一种新型继电保护装置出口仿真显示仪的制作方法

[0001]
本实用新型主要涉及电网安全的技术领域，具体为一种新型继电保护装置出口仿真显示仪。


背景技术：

[0002]
按照《继电保护和电网安全自动装置检验规程》（dl∕t995-2016）规定，新安装的继电保护装置在一年内进行一次全检，110kv电压等级的保护装置每2-4年进行一次部检，每6年进行一次全检,在进行保护装置定检时，规程明确要求对出口逻辑进行验证。随着新建变电站数量不断增加，每年继电保护装置出口逻辑检验工作量也在大幅度增加，在人力物力上逐渐不能满足现场检修的要求，需要通过模拟设备来进行检测。
[0003]
现有的继电保护出口仿真专用仪器可代替运行中的一次设备，对整套保护装置的出口逻辑进行校验，用以保证在一次设备故障时保护装置可以正确切除故障断路器，但是在检测过程中每测量一个出口压板，就需要操作保护测试仪模拟一次故障，在出口压板数量很多时，其模拟故障次数大大增加。
[0004]
因此需要研制一种新型继电保护装置出口仿真显示仪，能够实现减少模拟故障次数以及缩短跳闸出口校验时间的作用。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型主要提供了一种新型继电保护装置出口仿真显示仪，用以解决上述背景技术中提出的技术问题。
[0006]
本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案为：
[0007]
一种新型继电保护装置出口仿真显示仪,包括显示仪本体，所述显示仪本体由电源单元、集成电路控制单元、人机交互单元和箱体单元组成，所述集成电路控制单元包括有主控模组、出口状态检测模组、计时模组和出口状态提示模组，所述主控模组包括有单片机集成模块，所述计时模组包括有计时器，所述计时器通过锡焊方式固定于单片机集成模块的基板上并呈电性连接，所述人机交互单元包括有工业组态屏，所述工业组态屏与单片机集成模块实现数据交互；
[0008]
所述出口状态检测模组包括有光电耦合器检测模块，所述光电耦合器检测模块与单片机集成模块实现数据交互；
[0009]
所述出口状态提示模组包括有蜂鸣器，所述蜂鸣器与单片机集成模块实现数据交互；
[0010]
所述电源单元包括有ac-dc高频开关电源，所述ac-dc高频开关电源通过导线依次与单片机集成模块、光电耦合器检测模块、蜂鸣器和工业组态屏呈电性连接。
[0011]
进一步的，所述计时模组还包括有稳压电路、时钟电路和复位电路，所述稳压电路、时钟电路和复位电路一端连接计时器，另一端连接工业组态屏。
[0012]
进一步的，所述箱体单元包括有铝合金防护箱，所述铝合金防护箱由箱盖和箱壳
组成，所述箱盖一端与箱壳相铰接，所述工业组态屏贯穿并镶嵌固定于箱盖上，且所述蜂鸣器位于工业组态屏一侧并贯穿箱盖并通过螺丝固定连接。
[0013]
进一步的，所述ac-dc高频开关电源固定于箱壳一端的内壁上，所述单片机集成模块的基板固定于箱壳内底壁上，所述光电耦合器检测模块设置于箱壳远离ac-dc高频开关电源一端的内壁上。
[0014]
进一步的，所述单片机集成模块包括有stm32微控芯片，所述stm32微控芯片通过锡焊方式固定于单片机集成模块的基板上。
[0015]
进一步的，所述工业组态屏为电阻触摸屏，工作电压为12v直流电压。
[0016]
进一步的，所述光电耦合器检测模块分为1-10路检测端口，每个端口处单次检测脉冲信号的时间设定在100ms内，且设置检测电压在93.5v-121v时灵敏出口。
[0017]
进一步的，所述计时器的时间误差值≤
±
10ms。
[0018]
进一步的，所述ac-dc高频开关电源工作时将220v交流电压变换为12v直流电压，且该直流电压的误差≤
±
2%。
[0019]
进一步的，所述蜂鸣器与光电耦合器检测模块的检测端口所检测的脉冲信号相对应，且设定每10ms内的脉冲信号判断为同时动作信号，对应所述蜂鸣器的报警声只响一次。
[0020]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
[0021]
本实用新型由电源单元、集成电路控制单元、人机交互单元、箱体单元四大部分组成，在进行继电保护整组试验时，实时监测保护装置发出的跳闸脉冲信号，记录脉冲出现的压板、脉冲出现时间，验证保护出口逻辑的正确性，并且具有以下几个优点：
