一种电力保护收发命令监测仪的制作方法

本实用新型涉及到电力系统保护领域，尤其涉及一种电力保护收发命令监测仪，用于电力系统继电保护传输命令监测及分析。
背景技术：
：电力系统的重要性不言而喻。但是运行不当，造成的损失、危害性也触目惊心。因而电力系统中设立了很多保护设备，同时，电力作为能源需要传输到用户，所以，这些保护设备之间有传输距离，需要实时交换数据、电力设备状态等信息。这些信息中包含着重要的继电保护信号，电力系统中传输保护信号媒介往往借助载波、微波和光纤等。在电力系统中，继电保护装置主要根据采集电信号快速分析判断出故障原因及故障位置，继电保护装置发送命令信号，将命令信号转换成传输媒介相应的信号传送到对侧电力继电保护装置，完成一次命令信号的发送、接收过程，这里提到的命令信号就是跳闸信号，即开关量0或1数字信号。在电力系统中，继电保护装置的命令信号注重的就是信号的及时性、安全性、可靠性，即传输命令速度要快、不要误动、更不要拒动。继电保护装置和传输媒介在实际运用中是相对独立设备或系统，虽然它们在接口单元均设计有各自的事件存储记录。但实践中电力系统运行环境复杂，一些电磁干扰或不明原因会造成保护误动或拒动现象，如果根据各自设备事件记录，在事后分析处理问题很难准确区分责任方。为了更明确地判断继电保护装置和传输媒介系统之间责任界面，根据这一思想设计了一种电力保护收发命令监测仪。技术实现要素：本实用新型的目的是在不影响现有设备工作前提下提供一种电力保护收发命令监测仪，解决现有电力系统中保护收发命令监测记录，提供第三方公正的命令监测证据，有力区分继电保护装置和传输媒介系统之间责任界面的技术问题。本实用新型是根据以下技术方案实现的：一种电力保护收发命令监测仪，包括命令信号采集及预处理电路、命令信号光电变换电路、智能处理CPU单元、显示计数器及工作电源，所述命令信号采集及预处理电路包括四路相同的发送命令采集电路和四路相同的接收命令采集电路，所述发送命令采集电路不同于所述的接收命令采集电路，所述发送命令采集电路采集到的发送命令和所述接收命令采集电路采集到的接收命令经过预处理输出稳定电压信号，进入命令信号光电变换电路；经过所述命令信号光电变换电路的光电耦合转换后的稳定数字信号输送给智能处理CPU单元，由智能处理CPU单元综合分析处理命令信号并驱动显示计数器数码显示，所述智能处理CPU单元内置存储器，存储命令发生时间，所述工作电源为各器件提供工作动力源。进一步地，所述发送命令信号采集电路通过二极管D1、D2、D3、D4设计成无极性采集电路，第一发送命令采集点连在二极管D1和二极管D2之间的信号线缆端子上，第二发送命令采集点连在二极管D3和二极管D4之间的信号线缆端子上；四个限流分压电阻R1、R2、R3、R4并联连接成不同电压等级，一端连接无极性采集电路，另一端连接稳压管D5。进一步地，所述接收命令信号采集电路通过二极管D6、D7、D8、D9设计成无极性采集电路，第一接收命令采集点连在二极管D6和二极管D7之间的信号线缆端子上，第二接收命令采集点连接工作电源的正极或者负极，工作电源的另一极连接在二极管D8与二极管D9之间；四个限流分压电阻R5、R6、R7、R8并联连接成不同电压等级，一端连接无极性采集电路，另一端连接稳压管D10。进一步地，所述不同电压等级包括DC24V、DC48V、DC110、DC220V四个等级。进一步地，所述显示计数器选型为五位数显直流计数器。进一步地，所述显示计数器采用CSK5-NKW计数器。进一步地，所述工作电源采用LDA10-48S12F型号。本实用新型与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本实用新型装置命令采集采取了电压无极性输入处理，安装简单，操作方便。2、本实用新型装置设计有命令信号预处理电路，适合不同电压等级场合。3、本实用新型装置设计有光电隔离变换电路，避免电信号的相互干扰，增强装置的稳定、可靠性。