CN117517942A - 一种跳闸监视回路及*** - Google Patents

Abstract

本申请提出一种跳闸监视回路及***，包括：控制模块用于控制多个不同电压等级的电机电源提供启动或关断；第一监视模块与控制模块中事故跳闸支路连接，对事故跳闸支路进行实时监控；第二监视模块与控制模块中就地跳闸支路连接，对就地跳闸支路进行实时监控；第三监视模块与控制模块中远方跳闸支路连接，对所述远方跳闸支路进行实时监控。增加第一监视模块、第二监视模块以及第三监视模块即可实现电机电源开关中跳闸支路的监视功能，便于作业人员在电机电源发生无指令跳闸时第一时间定位到故障位置，极大地提高作业人员的工作效率，尤其是影响火电机组运行的重要电机，能够在该电机发生故障时及时确认故障并缩短维修运维的时间，具有广泛地适用性。

Description

一种跳闸监视回路及***

技术领域

本申请涉及电力设备控制与应用技术领域，尤其涉及一种跳闸监视回路及***。

背景技术

电机电源在运行过程中，若DCS控制卡件(DCS是分布式控制***DistributedControl System的英文缩写，又称之为集散控制***。所谓的分布式控制***，或者称之为集散***，是相对于集中式控制***而言的一种新型计算机控制***，它是在集中式控制***的基础上发展、演变而来的。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机***，综合了计算机，通信、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便)、就地跳闸按钮或者事故跳闸按钮中任意设备故障，则会造成电机的开关进入无指令跳闸阶段，即开关在非人为主动操作的情况下异常跳闸，例如，DCS控制卡件因故障而自动发出跳闸指令、或事故跳闸按钮因内部受潮而导致按钮的按点短路。此时需要对可能引起跳闸的所有电机电源回路进行检查，增加了事故处理难度和事故处理时间，不利于作业人员及时排除故障。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本申请实施例提供一种跳闸监视回路及***。

本申请第一方面实施例提出了一种跳闸监视回路，包括：

控制模块，所述控制模块用于控制多个不同电压等级的电机电源提供启动或关断；

第一监视模块，所述第一监视模块与所述控制模块中事故跳闸支路连接，对所述事故跳闸支路进行实时监控；

第二监视模块，所述第二监视模块与所述控制模块中就地跳闸支路连接，对所述就地跳闸支路进行实时监控；

第三监视模块，所述第三监视模块与所述控制模块中远方跳闸支路连接，对所述远方跳闸支路进行实时监控。

可选地，所述第一监视模块包括：机电继电器、固态继电器。

可选地，所述第二监视模块包括：机电继电器、固态继电器。

可选地，所述第三监视模块包括：机电继电器、固态继电器。

可选地，所述机电继电器包括电流型继电器，所述事故跳闸支路的动作电流、所述就地跳闸支路的动作电流以及所述远方跳闸支路的动作电流均大于所述机电继电器的动作电流。

可选地，所述机电继电器的额定电压和所述跳闸监视回路的母线电压相等；所述固态开关的额定电压和所述跳闸监视回路的母线电压相等。

可选地，所述第一监视模块、所述第二监视模块以及所述第三监视模块均通过卡式连接的方式或铰链连接的方式与所述控制模块连接。

可选地，所述控制模块包括：电源开关、切换开关、就地跳闸按钮、就地合闸按钮、事故跳闸按钮、远方跳闸信号开关、远方合闸信号开关、开关跳闸线圈以及开关合闸线圈，其中：

所述电源开关的第一端与电机电源的第一端连接；所述切换开关的第一端与所述电源开关的第二端连接；所述就地跳闸按钮的第一端与所述切换开关的第二端连接；所述就地合闸按钮的第一端与所述切换开关的第二端及所述切换开关的第三端连接；所述事故跳闸按钮的第一端与所述电源开关的第二端连接；所述第一监视模块的第一端与所述事故跳闸按钮的第二端连接；所述第二监视模块的第一端与所述就地跳闸按钮的第二端连接；所述远方跳闸信号开关的第一端以及所述远方合闸信号开关的第一端均与所述切换开关的第三端连接；所述第三监视模块的第一端与所述远方跳闸信号开关的第二端连接；所述开关跳闸线圈的第一端与所述第一监视模块的第二端、所述第二监视模块的第二端及所述第三监视模块的第二端连接，所述开关跳闸线圈的第二端与电机电源的第二端连接；所述开关合闸线圈的第一端与所述就地合闸按钮的第二端及所述远方合闸信号开关的第二端连接，所述开关合闸线圈的第二端与电机电源的第二端连接。

