新型非全相保护时间继电器的制作方法

本实用新型涉及220kV及以上的断路器继电保护领域，具体地说涉及一种新型非全相保护时间继电器。

背景技术：

断路器处于非全相保护状态时，系统会出现零序、负序分量，并根据系统的结构分配至运行中的相关设备，配置重合闸线路。在保护动作跳闸至重合闸发出命令合闸期间，故障线路的断路器处于非全相保护状态，如果断路器三相不一致保护动作时间过短，将导致无法完成重合闸功能，扩大事故的影响。因此，在实际运行中引入非全相保护时间继电器。

在实际现场运行中发现，传统非全相保护时间继电器装置无法快速判断长时间运行后是否依旧能够可靠动作，需停电检修时，才可对装置进行校验，或者是在保护动作后观察动作是否正确来反校装置工况，并且经调查后发现传统的非全相保护时间继电器正确动作率低。此外，传统的非全相保护时间继电器使用的芯片一般为普通的计时元件，可扩展性差，只能实现简单的时间整定等功能，无法满足现在智能化变电站对于设备自检功能的要求，更无法满足调度对于保护装置的监控要求，而且传统拨轮式的非全相保护时间继电器容易出现拨动不到位，导致整定时间错误，使保护误动作。

技术实现要素：

针对上述现有技术，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种断路器非全相保护装置，以克服原有时间继电器存在容易误碰、误整定、功能单一且无法扩展、需要停电才可以检修及无法将信号上送到调度等缺点，提高该装置的正确动作率，满足现代智能变电站对保护元件监控的要求。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种新型非全相保护时间继电器，包括外壳、单片机、电源、时间显示器、确定按钮、时间整定系统及装置告警系统。

该结构以单片机为主要元件，其性能、可靠性、可扩展性有了长足进步，可复制性强，功能大幅增强。能够在现场实时反应新型非全相保护时间继电器的设备状态，运维人员可以通过观察装置指示灯的方式判断装置运行情况。加装确定按钮，可防止运维人员在机构箱工作时，误碰继电器而导致的保护错误动作。在本装置中增加了装置告警系统，该自检功能的增加，使得装置由被动校验变主动校验，可以在故障发生时就将故障直观的反应在装置上，避免了因设备老化等原因产生的装置错误动作的情况，而且该装置可以在不停电的情况下判断装置运行情况，减少了应为设备原因需要线路和主变停电的情况。本装置主要用于220kV及以上的断路器保护当中，而220kV及以上变电站在电网系统中一般都是以枢纽站的身份存在，线路或主变的停电检修会对电网的运行和用电企业的正常运行带来巨大压力，减少因设备问题导致的停电检修，可以很大程度上减少经济损失和社会负面效应。

作为本实用新型的改进，所述告警系统包括运行灯、动作灯I、动作灯 II、信号灯、故障告警灯及复归键，当装置上电后装置运行灯亮，动作前动作灯I、动作灯II和信号灯灭，当装置开入220V直流电时信号灯亮，经过整定延时后，动作灯I及动作灯II亮，表示非全相保护时间继电器装置动作，装置异常时故障告警灯亮，当按下复归键时，故障告警灯灭同时继电器装置复归。

作为本实用新型的进一步改进，增加了信号出口回路，将实时的装置自检信号通过远动机上送到调度，方便监控。传统装置无告警功能，因此更无法将设备工况上送给调度等监控人员。而且装置定值等信息要通过运维人员现场勘查的方式来确定，增加了运维人员的工作强度，降低了工作效率。该结构增加了告警出口回路，调度监控人员可以在故障发生时，立即接收到相应的告警信号，在第一时间通知运维人员进行修理，最大限度的避免了应设备故障而无法及时发现，而导致的非全相保护继电器错误动作的情况。