4、本实用新型装置设计有程序存储单元，为继电保护装置和传输媒介系统之间责任界面问题，提供有力的第三方公正监测证据。5、本实用新型装置设计有五位数码直流驱动计数器，可以直观地显示命令收发数据。附图说明为了更清楚地说明本实用新型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仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1为本实用新型所述的一种电力保护收发命令监测仪的系统图；图2为本实用新型所述的一种电力保护收发命令监测仪的功能图；图3为本实用新型所述的一种电力保护收发命令监测仪的发送命令信号采集电路；图4为本实用新型所述的一种电力保护收发命令监测仪的接收命令信号采集电路；图5为本实用新型所述的一种电力保护收发命令监测仪的命令信号光电变换电路。具体实施方式为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。图1为本实用新型所述的一种电力保护收发命令监测仪的系统图；其中本侧站和对侧站通过载波、微波或者光缆等媒介进行通讯，两侧站都具有继电保护装置、传输设备和监测仪。图2为本实用新型所述的一种电力保护收发命令监测仪的功能图。如图2所示，本实用新型的一种电力保护收发命令监测仪，包括命令信号采集及预处理电路、命令信号光电变换电路、智能处理CPU单元、显示计数器及工作电源，所述命令信号采集及预处理电路包括四路相同的发送命令采集电路和四路相同的接收命令采集电路，所述发送命令采集电路不同于所述的接收命令采集电路，所述发送命令采集电路采集到的发送命令和所述接收命令采集电路采集到的接收命令经过预处理输出稳定电压信号，进入命令信号光电变换电路；经过所述命令信号光电变换电路的光电耦合转换后的稳定数字信号输送给智能处理CPU单元，由智能处理CPU单元综合分析处理命令信号并驱动显示计数器数码显示，所述智能处理CPU单元内置存储器，存储命令发生时间，所述工作电源为各器件提供工作动力源。工作电源采用LDA10-48S12F型号。图3为本实用新型所述的一种电力保护收发命令监测仪的发送命令信号采集电路，如图3所示，发送命令信号采集电路通过二极管D1、D2、D3、D4设计成无极性采集电路，第一发送命令采集点连在二极管D1和二极管D2之间的信号线缆端子上，第二发送命令采集点连在二极管D3和二极管D4之间的信号线缆端子上；四个限流分压电阻R1、R2、R3、R4并联连接成不同电压等级，一端连接无极性采集电路，另一端连接稳压管D5。不同电压等级包括DC24V、DC48V、DC110、DC220V四个等级。而二极管D1、D2、D3、D4的型号一样，选择IN4007，该型号二极管工作电流满足1.0A，反向电压可达1000V。R1电阻RX-10K/10W，对应DC220V采集点；R2电阻RX-5K/5W，对应DC110V采集点；R3电阻RX-2.4K/5W，对应DC48V采集点；R4电阻RX-1.2k/5W，对应DC24V采集点；D5稳压二极管型号1W/5.1V(1N4733)，经过计算以上元器件都满足需要。具体地，本实用新型的R1电阻RX-10K/10W，对应DC220V采集点计算如下：D5稳压二极管承担5V，电阻R1上承担220-5＝215V，回路电流215/10k＝21.5mA,负载回路电流假设10mA，D5稳压二极管分担电流11.5mA，D5稳压二极管功率＝5.1*11.5mA＝0.057W，远小于1W，因此此电路设计是稳定可靠的，同理计算其他设计值也都满足要求。通过发送命令信号采集进行发送命令采集，电路通过整定后，引脚3和引脚4之间的输出到光电耦合电路的引脚9和引脚10。