摘要：继电保护出口回路作为保护装置与断路器间的重要桥梁，出口回路接线的正确性直接影响到保护动作的正确率。本文通过研制继电保护出口回路自动切换装置，以防止传动试验需改接出口回路时造成出口回路不正确或不同操作电源互串的情况。
关键词：继电保护；出口回路；自动切换装置
近年来，随着电网建设的发展，变电站的数量急剧增加，继电保护新进人员也逐渐增加，同时，因对电网设备维护要求提高，所以对继电保护从业人员的培训要求也更高，需更加贴近日常维护的设备开展培训。目前，培训基地采用多套保护同时使用一台断路器，当不同继电保护装置需出口传动时，需要人工重新修改回路来实现，同时由于参加培训的人员都是新入职员工，对回路不熟悉，从而造成回路修改不完整而导致不同控制电源互串或接线不完善导致无法实现传动。基于此，本文对继电保护出口回路自动切换装置的研制进行了分析。
一、继电保护装置的作用
继电保护是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。
目前，电力系统采用继电保护装置实现对电力系统的监控，利用现代计算机技术，实现了电力系统管理的自动化和智能化，其使用方便，调试简单，对现代电力系统的监控更加有效。
在电力设备运行中，继电保护装置能随时反映设备的相关参数，在收集一手数据后，后台计算机对数据进行整理分析，判断出电力系统运行中出现的故障及时反馈，继而利用网络发出指令，对故障进行快速排查和解决，为电力系统的运行提供更便捷稳定的管理方式；另外，当电力设备出现短路时，继电保护装备能在故障刚发生时找到故障发生点，通过计算机数据信息切断整个电力系统与故障点的联系，避免电力系统事故扩大，有效降低了短路造成的破坏，保护了电力系统；最后是在电力系统出现超负荷或断线时，继电保护装置能及时向电力维护任运发出预警，使其能快速到达现场，从而有效降低了故障发生的风险。
二、硬件设计
1、装置总体设计。如图1所示，将6台保护装置出口回路接至切换装置，经切换后只有一组保护装置出口回路与断路器操作机构相连，并且将6台保护装置的连接情况通过测控装置发至监控后台。
图1 切换装置系统联络示意
此外，将继电保护装置出口回路接至中间继电器前端，每个中间继电器有一个电压监视回路和一个控制回路，且切换后设有一个电压继电器。只有当切换后电压继电器没有动作，且中间继电器前端只有一组出口回路的电压从无到有时，单片机会发出指令使所有中间继电器都复归，然后再发出指令使对应的中间继电器动作，这样以实现不同保护装置操作电源自动投入和退出。
2、单片机外回路设计。电压检测回路如图2所示，将出口回路中的正端1和负端2电压差通过光耦继电器接入到单片机开入，当有正电输入时，Q1导通，光耦继电器OP动作，单片机有5V正电开入，则判断该回路有电压。此外，当单片机开出时，光MOS继电器发光二级管发光时“＋、－”接点闭合，用于控制中间继电器。
图2 电压监视回路
中间继电器的各接点如图3所示，当接点1收到单片机信号时，继电器的3-4、5-6、9-10、11-12接点闭合，则此时出口回路导通至断路器，同时7-8接点闭合，将动作信号通过测控装置发至监控后台当中间继电器13收到单片机信号时，则这些接点全部断开。
图3 中间继电器接点
三、软件开发
继电保护出口回路自动切换装置的单片机控制程序流程为：当处于复位状态时，则单片机控制输出断开中间继电器；当处于自动状态时，判断当有一路操作电源从无到有时，则断开所有中间继电器，然后再合上对应的中间继电器；当处于手动状态时，判断是否有按键按下且切换后的电压继电器不动作，则断开所有中间继电器，然后再合上对应的中间继电器。程序逻辑在开发板上的测试情况如图4所示，当处于手动状态时，按下K1，则指示灯L1、L3、L5先亮，然后再变为L0、L3、L5亮，这表示先输出使所有中间继电器复归，然后再使相应中间继电器动作(L0等亮)。
图4 开发板测试
四、实际应用验证
该装置已应用于某公司实训基地继保室，已将PSL622C和RCS943这2套保护操作箱后回路正端1、合闸回路7、跳闸回路37、负端2接入继电保护出口回路自动切换装置，如图5所示。现场培训人员可通过手动/自动把手切换状态，在自动状态时，当切换装置检测到电压上升沿时，先切除其他保护出口回路，再投入该套保护出口回路；在手动状态时，当检测到切换后无电压时，按对应的按键，则合上该套保护的操作电源。
图5 切换装置组装后的效果
该装置自上线后，实训基地继保室的保护装置出口回路接线变得更加整齐规范，保护装置需要传动时不再需要进行拆接线的工作，从而极大地缩短了保护装置传动的时间，也避免了接错线而烧坏保护插件，提高了继保室培训的效率。另外，继电保护出口回路自动切换装置可保证只有一套保护装置操作电源接入户外开关进行传动，能有效地隔离不同保护装置操作电源，防止操作电源互串，烧坏继电保护装置的跳闸出口插件或户外开关线圈，造成直流失地或短路。同时，由于可实现多套保护装置共用一台模拟断路器或实际断路器，从而大幅度地降低了培训基地设备投入，将有限的资金用于购买更多不同类型保护装置或更新新型保护装置，使培训更加实际，使受训人员所接受的培训更加实用，真正地实现培训与工作无轨对接，以提高工作技能。
参考文献：
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