繼電器保護(hù)裝置出口繼電器動(dòng)作線圈自檢模塊及自檢方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于繼電保護(hù)裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種繼電器保護(hù)裝置出口繼電器動(dòng)作線圈自檢模塊及自檢方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著繼電保護(hù)裝置智能化的發(fā)展，對(duì)繼電保護(hù)裝置自檢的要求也越來(lái)越高，而繼電保護(hù)裝置的核心功能單元出口繼電器的自檢無(wú)疑是其中的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。出口繼電器是繼電保護(hù)裝置執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作和傳輸控制指令的核心器件，絕大部分使用的都是電磁型繼電器，其功能簡(jiǎn)單，質(zhì)量可靠，但是無(wú)法實(shí)現(xiàn)自身的功能檢測(cè)。當(dāng)前繼電保護(hù)裝置對(duì)出口繼電器只能支持簡(jiǎn)單的開(kāi)路、短路檢測(cè)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種能夠定時(shí)循環(huán)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)線圈的阻抗，通過(guò)阻抗的變化判斷出口繼電器的工作狀態(tài)，對(duì)出口繼電器出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)和報(bào)警的繼電器保護(hù)裝置出口繼電器動(dòng)作線圈自檢模塊及自檢方法。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明繼電器保護(hù)裝置出口繼電器動(dòng)作線圈自檢模塊，包括用于提供出口繼電器正常工作所需電壓的繼電器動(dòng)作線圈驅(qū)動(dòng)電源，以及用于提供出口繼電器檢測(cè)所需電壓的繼電器動(dòng)作線圈檢測(cè)電源；所述的繼電器動(dòng)作線圈驅(qū)動(dòng)電源和繼電器動(dòng)作線圈檢測(cè)電源同時(shí)經(jīng)過(guò)電源切換模塊單元連接出口繼電器的動(dòng)作線圈；
[0005]所述的繼電器動(dòng)作線圈檢測(cè)電源與電源切換模塊單元之間連接用于將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的采樣電阻，采樣電阻經(jīng)差分放大器及前端調(diào)理電路連接用于將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元連接用于根據(jù)采集到的數(shù)字信號(hào)計(jì)算出口繼電器動(dòng)作線圈的阻抗，并判斷出口繼電器動(dòng)作線圈是否存在故障和風(fēng)險(xiǎn)的控制單元；所述的出口繼電器的動(dòng)作線圈外接用于實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置出口控制的出口繼電器動(dòng)作線圈驅(qū)動(dòng)電路單元；所述的控制單元分別向電源切換模塊單元和出口繼電器動(dòng)作線圈驅(qū)動(dòng)電路單元發(fā)送電源切換信號(hào)以及出口繼電器工作控制信號(hào)，從而進(jìn)行出口繼電器的工作模式切換。
[0006]所述的繼電器動(dòng)作線圈檢測(cè)電源的電壓低于動(dòng)作線圈的動(dòng)作電壓。
[0007]所述的繼電器動(dòng)作線圈驅(qū)動(dòng)電源和繼電器動(dòng)作線圈檢測(cè)電源使用分別獨(dú)立的電源或通過(guò)同一電源分壓后實(shí)現(xiàn)。
[0008]所述的電源切換模塊單元通過(guò)繼電器或三極管實(shí)現(xiàn)。
[0009]所述的差分放大器及前端調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元分別采用獨(dú)立的模塊或集成于控制單元之內(nèi)。
[0010]本發(fā)明繼電器保護(hù)裝置出口繼電器動(dòng)作線圈自檢方法，包括以下步驟:
[0011]a.控制單元向電源切換模塊單元發(fā)送電源切換信號(hào)，使繼電器動(dòng)作線圈檢測(cè)電源導(dǎo)通，控制單元向出口繼電器動(dòng)作線圈驅(qū)動(dòng)電路單元發(fā)送出口繼電器工作控制信號(hào)，形成檢測(cè)模式電流通路；
[0012]b.采樣電阻將檢測(cè)模式電流通路中的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)差分放大器及前端調(diào)理電路進(jìn)行穩(wěn)定，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)之后輸入控制單元；
[0013]c.控制單元根據(jù)輸入信號(hào)計(jì)算出口繼電器的動(dòng)作線圈阻抗，并將該阻抗與動(dòng)作線圈根據(jù)繼電器特性固有的預(yù)設(shè)范圍進(jìn)行比較；若大于預(yù)設(shè)范圍，即觸發(fā)動(dòng)作線圈開(kāi)路故障告警；若小于預(yù)設(shè)范圍，即觸發(fā)動(dòng)作線圈短路故障告警；若未超出預(yù)設(shè)范圍，不做異常處理；至此完成自檢。
