进一步精确验证继电保护跳闸逻辑，以及主变跳闸矩阵的正确性。
[0012](5)本装置检测准确度和灵敏度较高，适用于主变保护跳闸矩阵逻辑的校验，还适用于母线保护、线路保护、断路器保护装置等多个跳闸出口的检验工作，大大提高了电力系统继电保护整体的检验进度和效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的原理框图；
[0014]图2为本实用新型的电路原理图；
[0015]图3为本实用新型的工作流程图。
【具体实施方式】
[0016]由图1-3所述的实施例可知，本实施例由继电保护装置出口压板ms级瞬时电压脉冲检测电路、继电保护试验台干接点状态检测电路、微处理器、驱动、计时显示及声光报警电路和电源指示及接地断线指示电路组成；所述继电保护装置出口压板ms级瞬时电压脉冲检测电路和继电保护试验台干接点状态检测电路的输出端分别接微处理器的相应输入端，所述微处理器的输出端接驱动、计时显示和声光报警电路的输入端；所述电压指示及接地断线指示电路的输入端接驱动、计时显示及声光报警电路的输出端。
[0017]所述继电保护装置出口压板ms级瞬时电压脉冲检测电路由10路结构相同的支路组成，其中第一支路由电压比较器U1、光电耦合器N1、电阻Rl-1—R1-4、电容Cl-ι、二极管Dl-1和电压检测触头Jl组成；所述电压检测触头Jl经电阻R1-2接电压比较器Ul的反相输入端，电阻R1-3与二极管Dl-1串联后接在电压比较器Ul的反相输入端与地之间，电压比较器Ul的输出端接光电稱合器NI的输入端2脚，电压比较器Ul和光电稱合器NI的电源端分别接VCC2，电压比较器Ul的同相输入端经电阻Rl-1接+2.5V，电容Cl-1接在电压比较器Ul的同相输入端与反相输入端之间；所述光电耦合器NI的3脚接地，其4脚经电阻R1-4接VCC ;其中第10支路由电压比较器U10、光电耦合器N10、电阻R10-1—R10-4、电容C10-1、二极管D10-1和电压检测触头JlO组成。
[0018]当继电保护装置出口压板下口出现ms级瞬时电压脉冲时，并且对地电压不小于30V，此时相应通道的计时结束。每一支路瞬时电压检测电路均是独立工作，现对第I支路进行说明:
[0019]当检测到的电压大于电压比较器Ul的同相输入端的参考电压时，Ul输出低电压，光电耦合器NI导通，单片机Ull输入低电平；当检测到的电压小于参考电压时，Ul输出高电平，光电耦合器NI截止，单片机Ull输入高电平。
[0020]继电保护试验台干接点状态检测电路由触发端子A和B、光耦合器Nll、电阻Rll-1—R11-4组成；所述触发端子A经电阻Rll-1接地，所述触发端子B经电阻R11-2接光电耦合器Nll的输入端2脚，所述光电耦合器Nll的输入端I脚经电阻R11-3接VCC2，所述光电耦合器Nll的3脚接地，其4脚经电阻Rl 1-4接VCC。
[0021]当继电保护试验台的干接点闭合时，触发端子A与触发端子B接通，光耦Nll导通，单片机Ull输入低电平,反之输入高电平。
[0022]所述微处理器由单片机Ull及其外围元件晶体X1、电容C12-1—C12-3、电阻R12-1和复位按钮SI组成；所述单片机Ull的输入端9脚接光耦合器NI的输出端4脚，所述单片机Ul I的输入端31脚接光耦合器NI I的输出端4脚，晶体Xl和电容C12-2 — C12-3组成的晶振电路接在单片机Ull的15脚与16脚之间，复位按钮S1、电阻R12-1和电容C12-1组成的复位电路接在单片机Ull的13脚与地之间。
[0023]所述驱动、计时显示及声光报警电路由10路结构相同的通道组成，其中第I通道由驱动芯片U12-1、计时芯片U12-2、数码管U12-3、声报警电路和光报警电路组成；
[0024]所述驱动芯片U12-1的输入端1-5脚分别接单片机Ull的43_47脚，所述驱动芯片U12-1的输出端12-15脚分别接数码管U12-3的DIG4-DIG1脚；
[0025]所述计时芯片U12-2的输入端11-14脚分别接单片机Ull的输出端39脚、40脚、48脚和19脚，计时芯片U12-2的输出端1-7脚分别接数码管U12-3的A-G脚，计时芯片U12-2的输出端15脚接数码管U12-3的DP脚；