可选地，所述电机电源包括：交流电机、直流电机。

本申请第二方面实施例提出了一种跳闸监视***，包括：如本公开第一方面实施例提供的跳闸监视回路。

本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

增加第一监视模块、第二监视模块以及第三监视模块即可实现电机电源开关中跳闸支路的监视功能，能够对电机电源***中的开关柜进行合理利用，将第一监视模块、第二监视模块以及第三监视模块监视到的异常动作信号传输至集控中心，便于作业人员在电机电源发生无指令跳闸时第一时间定位到故障位置，极大地提高作业人员的工作效率，尤其是影响火电机组运行的重要电机，能够在该电机发生故障时及时确认故障并缩短维修运维的时间，具有广泛地适用性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请一示例所提供的电机电源的控制回路的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的跳闸监视回路的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请实施例相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请实施例可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”及“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的要素。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

需要说明的是，本申请中任一个实施例提供的跳闸监视回路可以单独执行，或是结合其他实施例中的可能的实现方法一起被执行，还可以结合相关技术中的任一种技术方案一起被执行。

图1为本申请一示例所提供的电机电源的控制回路的结构示意图。如图1所示，所述电机电源的控制回路包括：电源开关1、切换开关2、就地跳闸按钮3、就地合闸按钮4、事故跳闸按钮5、远方跳闸信号开关6、远方合闸信号开关7、开关跳闸线圈8以及开关合闸线圈9，其中：

当电源开关1合闸后，该电机电源的控制回路即可带电，断路器(并没有在图1中进行展示，短路器的主要起短路和过载保护的作用，还附带有漏电保护，常见的断路器包括空气开关)可以通过切换开关2选择“远方”或者“就地”的控制方式(其中，“就地”是指被控制设备所在地的控制，就是在现场控制，是指在现场直接操作开关，通常是在箱式变电站内操作；“远方”就是后台控制或远程集控***，后台控制或远程集控***通常采用RTU，其中，RTU的英文全称为Remote Terminal Unit，翻译过来是远端控制单元装置，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。RTU具有优良的通讯能力和更大的存储容量，适用于更恶劣的温度和湿度环境，提供更多的计算功能)，如果切换开关2连接至“就地”模式，在就地跳闸按钮3被接通时，则开关跳闸线圈8带电，使控制回路实现开关就地跳闸的功能；当就地合闸按钮4被接通时，则开关合闸线圈9带电，使控制回路实现开关就地合闸的功能。

如果切换开关2连接至“远方”模式，可通过分布式控制***DCS或者远程集控***使该电机电源的控制回路实现“远方”操作功能，当远方跳闸信号开关6被接通时，则开关跳闸线圈8带电，使控制回路实现开关远方跳闸的功能，当远方合闸信号开关7被接通时，则开关合闸线圈9带电，使控制回路实现开关远方合闸的功能。

同时，为了保证作业人员及时发现故障后能够及时停运电机电源，在该电机电源的周边设置了事故跳闸按钮5，当事故跳闸按钮5被接通时，该电机电源的控制回路可实现事故跳闸功能。

从图1可以看出，如果DCS控制卡件、就地跳闸按钮3或事故跳闸按钮5或远方跳闸信号开关6中任意设备出现故障，则会造成该电机电源的开关无指令跳闸，即开关非人为主动操作的情况下的异常跳闸，例如DCS控制卡件因故障而自动发出跳闸指令、就地跳闸按钮3或事故跳闸按钮5或远方跳闸信号开关6因内部受潮而导致按点短路等，作业人员需要对可能引起跳闸的所有支路进行全面检查，这势必增加故障处理的难度和故障处理的时间，严重制约电机电源的运行效率。

