一种继电器辅助触点监测装置及刀闸控制系统

技术领域

本发明实施例涉及电力控制技术领域，尤其涉及一种继电器辅助触点监测装置及刀闸控制系统。

背景技术

随着电力需求的增长，越来越多变电站建设投入，电网规模的不断扩大，控制刀闸工作的刀闸控制回路及驱动刀闸导通或断开的电机回路上均存在众多继电器及其辅助触点，当回路中某一继电器辅助触点损坏时，将导致整个控制回路故障，刀闸无法控制分、合闸，现有的刀闸控制回路存在运维难度及运维成本较高。

发明内容

本发明实施例提供一种继电器辅助触点监测装置及刀闸控制系统，以解决现有的刀闸控制回路存在运维难度及运维成本较高的问题。

为实现上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种继电器辅助触点监测装置，包括：

交流采样模块，交流采样模块与继电器的辅助触点的远离电源侧的一端连接；交流采样模块用于采集继电器的辅助触点的远离电源侧的一端的电压；

数字运算模块，数字运算模块与交流采样模块连接，数字运算模块用于将交流采样模块输出的电压信号转换为数字信号；

通讯处理模块以及人机接口屏，通讯处理模块分别与数字运算模块和人机接口屏连接，通讯处理模块用于将数字信号传输至人机接口屏，人机接口屏用于根据数字信号显示继电器的辅助触点的导通状态。

可选的，交流采样模块包括采样保持电路和滤波电路；

滤波电路的输入端与交流采样模块的输入端电连接；滤波电路用于滤除工频的噪声电压；

采样保持电路的输入端与滤波电路的输出端电连接；采样保持电路的输出端与交流采样模块的输出端电连接，采样保持电路用于对采集到的电压进行保持。

可选的，采样保持电路包括：第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容以及第二电容；

第一运算放大器的正相输入端与滤波电路的输出端电连接，第一运算放大器的反相输入端与第二电阻的第一端以及第三电阻的第一端电连接，第一运算放大器的输出端通过第一电阻与第二运算放大器的正相输入端以及第二电容的第一端电连接，第二电容的第二端接地；第二运算放大器的反相输入端与第二电阻的第二端以及第一电容的第一端电连接；第二运算放大器的输出端与第三电阻的第二端以及第一电容的第二端电连接。

可选的，滤波电路包括：RC滤波模块和电压跟随器，

RC滤波模块的输入端与滤波电路的输入端电连接，RC滤波模块的输出端与电压跟随器的输入端连接。

可选的，数字运算模块包括：比较器和二极管；

比较器的正相输入端与交流采样模块的输出端电连接，比较器的反相输入端用于输入参考电压；比较器的输出端与二极管的阳极电连接，二极管的阴极与数字运算模块的输出端电连接。

