具有动作接点自检功能的智能操作箱

1.一种具有动作接点自检功能的智能操作箱，其特征在于，包括：光纤通信接口、控制器、开关量处理模块、合闸处理模块和跳闸处理模块，其中：控制器通过光纤通信接口与过程层网络交换面向通用对象的变电站事件报文信息，控制器与开关量处理模块相连以传输开关量信息，控制器分别与合闸处理模块和跳闸处理模块相连获取断路器状态信息并执行跳合闸控制，开关量处理模块的输入端采集开入量信息，输出端送出开出量接点状态，合闸处理模块和跳闸处理模块分别与断路器操作机构的合闸线圈回路和跳闸线圈回路相连接；
所述的合闸处理模块包括：合闸控制执行回路、跳闸位置监视回路和合闸接点监视回路，其中：合闸控制执行回路和跳闸位置监视回路的输入端分别与断路器操作机构相连接，合闸接点监视回路的探测端与合闸控制执行回路的相连接；
所述的合闸控制执行回路包括：依次串联的第一合闸出口接点、第二合闸出口接点以及合闸控制监视电路，其中：第一合闸出口接点是由控制器控制分合的一个独立中间继电器输出接点；第二合闸出口接点是由控制器控制分合的另一个独立中间继电器输出接点；
所述的合闸控制监视电路、跳闸位置监视回路和合闸接点监视回路均为光耦检测电路，以分别检测合闸接点监视电路以及合闸控制执行回路中是否有电流通过。
所述的跳闸处理模块包括：跳闸控制执行回路、合闸位置监视回路和跳闸接点监视回路，其中：跳闸控制执行回路和合闸位置监视回路的输入端分别与断路器操作机构相连接，跳闸接点监视回路的探测端与跳闸控制执行回路的相连接；
所述的跳闸控制执行回路包括：依次串联的第一跳闸出口接点、第二跳闸出口接点和跳闸控制监视电路，其中：第一跳闸出口接点是由控制器控制分合的一个独立中间继电器输出接点；第二跳闸出口接点是由控制器控制分合的另一个独立中间继电器输出接点；
所述的跳闸控制监视电路、合闸位置监视回路和跳闸接点监视回路均为光耦检测电路，以分别检测合闸位置监视电路以及跳闸控制执行回路是否有电流通过。

具有动作接点自检功能的智能操作箱\n技术领域\n[0001] 本发明涉及的是一种电力保护技术领域的装置，具体是一种具有动作接点自检功能的智能操作箱。\n背景技术\n[0002] 电气二次操作回路是对电气一次设备进行操作控制的电路，是继电保护的一个重要组成部分。在数字化变电站开始应用的今天，在继电保护设备要求进行状态检修的形势下，作为继电保护出口控制、现普遍应用的操作回路因不具备自检、在线监测、数据远传等功能，显然已不能满足要求。\n[0003] 跳合闸动作接点由于长时间运行或其它原因，有可能出现接点粘连或拒动的异常情况。这种异常情况的及时诊断，对于断路器操作而言是极为重要的。然而，据了解目前国内的智能微机型操作箱，普遍都不具备动作接点自动检测的能力。\n[0004] 经过对现有技术的检索发现：《PCS-222B智能操作箱技术和使用说明书》记载了一种功能全面的智能微机型操作箱及其实现方法。PCS-222B智能操作箱实现了断路器状态监视、控制回路检查、断路器跳合闸操作等功能，支持GOOSE报文。\n[0005] 但是该现有技术同样不具备跳合闸动作接点自检能力，无法实现保护系统完整的状态监测。\n发明内容\n[0006] 本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种具有动作接点自检功能的智能操作箱。在智能操作箱跳闸或合闸接点完成动作后，自动对该动作接点执行闭合、分断动作序列状态检测的发明。该发明解决了电气二次回路状态检修问题，从而也为实现保护系统完整的状态监测，继电保护实行状态检修创造了必要的条件。