下面参照附图描述本申请实施例的跳闸监视回路及其***。

图2为本申请实施例所提供的跳闸监视回路的结构示意图。如图2所示，该跳闸监视回路，包括：

控制模块，所述控制模块用于控制多个不同电压等级的电机电源提供启动或关断。需要说明的是，该电机电源包括：6kV电机电源、380V电机电源、110V电机电源、220V电机电源或者其他电压等级的电机电源。所述电机电源包括：交流电机、直流电机，其中，6kV电机电源和380V电机电源通常包括交流电机电源；110V电机电源和220V电机电源通常包括直流电机电源。具体的电机电源应根据实际的使用场景进行设置，在这里就不一一赘述。

可选地，所述控制模块包括：电源开关11、切换开关12、就地跳闸按钮13、就地合闸按钮14、事故跳闸按钮15、远方跳闸信号开关16、远方合闸信号开关17、开关跳闸线圈18以及开关合闸线圈19，其中：

所述电源开关11的第一端与电机电源的第一端连接；所述切换开关12的第一端与所述电源开关11的第二端连接；所述就地跳闸按钮13的第一端与所述切换开关12的第二端连接；所述就地合闸按钮14的第一端与所述切换开关12的第二端及所述切换开关12的第三端连接；所述事故跳闸按钮15的第一端与所述电源开关11的第二端连接；第一监视模块10的第一端与所述事故跳闸按钮15的第二端连接；第二监视模块20的第一端与所述就地跳闸按钮13的第二端连接；所述远方跳闸信号开关16的第一端以及所述远方合闸信号开关17的第一端均与所述切换开关12的第三端连接；第三监视模块30的第一端与所述远方跳闸信号开关16的第二端连接；所述开关跳闸线圈18的第一端与第一监视模块10的第二端、第二监视模块20的第二端及第三监视模块30的第二端连接，所述开关跳闸线圈18的第二端与电机电源的第二端连接；所述开关合闸线圈19的第一端与所述就地合闸按钮14的第二端及所述远方合闸信号开关17的第二端连接，所述开关合闸线圈19的第二端与电机电源的第二端连接。

其中，控制模块的功能与上述示例所提供的电机电源的控制回路的功能大致相同，在这里就不一一赘述。

第一监视模块10，所述第一监视模块10与所述控制模块中事故跳闸支路连接，对所述事故跳闸支路进行实时监控，其中，事故跳闸支路包括：电机电源的第一端、事故跳闸按钮15、开关跳闸线圈18以及电机电源的第二端，而第一监视模块10接入至事故跳闸支路中，如果事故跳闸支路接通(指对应的按钮和开关均被接通)，第一监视模块10一旦监视到事故跳闸支路的异常信息(指的是事故跳闸按钮15的跳闸动作)，进而可以将对应的异常信息信号经过箱式变电站中的开关柜内的备用二次电缆传输至集控中心，作业人员通过查看第一监视模块10所收集到的异常信息即可定位到事故跳闸支路出现异常，进而提高设备故障消除的效率。

第二监视模块20，所述第二监视模块20与所述控制模块中就地跳闸支路连接，对所述就地跳闸支路进行实时监控，其中，就地跳闸支路包括：电机电源的第一端、就地跳闸按钮13、开关跳闸线圈18以及电机电源的第二端，而第二监视模块20接入至就地跳闸支路中，如果就地跳闸支路接通(指对应的按钮和开关均被接通)，第二监视模块20一旦监视到就地跳闸支路的异常信息(指的是就地跳闸按钮13的跳闸动作)，进而可以将对应的异常信息信号经过箱式变电站中的开关柜内的备用二次电缆传输至集控中心，作业人员通过查看第二监视模块20所收集到的异常信息即可定位到就地跳闸支路出现异常，进而提高设备故障消除的效率。

第三监视模块30，所述第三监视模块30与所述控制模块中远方跳闸支路连接，对所述远方跳闸支路进行实时监控，其中，远方跳闸支路包括：电机电源的第一端、远方跳闸信号开关16、开关跳闸线圈18以及电机电源的第二端，而第三监视模块30接入至就地跳闸支路中，如果远方跳闸支路接通(指对应的按钮和开关均被接通)，第三监视模块30一旦监视到远方跳闸支路的异常信息(指的是远方跳闸信号开关16的跳闸动作)，进而可以将对应的异常信息信号经过箱式变电站中的开关柜内的备用二次电缆传输至集控中心，作业人员通过查看第三监视模块30所收集到的异常信息即可定位到远方跳闸支路出现异常，进而提高设备故障消除的效率。