可选的，继电器辅助触点监测装置还包括：站端维护子站模块，站端维护子站模块与通讯处理模块通讯连接，站端维护子站模块用于通过通讯处理模块获取数字信号。

可选的，继电器辅助触点监测装置还包括：调度维护主站模块，调度维护主站模块与站端维护子站模块通信连接，调度维护主站模块用于通过站端维护子站模块获取数字信号。

第二方面，本发明实施例提供一种刀闸控制系统，包括第一方面任意继电器辅助触点监测装置、刀闸控制回路以及刀闸；

刀闸控制回路用于控制刀闸导通或断开；

刀闸控制回路包括第一继电器，第一继电器包括辅助触点；

继电器辅助触点监测装置用于监测第一继电器的辅助触点的导通状态。

可选的，刀闸控制回路还包括：电机以及电机控制电路；

刀闸控制回路通过电机控制电路控制电机，电机动作驱动刀闸导通或断开；

电机控制电路包括第二继电器，第二继电器包括辅助触点；

继电器辅助触点监测装置还用于监测第二继电器的辅助触点的导通状态。

可选的，电机控制电路控制电机正转或反转；

电机正转时，驱动刀闸闭合；电机反转时，驱动刀闸断开。

本发明实施例提供的继电器辅助触点监测装置通过交流采样模块采集继电器的辅助触点的远离电源侧的一端的电压信号，并将采集到的电压信号输出至数字运算模块，通过数字运算模块将交流采样模块输出的电压信号转换为数字信号，并通过通讯处理模块将数字信号传输至人机接口屏，在人机接口屏上显示继电器的辅助触点的导通状态，实现了对辅助触点的导通状态的可视化监测，降低了对刀闸的控制回路运维的难度和运维成本，解决了现有的刀闸控制回路存在运维难度及运维成本较高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种继电器辅助触点监测装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种继电器辅助触点监测装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的又一种继电器辅助触点监测装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的又一种继电器辅助触点监测装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的又一种继电器辅助触点监测装置的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的又一种继电器辅助触点监测装置的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种刀闸控制系统的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种继电器辅助触点监测装置的人机接口屏的显示界面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

基于上述技术问题，本实施例提出了以下解决方案：

图1是本发明实施例提供的一种继电器辅助触点监测装置的结构示意图。参见图1，本发明实施例提供的继电器辅助触点监测装置100包括交流采样模块1、数字运算模块2、通讯处理模块3以及人机接口屏4，交流采样模块1与继电器的辅助触点的远离电源侧的一端连接；交流采样模块1用于采集继电器的辅助触点的远离电源侧的一端的电压；数字运算模块2与交流采样模块1连接，数字运算模块2用于将交流采样模块1输出的电压信号转换为数字信号；通讯处理模块3分别与数字运算模块2和人机接口屏4连接，通讯处理模块3用于将数字信号传输至人机接口屏4，人机接口屏4用于根据数字信号显示继电器的辅助触点的导通状态。

具体地，继电器的辅助触点包括常开触点和常闭触点，常开触点在远离电源侧的一端没有电压信号，也即电压信号等于零，当常开触点闭合后，常开触点在远离电源侧的一端有电压信号。常闭触点在远离电源侧的一端有电压信号，当常闭触点断开时，常闭触点在远离电源侧的一端将没有电压信号。交流采样模块1采集继电器的辅助触点的远离电源侧的一端的电压信号，并将采集到的电压信号输出至数字运算模块2，数字运算模块2将交流采样模块1输出的电压信号转换为数字信号，示例性地，可以设置数字信号为高电平时，表示继电器的辅助触点远离电源侧的一端有电压信号，指示辅助触点为闭合状态；数字信号为低电平时，表示继电器的辅助触点远离电源侧的一端无电压信号，指示辅助触点断开。

通讯处理模块3通过MMI通信与人机接口屏4进行通讯，实现继电器辅助触点监测装置的就地监控及通讯功能。人机接口屏4可以实现人机就地交互，构造简单，可以包括翻页键，通过翻页键上下翻动，对继电器各辅助触点上待测节点的电压等信息进行查看。通讯处理模块3将数字信号传输至人机接口屏4，在人机接口屏4上显示继电器的辅助触点的导通状态，实现了对辅助触点的导通状态的可视化监测，降低了对刀闸的控制回路运维的难度和运维成本。

本实施例提供的继电器辅助触点监测装置通过交流采样模块采集继电器的辅助触点的远离电源侧的一端的电压信号，并将采集到的电压信号输出至数字运算模块，通过数字运算模块将交流采样模块输出的电压信号转换为数字信号，并通过通讯处理模块将数字信号传输至人机接口屏，在人机接口屏上显示继电器的辅助触点的导通状态，实现了对辅助触点的导通状态的可视化监测，降低了对刀闸的控制回路运维的难度和运维成本，解决了现有的刀闸控制回路存在运维难度及运维成本较高的问题。

可选的，图2是本发明实施例提供的另一种继电器辅助触点监测装置的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图2，本实施例提供的继电器辅助触点监测装置100的交流采样模块1包括采样保持电路11和滤波电路12；滤波电路12的输入端121与交流采样模块1的输入端电连接；滤波电路12用于滤除工频的噪声电压；采样保持电路11的输入端111与滤波电路12的输出端122电连接；采样保持电路11的输出端112与交流采样模块1的输出端电连接，采样保持电路11用于对采集到的电压进行保持。