作为本实用新型的更进一步改进，所述时间整定系统为按钮式时间整定。避免了因拨轮不到位，而导致的时间整定错误，拨轮不到位是传统非全相保护时间继电器不能正确动作的常见原因。同时，按钮式继电器降低了节点在恶劣工况条件下粘连的可能性。传统装置的时间整定是通过拨轮的形式来实现，而拨轮在整定的时候如果没有完全拨到位，会导致时间继电器的定值整定错误，影响保护的正确动作。而且该装置一般安装在户外机构箱处，在风沙较大等环境恶略的地方，节点容易发生卡涩、粘连等情况。例如在某变电站发生的一个实例，运行人员在整定传统拨轮时，本来 应该整定为2000ms的定值，由于最高位2没有完全到位，导致装置默认成为0ms，在线路单跳后，本应该600ms后单重，但由于非全相保护继电器在200ms时误动作，三相跳闸，重合闸失败。新型非全相保护继电器使用按钮式的面板，并配有LCD显示屏，通过按钮整定的机械位置的显示和电子的数据显示，可以双重校验整定定值的大小，当再出现机械位置不到位等情况，可以迅速的通过显示屏发现。并且按钮式的面板本身抗风沙能力较强，减少了接点卡涩、粘连情况的发生。

作为本实用新型的又一步改进，所述时间显示器采用4位共阴极数码管显示，数码管驱动芯片采用HD7279A，该芯片通过串口通讯，可同时驱动8位共阴极数码管，且内部含有译码器，可直接接BCD码或16进制码，并具有多种控制指令。

作为本实用新型的再一步改进，所述电源采用DC电源模块，并有外围电路，增强了EMC性能。

综上所述，使用上述新型非全相保护时间继电器，可以大幅减少运维人员误操作或装置缺陷导致的整定错误的情况发生。装置具备自检功能，无需停电，就能对装置的工况实时监测。在装置发生异常时，能够及时反映到装置面板和调度监控人员处，做到早发现、早解决，具备主动监视设备工况并上报的能力。并且该装置使用了单片机为主要元件，对于以后功能的扩展创造了空间。

附图说明

图1为本新型非全相保护继电器面板示意图；

图2为本新型非全相保护时间继电器装置电源回路图；

图3为本新型非全相保护时间继电器装置延时时间显示电路图

图4为本新型非全相保护时间继电器装置工作流程图。

图中：1-运行灯，2-动作灯I，3-动作灯II，4-信号灯，5-故障告警灯，6-复归键

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细的说明：

如图1至图3所示，本实用新型的新型非全相保护时间继电器，包括外壳、单片机、电源、时间显示器、确定按钮、时间整定系统及装置告警系统，所述告警系统包括运行灯1、动作灯I 2、动作灯II 3、信号灯4、故障告警灯5及复归键6，当装置上电后装置运行灯1亮，动作前动作灯I 2、动作灯II 3和信号灯灭4，当装置开入220V直流电时信号灯4亮，经过整定延时后，动作灯I 2及动作灯II 3亮，表示非全相保护时间继电器装置动作，装置异常时故障告警灯5亮，当按下复归键6时，故障告警灯5灭同时继电器装置复归。该装置增加了信号出口回路，将实时的装置自检信号通过远动机上送到调度；所述时间整定系统为按钮式时间整定；所述时间显示器采用4位共阴极数码管显示，数码管驱动芯片采用HD7279A，该芯片通过串口通讯，可同时驱动8位共阴极数码管，且内部含有译码器，可直接接BCD码或16进制码，并具有多种控制指令；所述电源采用DC电源模块，并有外围电路，增强了EMC性能；所述外壳采用铝壳结构，外形尺寸为长135mm、宽120mm、高69mm，板材厚度为2.0mm。

如图4所示，该装置工作时，首先判断单片机是否正常运行，如果单片机“跑死”则故障告警灯5亮，运行人员可通过告警灯5判断单片机运行故障，如果是正常运行，那么显示器会显示当前整定的两组时间值，如果不是人为手动操作，那么循环至主程序，进行下一次判断，如若按钮盘是人为操作，那么此时故障告警灯5亮，同时继电器装置动作，当按下复归键6时，故障告警灯5灭同时继电器装置复归。

上述结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其作出种种变化。