\n[0007] 本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：光纤通信接口、控制器、开关量处理模块、合闸处理模块和跳闸处理模块，其中：控制器通过光纤通信接口与过程层网络交换GOOSE(面向通用对象的变电站事件)报文信息，控制器与开关量处理模块相连以传输开关量信息，控制器分别与合闸处理模块和跳闸处理模块相连获取断路器状态信息并执行跳合闸控制，开关量处理模块的输入端采集开入量信息，输出端送出开出量接点状态，合闸处理模块和跳闸处理模块分别与断路器操作机构的合闸线圈回路和跳闸线圈回路相连接。\n[0008] 所述的合闸处理模块包括：合闸控制执行回路、跳闸位置监视回路和合闸接点监视回路，其中：合闸控制执行回路和跳闸位置监视回路的输入端分别与断路器操作机构相连接，合闸接点监视回路的探测端与合闸控制执行回路的相连接。\n[0009] 所述的合闸控制执行回路包括：依次串联的第一合闸出口接点、第二合闸出口接点以及合闸控制监视电路，其中：第一合闸出口接点是由控制器控制分合的一个独立中间继电器输出接点；第二合闸出口接点是由控制器控制分合的另一个独立中间继电器输出接点。\n[0010] 所述的合闸控制监视电路、跳闸位置监视回路和合闸接点监视回路均为光耦检测电路，以分别检测合闸接点监视电路以及合闸控制执行回路中是否有电流通过。\n[0011] 所述的跳闸处理模块包括：跳闸控制执行回路、合闸位置监视回路和跳闸接点监视回路，其中：跳闸控制执行回路和合闸位置监视回路的输入端分别与断路器操作机构相连接，跳闸接点监视回路的探测端与跳闸控制执行回路的相连接。\n[0012] 所述的跳闸控制执行回路包括：依次串联的第一跳闸出口接点、第二跳闸出口接点和跳闸控制监视电路，其中：第一跳闸出口接点是由控制器控制分合的一个独立中间继电器输出接点；第二跳闸出口接点是由控制器控制分合的另一个独立中间继电器输出接点。\n[0013] 所述的跳闸控制监视电路、合闸位置监视回路和跳闸接点监视回路均为光耦检测电路，以分别检测合闸位置监视电路以及跳闸控制执行回路是否有电流通过。\n[0014] 所述的控制器采用软件实现智能操作箱的所有逻辑运算和功能判别，控制器实现了现有技术的智能操作箱控制器所实现的断路器状态监视、控制回路检查、断路器跳合闸操作等已有的逻辑运算判别功能，同时还实现了本发明所涉及到的跳合闸动作接点自检逻辑运算判别功能。\n[0015] 经试验及运行情况表明，本发明能快速自检，且检测步骤合理有效，完全满足《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》的要求。\n附图说明\n[0016] 图1为本发明结构示意图。\n[0017] 图2为合闸处理模块示意图。\n[0018] 图3为跳闸处理模块示意图。\n具体实施方案\n[0019] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。\n[0020] 如图1所示，本实施例包括：光纤通信接口、控制器、开关量处理模块、合闸处理模块和跳闸处理模块，其中：控制器通过光纤通信接口与过程层网络交换GOOSE报文信息，控制器与开关量处理模块相连以传输开关量信息，控制器分别与合闸处理模块和跳闸处理模块相连获取断路器状态信息并执行跳合闸控制，开关量处理模块的输入端采集开入量信息，输出端送出开出量接点状态，合闸处理模块和跳闸处理模块分别与断路器操作机构的合闸线圈回路和跳闸线圈回路相连接。