具体的，滤波电路12可以为带通滤波电路，例如二阶RC滤波电路，二阶RC滤波器可以滤除非工频的噪声电压，从而保证采样的正确性及有效性。采样保持电路11可以对采集电压进行保持，使得采样保持电路11以尽可能长的时间保持采集到的继电器辅助触点待测节点的电压，便于数字模块对采集到的电压信号进行处理。

可选的，图3是本发明实施例提供的又一种继电器辅助触点监测装置的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图3，本实施例提供的继电器辅助触点监测装置100的采样保持电路11包括第一运算放大器113、第二运算放大器114、第一电阻115、第二电阻116、第三电阻117、第一电容118以及第二电容119；第一运算放大器113的正相输入端与滤波电路12的输出端122电连接，第一运算放大器113的反相输入端与第二电阻116的第一端以及第三电阻117的第一端电连接，第一运算放大器113的输出端通过第一电阻115与第二运算放大器114的正相输入端以及第二电容119的第一端电连接，第二电容119的第二端接地；第二运算放大器114的反相输入端与第二电阻116的第二端以及第一电容118的第一端电连接；第二运算放大器114的输出端与第三电阻117的第二端以及第一电容118的第二端电连接。

具体地，参见图3，交流电压信号经过对地测量从滤波电路12的输入端121输入后，首先经过滤波电路12，将交流电压信号中的50Hz附近的电压基波通过，而过滤其他频率的谐波；其次经过采样保持电路11，将输入采样保持电路11的输入端111的采样输入信号保持在某时刻电压值，为数字运算模块2和通信处理模块3的处理争取更多时间，保证人机接口屏上显示示数的稳定性。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图3，本实施例提供的继电器辅助触点监测装置100的滤波电路12包括RC滤波模块123和电压跟随器124，RC滤波模块123的输入端与滤波电路12的输入端121电连接，RC滤波模块123的输出端与电压跟随器124的输入端连接。

具体地，RC滤波模块123起滤波作用，电压跟随器124起对经过滤波后的电压信号进行电压跟随。

可选的，图4是本发明实施例提供的又一种继电器辅助触点监测装置的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图4，本实施例提供的继电器辅助触点监测装置100的数字运算模块2包括比较器21和二极管22；比较器21的正相输入端与交流采样模块1的输出端电连接，比较器21的反相输入端用于输入参考电压Ur；比较器21的输出端与二极管22的阳极电连接，二极管22的阴极与数字运算模块2的输出端电连接。

具体地，比较器21起电压比较作用，当输入数字运算模块2的电压信号大于或等于参考电压Ur时，比较器21输出高电平U

可选的，图5是本发明实施例提供的又一种继电器辅助触点监测装置的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图5，本实施例提供的继电器辅助触点监测装置100的还包括站端维护子站模块5，站端维护子站模块5与通讯处理模块3通讯连接，站端维护子站模块5用于通过通讯处理模块3获取数字信号。

具体地，站端维护子站模块5可以展示整个刀闸控制回路，并用节点颜色标注出刀闸回路的通断情况，示例性地，可以设置绿色表示继电器的辅助触点远离电源一侧的节点电压有电位，红色表示继电器的辅助触点远离电源一侧的节点电压无电位，可以直观地通过显示图像的颜色判断故障，方便站中运行人员及继保自动化人员对刀闸控制回路进行监测。

可选的，图6是本发明实施例提供的又一种继电器辅助触点监测装置的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图6，本实施例提供的继电器辅助触点监测装置100还包括调度维护主站模块6，调度维护主站模块6与站端维护子站模块5通信连接，调度维护主站模块6用于通过站端维护子站模块5获取数字信号。