[0026]所述光报警电路由发光二极管LEDl-1和电阻R14-1组成，发光二极管LED1-1与电阻R14-1串联后接在数码管U12-3的DIGl脚与DP脚之间；
[0027]所述声报警电路为所述各通道共用，所述声报警电路由蜂鸣器Fl和电阻R13组成，蜂鸣器Fl与电阻R13串联后接在驱动芯片U12-1的输出端16脚与VCC之间；
[0028]所述第10通道由驱动芯片U21-1、计时芯片U21-2、数码管U21-3、发光二极管LED10-1、电阻R23-1以及由蜂鸣器Fl和电阻R13组成的声报警电路组成。
[0029]所述电源指示及接地断线指示电路由发光二极管LED11-LED12、电阻R24-R25组成；由发光二极管LEDll和电阻R24串联组成的电源指示电路接在驱动芯片U21-1的输出端11脚与VCC之间；由发光二极管LED12和电阻R25串联组成的接地断线指示电路接在驱动芯片U21-1的输出端10脚与地之间。
[0030]单片机Ul I的型号为STC12C5A32S2，计时芯片U12-2采用移位寄存器74HC595，驱动芯片U12-1的型号为ULN2003。
[0031]在本实施例中，VCC为+5V，VCC2为+15V。
[0032]本实用新型的工作过程如下:
[0033]本装置在现场应用中，首先将外壳接地线与接地铜排连接牢固，然后将对应通道的电压检测触头紧固在相应出口压板下口处，将触发端子A、B连接在继电保护试验台的输出端子(即一对干接点)上，然后接通本装置电源，并按下复归按钮SI使计时数显清零。当使用继电保护试验台给本装置加入故障模拟量的同时，依靠一对干接点使触发端子A、B闭合，启动本装置计时功能，此时，十个通道的时间从00.0Os开始走时，直到某一通道检测到大小为+110V、时间为几个毫秒的电压脉冲，光报警指示灯LEDl-1—LED10-1中的一个点亮并保持，蜂鸣器Fl发出“滴一”的一声，即在相应通道的时间数显屏上记录下了跳闸出口的时间，单位为秒，最小计时0.0ls0其他出口压板下口没有检测到电压脉冲的通道则继续计时，直到对应通道检测出大小为+110V、时间为几个毫秒的电压脉冲为止，相应通道计时结束，光报警灯点亮保持。本装置工作过程中，按下复归按钮Si，则10个通道的时间数显屏全部归零、光报警指示灯熄灭。
[0034]本装置的工作环境温度:_10°C?+50°C，正常工作时，本装置的功率消耗不大于40W。此外，本装置的绝缘电阻不小于50M，能承受±250V电压冲击(强电回路)，包括本装置的电压触头和检测回路。弱电回路能承受50V的电压冲击，包括声光驱动回路和计时回路。
[0035]本装置具备4项技术标准:
[0036]1、安全性能:十个通道是独立工作，相互隔离，不会发生串电现象。检测电压为强电，不会造成与地线的短接，也不会与弱电互相干扰、串接，保证强电之间、强电弱电之间、强电和地线之间的隔离，更不会把本装置电源返送进被检测继电保护装置；
[0037]2、检测电压要求:电压检测触头可以替换线夹触头、U型触头、针孔触头(通用型的)，以适应不同种类压板的上下口。检测电压为直流+30V?+IlOV时，能够驱动声光报警回路和计时回路。检测到的电压小于+30V，声光报警回路和计时回路不导通，检测电压能够可靠躲过+30V及以下；
[0038]3、时间精度要求:时间显示范围00.0Os?99.99s，精度0.01s，误差在±0.0ls0捕捉检测电压脉冲的时间，精度为Ims ；
[0039]4、电源开关为电流匹配的自动跳闸空开，电源回路并设置大小合适的电流熔断丝(器)，防止人员伤害和装置过流烧毁。
【权利要求】
1.一种继电保护装置压板出口逻辑检测装置，其特征在于由继电保护装置出口压板ms级瞬时电压脉冲检测电路、继电保护试验台干接点状态检测电路、微处理器、驱动、计时显示及声光报警电路和电源指示及接地断线指示电路组成；所述继电保护装置出口压板ms级瞬时电压脉冲检测电路和继电保护试验台干接点状态检测电路的输出端分别接微处理器的相应输入端，所述微处理器的输出端接驱动、计时显示和声光报警电路的输入端；所述电压指示及接地断线指示电路的输入端接驱动、计时显示及声光报警电路的输出端。