\n[0021] 如图2所示，所述的合闸处理模块包括：合闸控制执行回路、跳闸位置监视回路和合闸接点监视回路，其中：合闸控制执行回路和跳闸位置监视回路的输入端分别与断路器操作机构相连接，合闸接点监视回路的探测端与合闸控制执行回路的相连接。\n[0022] 所述的合闸控制执行回路包括：依次串联的第一合闸出口接点HZCK1、第二合闸出口接点HZCK2以及合闸控制监视电路，其中：第一合闸出口接点是由控制器控制分合的一个独立中间继电器输出接点；第二合闸出口接点是由控制器控制分合的另一个独立中间继电器输出接点；\n[0023] 所述的合闸控制监视电路为光耦检测电路，在控制器中设置“合闸监视”软件标志反映该光耦开入状态，控制器软件通过查看“合闸监视”标志即可确定合闸控制监视电路是否有电流通过。\n[0024] 所述的跳闸位置监视回路为光耦检测电路，在控制器中设置“跳位监视”软件标志反映该光耦开入状态，控制器软件通过查看“跳位监视”标志即可确定跳闸位置监视电路是否有电流通过。\n[0025] 所述的合闸接点监视回路为光耦检测电路，在控制器中设置“合闸接点监视”软件标志反映该光耦开入状态，控制器软件通过查看“合闸接点监视”标志即可确定合闸接点监视电路是否有电流通过。\n[0026] 如图3所示，所述的跳闸处理模块包括：跳闸控制执行回路、合闸位置监视回路和跳闸接点监视回路，其中：跳闸控制执行回路和合闸位置监视回路的输入端分别与断路器操作机构相连接，跳闸接点监视回路的探测端与跳闸控制执行回路的相连接。\n[0027] 所述的跳闸控制执行回路包括：依次串联的第一跳闸出口接点TZCK1、第二跳闸出口接点TZCK2和跳闸控制监视电路，其中：第一跳闸出口接点是由控制器控制分合的一个独立中间继电器输出接点；第二跳闸出口接点是由控制器控制分合的另一个独立中间继电器输出接点；\n[0028] 所述的跳闸控制监视电路为光耦检测电路，在控制器中设置“跳闸监视”软件标志反映该光耦开入状态，控制器软件通过查看“跳闸监视”标志即可确定跳闸控制监视电路是否有电流通过。\n[0029] 所述的合闸位置监视回路为光耦检测电路，在控制器中设置“合位监视”软件标志反映该光耦开入状态，控制器软件通过查看“合位监视”标志即可确定合闸位置监视电路是否有电流通过。\n[0030] 所述的跳闸接点监视回路为光耦检测电路，在控制器中设置“跳闸接点监视”软件标志反映该光耦开入状态，控制器软件通过查看“跳闸接点监视”标志即可确定跳闸接点监视电路是否有电流通过。\n[0031] 所述的光纤通信接口可接收过程层网络下发的各种GOOSE命令，在控制器中设置各种软件标志反映收到命令的状态；采用GOOSE报文将控制器判别出的各种状态信息上送到过程层网络。\n[0032] 所述的开关量处理模块采用光耦开入方式采集各种状态信息，例如：压力低闭锁操作、压力低闭锁合闸、压力低闭锁跳闸、手动合闸等状态信息；采用空接点方式将控制器判别状态结果送出。\n[0033] 所述的控制器采用软件实现智能操作箱的所有逻辑运算和功能判别，控制器实现了现有的智能操作箱控制器所实现的断路器状态监视、控制回路检查、断路器跳合闸操作等已有的逻辑运算判别功能，同时还实现了本实施例所涉及到的跳合闸动作接点自检逻辑运算判别功能。