[0014]所述的步驟a中形成檢測(cè)模式電流通路之后，控制單元關(guān)斷出口繼電器動(dòng)作線圈驅(qū)動(dòng)電路單元，并通過(guò)電源切換模塊單元使繼電器動(dòng)作線圈驅(qū)動(dòng)電源導(dǎo)通，電路恢復(fù)到正常工作模式。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明繼電器保護(hù)裝置出口繼電器動(dòng)作線圈自檢模塊通過(guò)切換出口繼電器的工作模式，能夠動(dòng)態(tài)檢測(cè)出口繼電器動(dòng)作線圈的阻抗變化，并能夠?qū)Τ隹诶^電器的工作狀態(tài)繼續(xù)動(dòng)態(tài)跟蹤，及時(shí)預(yù)測(cè)出動(dòng)作線圈的故障，進(jìn)而在故障發(fā)生以前提示用戶進(jìn)行維修或更換，避免因?yàn)閯?dòng)作線圈問(wèn)題導(dǎo)致的誤出口故障，提前排除繼電保護(hù)裝置的嚴(yán)重故障，實(shí)現(xiàn)智能化動(dòng)態(tài)自檢。
[0016]進(jìn)一步的，本發(fā)明繼電器動(dòng)作線圈檢測(cè)電源的電壓低于動(dòng)作線圈的動(dòng)作電壓，從而保證檢測(cè)時(shí)出口繼電器不會(huì)誤動(dòng)作。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明繼電器保護(hù)裝置出口繼電器動(dòng)作線圈自檢方法通過(guò)控制單元靈活組建檢測(cè)模式電流通路，然后將檢測(cè)模式電流通路中的電流信號(hào)換算為出口繼電器動(dòng)作線圈的阻抗與預(yù)設(shè)范圍進(jìn)行比較，最后根據(jù)比較結(jié)果判斷出口繼電器動(dòng)作線圈的故障類型，檢測(cè)過(guò)程智能化動(dòng)態(tài)進(jìn)行，能夠在故障發(fā)生以前提示用戶對(duì)出口繼電器動(dòng)作線圈進(jìn)行維修或更換，避免因?yàn)閯?dòng)作線圈問(wèn)題導(dǎo)致的誤出口故障，提前排除繼電保護(hù)裝置的嚴(yán)重故障。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1本發(fā)明自檢模塊的電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖2本發(fā)明自檢方法的控制流程圖；
[0020]圖3基于本發(fā)明自檢模塊組建的繼電保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖4基于本發(fā)明自檢模塊組建的檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]附圖中:1.繼電器動(dòng)作線圈驅(qū)動(dòng)電源；2.繼電器動(dòng)作線圈檢測(cè)電源；3.電源切換模塊單元；4.出口繼電器；5.動(dòng)作線圈；6.采樣電阻；7.差分放大器及前端調(diào)理電路；8.模數(shù)轉(zhuǎn)換單元；9.控制單元；10.出口繼電器動(dòng)作線圈驅(qū)動(dòng)電路單元。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0024]參見(jiàn)圖1，本發(fā)明自檢模塊中控制單元9通過(guò)控制信號(hào)I操作電源切換模塊單元3，選擇出口繼電器4的動(dòng)作線圈5供電電源類型；一種是繼電器動(dòng)作線圈驅(qū)動(dòng)電源1，其可以保證出口繼電器4的正常動(dòng)作；一種是繼電器動(dòng)作線圈檢測(cè)電源2，用于提供檢測(cè)電路的電源，其電壓無(wú)法驅(qū)動(dòng)出口繼電器4的動(dòng)作線圈5，只能產(chǎn)生檢測(cè)電流，從而保證檢測(cè)時(shí)出口繼電器4不會(huì)誤動(dòng)作；控制單元9通過(guò)控制信號(hào)II操作出口繼電器動(dòng)作線圈驅(qū)動(dòng)電路單元10，控制動(dòng)作線圈5上是否有電流通過(guò)，從而控制出口繼電器4的工作。采樣電阻6可以將通過(guò)動(dòng)作線圈5的電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；通過(guò)差分放大器及前端調(diào)理電路7將電壓信號(hào)整理后輸送給模數(shù)轉(zhuǎn)換單元8 ;控制單元9可以通過(guò)數(shù)據(jù)接口接收模數(shù)單元的數(shù)據(jù)，從而得出采樣電阻6的電壓；控制單元9根據(jù)電路特性及參數(shù)判斷動(dòng)作線圈5現(xiàn)在是否有故障風(fēng)險(xiǎn)。其中，上述繼電器動(dòng)作線圈驅(qū)動(dòng)電源I和繼電器動(dòng)作線圈檢測(cè)電源2可以使用分別獨(dú)立的電源或通過(guò)同一電源分壓后實(shí)現(xiàn)，也可以用其它方案代替；電源切換模塊單元3可以通過(guò)繼電器或三極管方式實(shí)現(xiàn)，也可以用其它方案代替；采樣電阻6可以采用其它阻性材料或半導(dǎo)體材料代替；差分放大器及前端調(diào)理電路7可以采用單獨(dú)電路或者共享控制單元9內(nèi)部電路實(shí)現(xiàn)；模數(shù)轉(zhuǎn)換單元8可以采用單獨(dú)電路或者共享控制單元9內(nèi)部電路實(shí)現(xiàn)；出口繼電器動(dòng)作線圈驅(qū)動(dòng)電路單元10可由光耦或三極管等器件實(shí)現(xiàn)，也可由其它方式代替；控制單元9包含存儲(chǔ)、計(jì)算等模塊，可以用集成處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以由分立的模塊聯(lián)合進(jìn)行代替。
[0025]參見(jiàn)圖2，本發(fā)明的自檢方法中，控制單元9中的軟件調(diào)度檢測(cè)單元何事啟動(dòng)。檢測(cè)單元啟動(dòng)后，首先配置控制信號(hào)I，使繼電器動(dòng)作線圈檢測(cè)電源2導(dǎo)通，進(jìn)入檢測(cè)模式；然后配置控制信號(hào)II，使出口繼電器4的動(dòng)作線圈5導(dǎo)通，從而形成電流