2.根据权利要求1所述的继电保护装置压板出口逻辑检测装置，其特征在于所述继电保护装置出口压板ms级瞬时电压脉冲检测电路由10路结构相同的支路组成，其中第一支路由电压比较器U1、光电耦合器N1、电阻Rl-1 — R1-4、电容C1-1、二极管Dl-1和电压检测触头Jl组成；所述电压检测触头Jl经电阻R1-2接电压比较器Ul的反相输入端，电阻R1-3与二极管Dl-1串联后接在电压比较器Ul的反相输入端与地之间，电压比较器Ul的输出端接光电耦合器NI的输入端2脚，电压比较器Ul和光电耦合器NI的电源端分别接VCC2，电压比较器Ul的同相输入端经电阻Rl-1接+2.5V，电容Cl-1接在电压比较器Ul的同相输入端与反相输入端之间；所述光电耦合器NI的3脚接地，其4脚经电阻R1-4接VCC;其中第10支路由电压比较器U10、光电耦合器N10、电阻R10-1—R10-4、电容C10-1、二极管D10-1和电压检测触头JlO组成。
3.根据权利要求2所述的继电保护装置压板出口逻辑检测装置，其特征在于继电保护试验台干接点状态检测电路由触发端子A和B、光耦合器Nil、电阻Rll-1 — R11-4组成；所述触发端子A经电阻Rll-1接地，所述触发端子B经电阻Rl 1-2接光电耦合器Nll的输入端2脚，所述光电耦合器Nll的输入端I脚经电阻R11-3接￥0:2，所述光电耦合器附1的3脚接地，其4脚经电阻Rl 1-4接VCC。
4.根据权利要求3所述的继电保护装置压板出口逻辑检测装置，其特征在于所述微处理器由单片机Ull及 其外围元件晶体X1、电容C12-1—C12-3、电阻R12-1和复位按钮SI组成；所述单片机Ull的输入端9脚接光耦合器NI的输出端4脚，所述单片机Ull的输入端31脚接光耦合器Nll的输出端4脚，晶体Xl和电容C12-2 — C12-3组成的晶振电路接在单片机UlI的15脚与16脚之间，复位按钮S1、电阻R12-1和电容C12-1组成的复位电路接在单片机Ull的13脚与地之间。
5.根据权利要求4所述的继电保护装置压板出口逻辑检测装置，其特征在于所述驱动、计时显示及声光报警电路由10路结构相同的通道组成，其中第I通道由驱动芯片U12-1、计时芯片U12-2、数码管U12-3、声报警电路和光报警电路组成； 所述驱动芯片U12-1的输入端1-5脚分别接单片机Ull的43-47脚，所述驱动芯片U12-1的输出端12-15脚分别接数码管U12-3的DIG4-DIG1脚； 所述计时芯片U12-2的输入端11-14脚分别接单片机UlI的输出端39脚、40脚、48脚和19脚，计时芯片U12-2的输出端1-7脚分别接数码管U12-3的A-G脚，计时芯片U12-2的输出端15脚接数码管U12-3的DP脚； 所述光报警电路由发光二极管LEDl-1和电阻R14-1组成，发光二极管LEDl-1与电阻R14-1串联后接在数码管U12-3的DIGl脚与DP脚之间； 所述声报警电路为所述各通道共用，所述声报警电路由蜂鸣器Fl和电阻Rl3组成，蜂鸣器Fl与电阻R13串联后接在驱动芯片U12-1的输出端16脚与VCC之间；所述第10通道由驱动芯片U21-1、计时芯片U21-2、数码管U21-3、发光二极管LED10-1、电阻R23-1以及由蜂鸣器Fl和电阻R13组成的声报警电路组成。
6.根据权利要求5所述的继电保护装置压板出口逻辑检测装置，其特征在于所述电源指示及接地断线指示电路由发光二极管LED11-LED12、电阻R24-R25组成；由发光二极管LEDll和电阻R24串联组成的电源指示电路接在驱动芯片U21-1的输出端11脚与VCC之间；由发光二极管LED12和电阻R25串联组成的接地断线指示电路接在驱动芯片U21-1的输出端10脚与地之间。
【文档编号】G01R31/00GK203376408SQ201320324062
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年6月6日 优先权日:2013年6月6日
【发明者】杨博涛, 刘海锋, 杨丰, 马宜军, 张惠山, 郭小燕, 李焱, 杨博澜, 尚柳, 王亚强 申请人:国家电网公司, 河北省电力公司检修分公司