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自供电继电器中的DIP 开关变化检测
申请号	CN201180057841.0	申请日	2011-09-30	公开(公告)号	CN103370762B	公开(公告)日	2017-04-05
申请人	ABB 技术有限公司;			发明人	V.沙赫; I.布哈蒂亚; S.帕特; V.H.沙赫;
摘要	本发明涉及将机械开关（130）用于它的配置的自供电保护继电器的接口。该保护继电器包括：用于测量线路电力和生成跳闸信号的基本继电器、用于由用户规定该保护继电器的操作参数的基本设置的人机接口（HMI）单元（110）。该基本继电器从线路自供电并且该HMI单元提供有辅助电源（150）。该保护继电器用提供在该保护继电器中的机械开关（130）来配置。该保护继电器中的该HMI单元设计成在该基本继电器的供电和无供电条件下检测并且警告该继电器的用户关于提供在该继电器中的一个或多个机械开关（130）实行的基本设置中的任何变化。
权利要求	1.一种保护继电器（100），用于在电系统中提供电保护，其包括：基本继电器（105），用于中压电力线路中线路电流的测量和跳闸信号的生成；所述基本继电器具有多个机械开关（130），用于由用户规定所述保护继电器的操作参数的基本设置；以及人机接口单元（110），其特征在于，所述人机接口单元（110）适应于检测关于来自所述基本继电器的所述多个机械开关（130）的至少一个机械开关做出的所述基本设置中的至少一个变化，并且所述人机接口单元（110）记录在所述基本继电器的无供电条件下关于来自所述基本继电器的所述多个机械开关（130）的至少一个机械开关做出的所述基本设置中的变化。 2.如权利要求1所述的保护继电器（100），其特征在于，所述基本继电器包括适应于从所述中压电力线路接收电力的电源模块（140）。 3.如权利要求1所述的保护继电器（100），其特征在于，所述人机接口单元适应于容置用于供应电力给所述人机接口单元的辅助电源（150）。 4.如权利要求1所述的保护继电器（100），其特征在于，所述人机接口单元记录关于来自所述基本继电器的所述多个机械开关的至少一个机械开关做出的所述基本设置中的变化，连同在所述保护继电器的所述基本设置中做出的每个变化的时间戳信息（180）。 5.如权利要求1所述的保护继电器（100），其特征在于，所述人机接口单元显示关于来自所述基本继电器的所述多个机械开关的至少一个机械开关做出的所述基本设置中的所述变化。 6.如权利要求5所述的保护继电器（100），其特征在于，所述人机接口单元适应于从所述用户接收关于来自所述基本继电器的所述多个机械开关的至少一个机械开关做出的所述基本设置中的变化的确认。 7.如权利要求5所述的保护继电器（100），其特征在于，所述人机接口单元显示在所述保护继电器通电时关于来自所述基本继电器的所述多个机械开关的至少一个机械开关做出的所述基本设置中的所述变化。 8.如权利要求1所述的保护继电器（100），其特征在于，所述机械开关是双列直插式封装（DIP）开关。 9.如权利要求1所述的保护继电器（100），其特征在于，关于来自所述基本继电器的所述多个机械开关的至少一个机械开关做出的所述基本设置中的所述变化通过定期扫描检测。 10. 如权利要求1所述的保护继电器（100），其特征在于，所述人机接口单元具有到所述基本继电器的接口，用于扫描至少一个机械开关设置并且检测所述至少一个机械开关设置中的任何变化。