可选地，第一监视模块10、第二监视模块20以及第三监视模块30均包括：机电继电器、固态继电器。

需要说明的是，继电器(英文名称：relay)是一种电控制器件，是当输入量(激励量)的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制***(又称输入回路)和被控制***(又称输出回路)之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。继电器广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。继电器一般都有能反映一定输入变量(如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等)的感应机构(输入部分)；有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构(输出部分)；在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构(驱动部分)。

进一步地，机电继电器由于具备机电属性，其噪声主要来自于机电继电器的物理特性：用电磁吸引/放开快速移动的金属触点。其中，机械运动量可被视作一个故障点，实际上也是如此，但疲劳主要是在触点的表面，这是因为通过的高压在它们靠近时可能会产生电弧，导致在完全接触之前击穿了气隙。触点被强制断开时，会出现相同的现象。这里需要理解的是，在致动期间，触点上会出现交流或直流电压。这时，如果没有提供零电压开关(在交流电压的情况下)，则每次激活继电器时都有可能会产生电弧。最终，导致触点迅速退化，甚至熔合在一起。哪怕在不太极端的情况下，触点之间的电阻也可能随时间和使用情况而增加，从而导致其行为变得不可预测。

磨损和使用所产生的疲劳，最终会导致故障。这也是为什么制造商给这些器件设定了使用寿命。同样，机电继电器可以承受触点震动和低压开关。但面临高压开关时，却很难防止震动。

固态继电器，又名固态开关，是通过晶体管而实现的，或者说是通过使用半导体衬底而实现。通常采用超级结MOSFET工艺，而超级结MOSFET工艺超越了平面制造工艺(基于单个p-n结)，具有多个垂直p-n结的结构。最终实现了在多条平行路径上“共享”导通电阻，降低了总导通电阻。因此固态继电器在电压达到最低时(或电流，可能与电压异相)开始导通，即固态继电器会执行零电压开关，也就是使用直流电压和电流，也可以依靠固态开关来相对轻松地控制导通时间。其目的在于避免可能引起其他***问题的浪涌电流，这最终使得继电器或断路器在整个使用寿命期间变得更加可靠。

在性能方面，最常提及的参数就是传导路径的电阻引起的功率损耗，对于机电继电器来说，其传导路径的电阻较低，但随着时间的推移，该电阻会增大。而使用固态继电器，其功率损耗与导通电阻直接相关(导通电阻取决于使用的半导体类型和功率晶体管通道的大小)，通常情况下，在使用寿命器件，固态继电器导通电阻不会发生变化。

进一步地，第一监视模块10、第二监视模块20以及第三监视模块30包括但不限于机电继电器、固态继电器，还可以采用可控硅、电子双向开关芯片、集成开关电路等，应根据实际的使用场景对第一监视模块10、第二监视模块20以及第三监视模块30进行设置，在这里就不一一赘述。

更进一步地，机电继电器包括电流型继电器，事故跳闸支路的动作电流、就地跳闸支路的动作电流以及远方跳闸支路的动作电流均大于机电继电器的动作电流。机电继电器的额定电压和跳闸监视回路(包括：事故跳闸支路、就地跳闸支路以及远方跳闸支路)的母线电压相等(即机电继电器的额定电压和电机电源的母线电压)；固态开关的额定电压和跳闸监视回路的母线电压相等，具体的原理在这里就不一一赘述。

可选地，第一监视模块10、第二监视模块20以及第三监视模块30均通过卡式连接的方式或铰链连接的方式与控制模块连接。需要说明的是，卡式连接又称为卡口连接，是一种可靠迅速的连接和分离方式，是一种组合式结构，具有公头和母头之分，一般还带有锁紧及防误插等结构，适合较大的电流环境，且连接可靠性较高。铰链连接指的是不同的结构之间可以相对的转动，能够适应剧烈震动的环境。