[0022]
一、解决了一次设备不停电的情况下，可以验证出口压板的正确性，提高供电可靠性；
[0023]
二、降低了误碰、误接线的几率、降低了电网事故发生的风险；
[0024]
三、减少了因保护传动引起的断路器动作次数，延长了断路器的使用寿命，大大降低了断路器故障率；
[0025]
四、减少了故障模拟次数，缩短了检修时间， 提高了工作效率，同时也减少了保护装置动作次数，延长了保护装置的使用寿命。
[0026]
以下将结合附图与具体的实施例对本实用新型进行详细的解释说明。
附图说明
[0027]
图1为本实用新型的整体构架树状图；
[0028]
图2为本实用新型的计时器工作电路流程图；
[0029]
图3为本实用新型的铝合金防护箱正面示意图；
[0030]
图4为本实用新型的铝合金防护箱内部结构示意图；
[0031]
图5为本实用新型的光电耦合器检测模块和蜂鸣器连接结构示意图；
[0032]
图6为本实用新型的继电保护装置出口仿真显示仪工作流程图。
[0033]
附图说明：100、显示仪本体；110、电源单元；111、ac-dc高频开关电源；120、集成电路控制单元；121、主控模组；1211、单片机集成模块；1211a、stm32微控芯片；122、出口状态检测模组；1221、光电耦合器检测模块；123、计时模组；1231、计时器；1232、稳压电路；1233、时钟电路；1234、复位电路；124、出口状态提示模组；1241、蜂鸣器；130、人机交互单元；131、
工业组态屏；140、箱体单元；141、铝合金防护箱；1141、箱盖；1142、箱壳。
具体实施方式
[0034]
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更加全面的描述，附图中给出了本实用新型的若干实施例，但是本实用新型可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本实用新型公开的内容更加透彻全面。
[0035]
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0036]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型，本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0037]
实施例，请参照附图1和4所示，一种新型继电保护装置出口仿真显示仪,包括显示仪本体100，所述显示仪本体100由电源单元110、集成电路控制单元120、人机交互单元130和箱体单元140组成，所述集成电路控制单元120包括有主控模组121、出口状态检测模组122、计时模组123和出口状态提示模组124，所述主控模组121包括有单片机集成模块1211，所述计时模组123包括有计时器1231，所述计时器1231通过锡焊方式固定于单片机集成模块1211的基板上并呈电性连接，所述计时器1231的时间误差值≤
±
10ms，所述人机交互单元130包括有工业组态屏131，所述工业组态屏131为电阻触摸屏（型号dc80480kf070-1111-0t），工作电压为12v直流电压，所述工业组态屏131与单片机集成模块1211实现数据交互，所述出口状态检测模组122包括有光电耦合器检测模块1221（型号pc817），所述光电耦合器检测模块1221与单片机集成模块1211实现数据交互，所述出口状态提示模组124包括有蜂鸣器1241，所述蜂鸣器1241与单片机集成模块1211实现数据交互，所述电源单元110包括有ac-dc高频开关电源111，所述ac-dc高频开关电源111通过导线依次与单片机集成模块1211、光电耦合器检测模块1221、蜂鸣器1241和工业组态屏131呈电性连接，所述ac-dc高频开关电源111工作时将220v交流电压变换为12v直流电压，且该直流电压的误差≤
±
2%，ac-dc高频开关电源111选用 ac-dc电源变换器模块，将220v交流电压变换为12v直流电压，作为集成电路控制单元120和人机交互单元130的工作电源。
[0038]