具体地，继电器辅助触点监测装置100通过IEC61850规约，二次安防II区非实时通道上送到调度维护主站模块6。

可选的，图7是本发明实施例提供的一种刀闸控制系统的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图7，本发明实施例提供的刀闸控制系统包括上述任意实施例提出的继电器辅助触点监测装置100、刀闸控制回路200以及刀闸；刀闸控制回路200用于控制刀闸导通或断开；刀闸控制回路包括第一继电器201，第一继电器201包括辅助触点202；继电器辅助触点监测装置100用于监测第一继电器201的辅助触点202的导通状态。

具体地，继电器辅助触点监测装置100安装于线路测控屏，继电器辅助触点监测装置100可以监测刀闸控制回路200中第一继电器201的辅助触点202的导通状态，以便于维护人员对刀闸控制回路情况进行查看。示例性地，继续结合图6和图7，以高电平为1，低电平为0表示电位。如果现场继电器辅助触点K1闭合有问题，导致刀闸控制回路200故障，继电器辅助触点K2和S1均故障。通过就地监测装置测量，节点n11、n12以及n13的电位均为0，而其他回路是导通的，因此，节点n881、n882以及n883的电位不为0，经交流采样模块1进行采样处理，数字运算模块2进行模数转换后，输出电位为1，再经通讯处理模块3传输到站端维护子站模块5，仅有节点n11、n12、n13的颜色显示为红色，其他节点显示为绿色。调度维护主站模块6也可以接收并显示继电器辅助触点被检测的各节点的电位信息，并及时通知班组人员进站维护，更换相应型号的辅助触点，缩短了发现及消除缺陷的时间，提高工作效率。

可选的，本发明实施例提供的刀闸控制系统的刀闸控制回路还包括电机以及电机控制电路；刀闸控制回路通过电机控制电路控制电机，电机动作驱动刀闸导通或断开；电机控制电路包括第二继电器，第二继电器包括辅助触点；继电器辅助触点监测装置还用于监测第二继电器的辅助触点的导通状态。

可选的，电机通过电机控制电路控制电机正转或反转，可以设置电机正转时，驱动刀闸闭合；电机反转时，驱动刀闸断开。电机控制电路中包括第二继电器，可以采用继电器辅助触点监测装置对第二继电器的辅助触点进行监测，以便及时发现电机控制电路中第二继电器的辅助触点的闭合缺陷，缩短发现及消除故障的时间，进一步提高工作效率。

需要说明的是，继续参见图6，若现场有测控装置、监控后台、智能远动装置，可以只增加继电器辅助触点监测装置100中的交流采样模块1和数字运算模块2，将电压信号转换为数字信号，接入测控开入开出插件，可以获得硬接点信号，有电压信号为1，无电压信号为0。图8是本发明实施例提供的一种继电器辅助触点监测装置的人机接口屏的显示界面示意图。在上述实施例的基础上，参见图8，通过测控装置的通讯模块传送到监控后台，通过增加图源信号，可以制作刀闸的可视化回路界面，再经告警直传从智能远动装置上送到调度维护主站模块，可以降低改造费用。需要说明的是，图8示例性的示出某一继电器，型号为HH53P11，该继电器对应的节点电位1为ON，表示该继电器对应的节点电位1处的电位为高电平；该继电器对应的节点电位2为ON，表示该继电器对应的节点电位2处的电位为高电平；该继电器对应的节点电位3为ON，表示该继电器对应的节点电位3处的电位为高电平；该继电器对应的节点电位4为ON，表示该继电器对应的节点电位4处的电位为高电平；该继电器对应的节点电位5为OFF，表示该继电器对应的节点电位5处的电位为低电平；该继电器对应的节点电位6为OFF，表示该继电器对应的节点电位6处的电位为低电平。

本发明实施例提供的刀闸控制系统调度或运行人员远程操作刀闸前，可以观察刀闸控制回路的有效性，无效时可提早提醒班组到站处理，减少操作时间，提高效率；班组人员进站工作前，可以预判故障所在，如某一型号辅助触点损坏时，可以提前备好备品备件，进站工作时，可以直接对故障进行处理，减少判断故障时间，提高消缺效率；由于刀闸控制回路可视化，可以直接在故障区域进行工作，减少工作范围，降低操作风险。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。