进一步地，第一监视模块10、第二监视模块20以及第三监视模块30的连接方式包括但不限于卡式连接以及铰链连接，还包括螺纹连接、机柜连接等，只要能确保第一监视模块10对事故跳闸支路进行实时监控、第二监视模块20对就地跳闸支路进行实时监控以及第三监视模块30对远方跳闸支路进行实时监控，任意第一监视模块10、第二监视模块20以及第三监视模块30的连接方式均适用，并不以本实施例为限。

本申请还提供一种跳闸监视***，包括本申请实施例所提供的跳闸监视回路，用于对***中事故跳闸支路、就地跳闸支路以及远方跳闸支路进行实时监控，以便于作业人员第一时间定位到故障位置，确保不同电压等级的电机电源能够正常运行。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种跳闸监视回路，其特征在于，包括：

控制模块，所述控制模块用于控制多个不同电压等级的电机电源提供启动或关断；

第一监视模块(10)，所述第一监视模块(10)与所述控制模块中事故跳闸支路连接，对所述事故跳闸支路进行实时监控；

第二监视模块(20)，所述第二监视模块(20)与所述控制模块中就地跳闸支路连接，对所述就地跳闸支路进行实时监控；

第三监视模块(30)，所述第三监视模块(30)与所述控制模块中远方跳闸支路连接，对所述远方跳闸支路进行实时监控。

2.根据权利要求1所述的跳闸监视回路，其特征在于，所述第一监视模块(10)包括：机电继电器、固态继电器。

3.根据权利要求1所述的跳闸监视回路，其特征在于，所述第二监视模块(20)包括：机电继电器、固态继电器。

4.根据权利要求1所述的跳闸监视回路，其特征在于，所述第三监视模块(30)包括：机电继电器、固态继电器。

5.根据权利要求2或3或4所述的跳闸监视回路，其特征在于，所述机电继电器包括电流型继电器，所述事故跳闸支路的动作电流、所述就地跳闸支路的动作电流以及所述远方跳闸支路的动作电流均大于所述机电继电器的动作电流。

6.根据权利要求2或3或4所述的跳闸监视回路，其特征在于，所述机电继电器的额定电压和所述跳闸监视回路的母线电压相等；所述固态开关的额定电压和所述跳闸监视回路的母线电压相等。

7.根据权利要求1所述的跳闸监视回路，其特征在于，所述第一监视模块(10)、所述第二监视模块(20)以及所述第三监视模块(30)均通过卡式连接的方式或铰链连接的方式与所述控制模块连接。

8.根据权利要求1所述的跳闸监视回路，其特征在于，所述控制模块包括：电源开关(11)、切换开关(12)、就地跳闸按钮(13)、就地合闸按钮(14)、事故跳闸按钮(15)、远方跳闸信号开关(16)、远方合闸信号开关(17)、开关跳闸线圈(18)以及开关合闸线圈(19)，其中：

所述电源开关(11)的第一端与电机电源的第一端连接；所述切换开关(12)的第一端与所述电源开关(11)的第二端连接；所述就地跳闸按钮(13)的第一端与所述切换开关(12)的第二端连接；所述就地合闸按钮(14)的第一端与所述切换开关(12)的第二端及所述切换开关(12)的第三端连接；所述事故跳闸按钮(15)的第一端与所述电源开关(11)的第二端连接；所述第一监视模块(10)的第一端与所述事故跳闸按钮(15)的第二端连接；所述第二监视模块(20)的第一端与所述就地跳闸按钮(13)的第二端连接；所述远方跳闸信号开关(16)的第一端以及所述远方合闸信号开关(17)的第一端均与所述切换开关(12)的第三端连接；所述第三监视模块(30)的第一端与所述远方跳闸信号开关(16)的第二端连接；所述开关跳闸线圈(18)的第一端与所述第一监视模块(10)的第二端、所述第二监视模块(20)的第二端及所述第三监视模块(30)的第二端连接，所述开关跳闸线圈(18)的第二端与电机电源的第二端连接；所述开关合闸线圈(19)的第一端与所述就地合闸按钮(14)的第二端及所述远方合闸信号开关(17)的第二端连接，所述开关合闸线圈(19)的第二端与电机电源的第二端连接。

9.根据权利要求8所述的跳闸监视回路，其特征在于，所述电机电源包括：交流电机、直流电机。

10.一种跳闸监视***，其特征在于，包括：如权利要求1-9任意一项所述的跳闸监视回路。