说明书全文	自供电继电器中的DIP 开关变化检测技术领域 [0001] 本发明涉及配电的领域。本发明具体地涉及将机械开关用于它的配置的自供电保护继电器的接口。背景技术 [0002] 保护继电器是基于微控制器的智能电子装置，其具有通过在过电流或接地故障的情况下使断路器跳闸并且中断电力线路来保护电设备的基本功能。典型地当线路中测量的电流在预定义的时间段中超过标称或预设值时，代表断路器的跳闸线圈或其他致动器的跳闸信号由该保护继电器生成。在例如城市区域中环网柜（RMU）安装的某些情况下，可优选地使用自供继电器。该自供保护继电器利用来自电流感测变压器的能量来供应给继电器电子电路以及操作跳闸线圈所需要的能量。自供继电器可由用户通过机械二进制或双列直插式封装（DIP）开关对参数设置进行定制，或备选地通过基于电池电力字母数字LCD的人机接口（HMI）。该HMI可以是如在WIPO出版物WO2009071454中公开的可拆分组件。 [0003] 除用户为了通过表对开关位置解码来理解开关位置关于配置的功能性的解释所必须进行的约束外，基于dip开关的HMI具有有限的功能性（限于对于给定dip位置可实现的二进制组合）。例如使用按钮或触摸屏接口的HMI通过交互式用户接口显示包括线路电流测量、保护设置、时间记录等的继电器的各种参数来增强产品的主要功能。这样的HMI还可以通过给定的DIP组合来促进可实现设置的细调。 [0004] 在自供电继电器的情况下，下列参数作为示例可在DIP开关设置的帮助下设置： [0005] 1.标称电流Is [0006] 2.低设置过电流&接地故障保护阶段 [0007] i.吸动电流的设置范围‘I>’、‘Io>’ [0008] ii.定时延迟的设置范围‘t>’、‘to>’ [0009] iii.反向时间特性的设置‘CI’、‘CE’ [0010] iv.时间乘数的设置范围‘K>’、‘Ko>’ [0011] 3.高设置相过电流&接地故障保护阶段 [0012] i.吸动电流的设置范围‘I>>’、‘Io>>’ [0013] ii.定时延迟的设置范围‘t>>’、‘to>>’ [0014] 4.接地故障测量：内部/外部 [0015] 5.HMI：启用/停用 [0016] HMI向由DIP进行的设置提供精细设置。例如t>由DIP设置成0.05&由DIP的下一个可能的设置是0.07。在该情况下借助于HMI，t>可以通过应用0.01的精细设置值设置成0.06。 [0017] 在继电器中，DIP位置典型地仅内部使用用于进一步处理。在自供电继电器中，像DIP或电阻电位计的机械开关通常用于采用最容易且成本有效的方式允许继电器的设置，甚至在无供电条件下也如此。由DIP进行的设置和变化由继电器感测&然后被内部使用以用于进一步处理。在该整个过程中，对于用户通常没有是否正确感测变化的反馈。此外，DIP是机械开关，在供电和无供电两个情况下都易于变化。因此当继电器关闭时存在篡改设置的可能性。因此，对在供电和无供电情况下具有关于DIP开关设置和设置中做出的任何变化的反馈存在需要。发明内容 [0018] 本发明的目的是使保护继电器（具体地，自供电继电器）检测供电和无供电情况下DIP开关中的变化并且改进与该保护继电器用户的交互。 [0019] 根据本发明，提供全操作数字保护继电器或智能电子装置（IED），其使用机械开关（DIP开关）用于涉及该保护继电器的操作的基本设置。该保护继电器具有基本继电器和人机接口（HMI）单元，该基本继电器使用它运行时所测量的线路电流来接收电力。当操作一个或多个DIP开关时，该HMI报告DIP开关中的变化。该HMI单元提供有辅助电源，来使DIP开关中的变化甚至在基本继电器由于跳闸（没有来自线路的电力供应）而处于无电力状态时被检测到。 [0020] 根据本发明的实施例，每当保护继电器具有DIP开关中的变化时，HMI单元生成警报。该警报指示经历变化的DIP开关（特定继电器设置）连同指示做出该变化的时间的时间戳。在多个变化的情况下，用户必须使用HMI来导航以发现变化的顺序。