\n[0034] 在控制器中设置的、与本实施例所涉及到的跳合闸动作接点自检逻辑相关的软件标志整理如下：\n[0035] “合闸监视”标志取值及含义：\n[0036] 取值“0”：表示合闸控制监视电路无电流通过；\n[0037] 取值“1”：表示合闸控制监视电路有电流通过；\n[0038] “跳位监视”标志取值及含义：\n[0039] 取值“0”：表示跳闸位置监视电路无电流通过；\n[0040] 取值“1”：表示跳闸位置监视电路有电流通过；\n[0041] “合闸接点监视”标志取值及含义：\n[0042] 取值“0”：表示合闸接点监视电路无电流通过；\n[0043] 取值“1”：表示合闸接点监视电路有电流通过；\n[0044] “跳闸监视”标志取值及含义：\n[0045] 取值“0”：表示跳闸控制监视电路无电流通过；\n[0046] 取值“1”：表示跳闸控制监视电路有电流通过；\n[0047] “合位监视”标志取值及含义：\n[0048] 取值“0”：表示合闸位置监视电路无电流通过；\n[0049] 取值“1”：表示合闸位置监视电路有电流通过；\n[0050] “跳闸接点监视”标志取值及含义：\n[0051] 取值“0”：表示跳闸接点监视电路无电流通过；\n[0052] 取值“1”：表示跳闸接点监视电路有电流通过；\n[0053] 本实施例通过以下步骤实现涉及自动检测：\n[0054] 第一步、执行合闸接点自动检测，顺序包含以下步骤：\n[0055] 1.1)合闸接点自检前提条件判别：只在断路器处于合闸位置，并且已可靠分断第一合闸出口和第二合闸出口两付合闸接点的前提条件下才能执行合闸接点自检的后续步骤。判别条件如下：\n[0056] “跳位监视”标志取值为“0”；\n[0057] “合闸接点监视”标志取值为“0”；\n[0058] “合闸监视”标志取值为“0”；\n[0059] 在设定的1s判别时间内，如果上述三个条件按逻辑“与”的关系持续满足500ms，则判别为合闸接点自检条件满足，转到步骤1.2)继续执行；\n[0060] 否则在经过设定的1s判别时间后，判别合闸接点自检条件不具备，停止自检直接返回。\n[0061] 1.2)第一合闸出口接点闭合检查：驱动第一合闸出口接点闭合，执行第一合闸出口接点闭合检查判别，判定条件如下：\n[0062] “合闸接点监视”标志取值为“1”；\n[0063] 在设定的1s判别时间内，如果上述条件持续满足500ms，则认为第一合闸接点正常闭合，转到步骤1.3)继续执行。\n[0064] 否则在经过设定的1s判别时间后，判别为第一合闸接点拒动，收回第一合闸出口接点，停止自检直接返回。\n[0065] 1.3)第一合闸出口接点分断检查：收回第一合闸出口接点，执行第一合闸出口接点分断检查判别，判定条件如下：\n[0066] “合闸接点监视”标志取值为“0”；\n[0067] 在设定的1s判别时间内，如果上述条件持续满足500ms，则认为第一合闸接点正常分断，转到步骤1.4)继续执行。\n[0068] 否则在经过设定的1s判别时间后，判别为合闸接点粘死，停止自检直接返回。\n[0069] 1.4)第二合闸出口接点闭合检查：驱动第二合闸出口接点闭合，执行第二合闸出口接点闭合检查判别，判定条件如下：\n[0070] “跳位监视”标志取值为“1”；\n[0071] “合闸接点监视”标志取值为“1”；\n[0072] “合闸监视”标志取值为“1”；\n[0073] 在设定的1s判别时间内，如果上述条件持续满足500ms，则认为第二合闸接点正常闭合，转到步骤1.5)继续执行。\n[0074] 否则在经过设定的1s判别时间后，判别为第二合闸接点拒动，收回第二合闸出口接点，停止自检直接返回。\n[0075] 1.5)第二合闸出口接点分断检查：收回第二合闸出口接点，执行第二合闸出口接点分断检查判别，判定条件如下：\n[0076] “跳位监视”标志取值为“0”；\n[0077] “合闸接点监视”标志取值为“0”；\n[0078] “合闸监视”标志取值为“0”；\n[0079] 在设定的1s判别时间内，如果上述条件持续满足500ms，则认为第二合闸接点正常分断，转到1.6)继续执行。