图4为本实用新型所述的一种电力保护收发命令监测仪的接收命令信号采集电路，如图4所示，接收命令信号采集电路通过二极管D6、D7、D8、D9设计成无极性采集电路，第一接收命令采集点连在二极管D6和二极管D7之间的信号线缆端子上，第二接收命令采集点连接工作电源的正极或者负极，工作电源的另一极连接在二极管D8与二极管D9之间；四个限流分压电阻R5、R6、R7、R8并联连接成不同电压等级，一端连接无极性采集电路，另一端连接稳压管D10。不同电压等级包括DC24V、DC48V、DC110、DC220V四个等级。D6、D7、D8、D9二极管型号一样，选择IN4007，该型号二极管工作电流满足1.0A，反向电压可达1000V。R5电阻RX-10K/10W，对应DC220V采集点；R6电阻RX-5K/5W，对应DC110V采集点；R7电阻RX-2.4K/5W，对应DC48V采集点；R8电阻RX-1.2k/5W，对应DC24V采集点；D10稳压二极管型号1W/5.1V(1N4733)。经过计算以上元器件都满足需要。同样地，通过接收命令信号采集电路进行接收命令采集，电路通过整定后，引脚7和引脚8之间的输出到光电耦合电路的引脚9和引脚10。本实用新型采集整定、光电耦合，每一路命令采集信号对应一个发送命令信号采集电路或者接收命令信号采集电路。本实用新型采用四个发送命令信号采集电路和四个接收命令信号采集电路，形成“四发四收”电路，同样地并配套有八套光电耦合电路。其中光电耦合电路的电路结构一致。图5为本实用新型所述的一种电力保护收发命令监测仪的命令信号光电变换电路，发送命令信号和接收命令信号经过预处理输出稳定电压信号，进入相同原理的命令信号光电变换电路，命令信号光电变换电路设计如图5所示，当命令信号被激活时，信号采集点9和信号采集点10之间获得电压驱动光电耦合器导通，进而11点获得高电平。若无命令信号时，11点保持输出低电平信号。其中，光电耦合器工作原理是光电耦合器因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，实现了电一光一电的转换，对输入、输出电信号有良好的隔离作用，在各种电路中得到广泛的应用。光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收和信号放大。输入的电信号驱动发光二极管(LED)，使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。光电耦合器具有体积小、使用寿命长、工作温度范围宽、抗干扰性能强.无触点且输入与输出在电气上完全隔离等。本实用新型的光电耦合器M1的型号4N25，限流电阻RJ-3.9K/0.5W。当引脚9和引脚10有高电平5V输入时，光电耦合器输出端闭合，引脚11输出高电平给CPU单元。显示计数器选型为五位数显直流计数器。显示计数器采用CSK5-NKW计数器。每采集一次命令信号，送一次驱动电压，驱动计数器数值增加一。该计数器可记录五位数据并可以采用钥匙对数值清零。同时，CPU操作存储器记录命令事情及时间，以备分析求证。本实用新型还使用了其他辅助元器件，其中三极管采用3DK4型号，电解电容47Uf/100V，继电器采用JRC-19F/DC12V型号。本领域技术人员可以根据需要进行设计相应电路结构。本实用新型所使用到的电子元器件型号都是本领域技术人员很容易能够得到的常见元器件型号。本实用新型采用的电子元器件的型号和数目如下表所示：RX-20K/5W16只RX-5K/5W8只RX-2.4K/5W8只RX-1.2k/5w8只RJ-10K/0.5W8只RJ-3.9K/0.5W8只RJ-380欧/0.5W8只RJ-5.1K/1W1只稳压管8只光电耦合器8只继电器8只三极管8只二极管8只电源模块1只电解电容2只计数器8只基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。尽管本实用新型就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本实用新型的权利要求所限定的范围，可以对本实用新型进行各种变化和修改。当前第1页1 2 3