具体的，请参照附1、2和6所示，所述计时模组123还包括有稳压电路1232、时钟电路1233和复位电路1234，所述稳压电路1232、时钟电路1233和复位电路1234一端连接计时器1231，另一端连接工业组态屏131，通过工业组态屏131可以实现对计时器1231的内部程序设置进行修改，工业组态屏131采用visual tft软件进行界面设计，其中人机交互界面由题目栏、功能选择栏、模拟断路器、出口名称、计时功能五大区域组成，需要开启测试时，先做好核对相应的检测定值以及跳闸矩阵的正确性，然后在工业组态屏131上设置故障量数值，紧接着启动检测工作的预测式，观察待检线路中的继电保护装置是否有动作，有动作时则继续观察工业组态屏131上显示的数据结果与跳闸矩阵是否一致，没有动作时则重新设
置故障量，并且显示的数据结果与跳闸矩阵不一致时，则重新核对相应的检测定值以及跳闸矩阵的正确性，直至结果完全符合为止，即可完成出口的校验。
[0039]
再具体的，请参照附图1、3和4所示，所述箱体单元140包括有铝合金防护箱141，所述铝合金防护箱141由箱盖1141和箱壳1142组成，所述箱盖1141一端与箱壳1142相铰接，所述工业组态屏131贯穿并镶嵌固定于箱盖1141上，且所述蜂鸣器1241位于工业组态屏131一侧并贯穿箱盖1141并通过螺丝固定连接，所述ac-dc高频开关电源111固定于箱壳1142一端的内壁上，所述单片机集成模块1211的基板固定于箱壳1142内底壁上，所述光电耦合器检测模块1221设置于箱壳1142远离ac-dc高频开关电源111一端的内壁上，使得电源单元110、集成电路控制单元120和人机交互单元130内包含的元器件、电路连接线能够进行合理的安装。
[0040]
进一步具体的，请参照附图1、4和5所示，所述单片机集成模块1211包括有stm32微控芯片1211a，所述stm32微控芯片1211a通过锡焊方式固定于单片机集成模块1211的基板上，所述光电耦合器检测模块1221分为1-10路检测端口，每个端口处单次检测脉冲信号的时间设定在100ms内，且设置检测电压在93.5v-121v时灵敏出口，所述蜂鸣器1241与光电耦合器检测模块1221的检测端口所检测的脉冲信号相对应，且设定每10ms内的脉冲信号判断为同时动作信号，对应所述蜂鸣器1241的报警声只响一次，原理是通过三极管实现信号放大后接入到蜂鸣器1241，实现提醒功能，当1-10路检测端口有电位变化时，光电耦合器检测模块1221内部接通，将1-10路检测端口的脉冲信号发送给主控模组121，主控模组121收到脉冲信号后再做进一步处理，其中将对应1号位的检测端口设置为计时启动单元，当检测工作启动时，1号位的检测端口在光电耦合器检测模块1221内部接通，开始计时，当剩余的检测端口每检测到一次脉冲信号时，计时一次，直至按下对应复位电路1234上设置的复位按钮时则停止计时。
[0041]
本实用新型的具体流程如下：
[0042]
首先，在校验保护装置跳闸出口时，将光电耦合器检测模块1221的1-10路检测端口与对应的待检设备进行连接，先做好核对相应的检测定值以及跳闸矩阵的正确性，然后在工业组态屏131上设置故障量数值，紧接着启动检测工作的预测式，观察待检线路中的继电保护装置是否有动作，有动作时则继续观察工业组态屏131上显示的数据结果与跳闸矩阵是否一致，没有动作时则重新设置故障量，并且显示的数据结果与跳闸矩阵不一致时，则重新核对相应的检测定值以及跳闸矩阵的正确性，直至结果完全符
[0043]
合为止，其中当检测开始时，光电耦合器检测模块1221的1-10路检测端口检测到电位变化，光电耦合器检测模块1221内部接通，将1-10路检测端口的脉冲信号发送给主控模组121，主控模组121中的单片机集成模块1211由stm32微控芯片1211a收到脉冲信号后进行处理，并将数据传输到工业组态屏131上进行数据显示，其中将对应1号位的检测端口设置为计时启动单元，当检测工作启动时，1号位的检测端口在光电耦合器检测模块1221内部接通，开始计时，当剩余的检测端口每检测到一次脉冲信号时，计时一次，直至按下对应复位电路1234上设置的复位按钮时则停止计时，蜂鸣器1241与光电耦合器检测模块1221的检测端口所检测的脉冲信号相对应，且设定每10ms内的脉冲信号判断为同时动作信号，在同步的10ms内每个检测端口将信号发送到主控模组121中由stm32微控芯片1211a向蜂鸣器1241发送报警信号。
[0044]
上述结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本实用新型的保护范围之内。