\n[0080] 否则在经过设定的1s判别时间后，判别为第二合闸接点粘死，停止自检返回。\n[0081] 1.6)可判定本次合闸接点自检无异常。\n[0082] 至此，完成了一次合闸接点自检的全部步骤。\n[0083] 第二步、执行跳闸接点自动检测，顺序包含以下步骤：\n[0084] 2.1)跳闸接点自检前提条件判别：只在断路器处于跳闸位置，并且已可靠分断第一跳闸出口和第二跳闸出口两付跳闸接点的前提条件下才能执行跳闸接点自检的后续步骤。判别条件如下：\n[0085] “合位监视”标志取值为“0”；\n[0086] “跳闸接点监视”标志取值为“0”；\n[0087] “跳闸监视”标志取值为“0”；\n[0088] 在设定的1s判别时间内，如果上述三个条件按逻辑“与”的关系持续满足500ms，则判别为跳闸接点自检条件满足，转到步骤2.2)继续执行；\n[0089] 否则在经过设定的1s判别时间后，判别跳闸接点自检条件不具备，停止自检直接返回。\n[0090] 2.2)第一跳闸出口接点闭合检查：驱动第一跳闸出口接点闭合，执行第一跳闸出口接点闭合检查判别，判定条件如下：\n[0091] “跳闸接点监视”标志取值为“1”；\n[0092] 在设定的1s判别时间内，如果上述条件持续满足500ms，则认为第一跳闸接点正常闭合，转到步骤2.3)继续执行。\n[0093] 否则在经过设定的1s判别时间后，判别为第一跳闸接点拒动，收回第一跳闸出口接点，停止自检直接返回。\n[0094] 2.3)第一跳闸出口接点分断检查：收回第一跳闸出口接点，执行第一跳闸出口接点分断检查判别，判定条件如下：\n[0095] “跳闸接点监视”标志取值为“0”；\n[0096] 在设定的1s判别时间内，如果上述条件持续满足500ms，则认为第一跳闸接点正常分断，转到步骤2.4)继续执行。\n[0097] 否则在经过设定的1s判别时间后，判别为跳闸接点粘死，停止自检直接返回。\n[0098] 2.4)第二跳闸出口接点闭合检查：驱动第二跳闸出口接点闭合，执行第二跳闸出口接点闭合检查判别，判定条件如下：\n[0099] “合位监视”标志取值为“1”；\n[0100] “跳闸接点监视”标志取值为“1”；\n[0101] “跳闸监视”标志取值为“1”；\n[0102] 在设定的1s判别时间内，如果上述条件持续满足500ms，则认为第二跳闸接点正常闭合，转到步骤2.5)继续执行。\n[0103] 否则在经过设定的1s判别时间后，判别为第二跳闸接点拒动，收回第二跳闸出口接点，停止自检直接返回。\n[0104] 2.5)第二跳闸出口接点分断检查：收回第二跳闸出口接点，执行第二跳闸出口接点分断检查判别，判定条件如下：\n[0105] “合位监视”标志取值为“0”；\n[0106] “跳闸接点监视”标志取值为“0”；\n[0107] “跳闸监视”标志取值为“0”；\n[0108] 在设定的1s判别时间内，如果上述条件持续满足500ms，则认为第二跳闸接点正常分断，转到2.6)继续执行。\n[0109] 否则在经过设定的1s判别时间后，判别为第二跳闸接点粘死，停止自检返回。\n[0110] 2.6)可判定本次跳闸接点自检无异常。\n[0111] 至此，完成了一次跳闸接点自检的全部步骤。\n[0112] 本实施例与现有技术相比具有跳合闸动作接点完成跳合闸动作后，能自动对该动作接点执行闭合、分断动作序列状态检测，使得动作接点的任何异常状况都能被及时诊断的优点。