用户可确认关于DIP开关做出的变化，并且在另一个实施例中，设置可仅在确认变化后生效。 [0021] 在本发明的再另一个实施例中，DIP开关设置中的变化在基本继电器的无供电条件下做出，并且HMI单元检测变化并且在它的存储器中记录变化。保护继电器执行定期扫描来检测DIP开关设置中的任何变化。 [0022] 在本发明的再另一个实施例中，DIP开关设置中的变化在保护继电器的通电状态期间被检测并且显示。如果与作为保护继电器中的记录存储的DIP开关设置相比在DIP开关设置中有变化，则检测到该变化。附图说明 [0023] 当结合附图阅读优选的示范性实施例的描述时其他特征和优点将对于本领域内技术人员变得明显，其中： [0024] 图1是依据本发明实施例的保护继电器。 [0025] 图2图示依据本发明实施例的保护继电器的HMI屏幕上的警报。具体实施方式 [0026] 本发明描述具有DIP开关的继电器，其中这些DIP开关中的任何变化在该继电器的人机接口（HMI）中确认。这在必须使用常规dip或转子类的开关来允许无供电条件下的设置、变化的自供电继电器中变得非常重要。 [0027] 基本继电器的DIP开关是设置自供电继电器配置和设置的最容易且成本有效的方式。在继电器断电后，DIP开关必须根据要求的配置来设置。在本发明的示范性实施例中记录并且存储这些完成的变化以用于将来参考和诊断。 [0028] 关于DIP开关中的变化的信息对于以下是有用的： [0029] a）设置中的变化的视觉检查 [0030] b）正确DIP变化的证实并且由此还通过通知来防止意外转变 [0031] c）故障诊断 [0032] DIP开关变化检测的功能作为本发明的示范性实施例被解释。在该实施例中，继电器被说成包括a）具有dip开关并且提供保护功能的基本继电器和b）可选的人机接口（HMI）单元，其向操作者提供接口以使用HMI来配置继电器并且还通过HMI查看与该继电器有关的设置和参数。HMI充当保护继电器的输入和显示装置。在自供电继电器中，HMI提供有备用电池。 [0033] 用户可以在自供电继电器操作期间的任何时间改变DIP开关。可以使继电器通电或断电。 [0034] 当继电器接通时，定期监测开关信息。还比较关于每个通电时间的开关信息。从而当继电器关闭并且用户改变开关时，在继电器下一次接通时，在存储的DIP信息和新的DIP位置中存在差异。该差异触发警报并且用时间戳来记录。在继电器接通的时间期间用户意外改变继电器DIP设置的情况下，立即通知信息变化中的差异并且触发警报并且用时间戳记录。 [0035] 图1提供保护继电器100的系统框图。该框图由基本继电器105、HMI单元110、用于供电和通信的接口120、DIP开关（或任何机械开关）130、该保护继电器的电源140和该HMI单元的辅助电源150构成。用HMI屏幕上的警报向用户示意DIP开关中的变化。继电器一加电和/或识别出配置中的变化，该警报（160）就在HMI屏幕（170）中闪现。该警报携带记录的变化的时间戳（180）。 [0036] 此外，在本发明的实施例中，继电器配置成在它的记录数据库或存储器（190）中存储DIP变化与其他关联的细节（例如时间戳），并且在HMI屏幕上显示警报。图2描绘在特定配置（这里在该示例中是吸动电流设置范围（210））中的变化是由单个DIP开关变化引起时的警报的示例，以及在已经引起DIP开关设置中的多个变化（220）时的警报的示例。 [0037] 每当继电器通电时，DIP开关变化检测通过使DIP位置的当前状态传送给HMI并且通过使DIP位置在每次定期扫描时被传送而做出。传送的DIP位置状态然后与存储在HMI的非易失性存储器中的上一个状态比较。在比较期间发现位置中的任何差异的情况下，采用消息的形式、具有时间戳的DIP变化警报生成&存储在非易失性存储器中。这样检测任何变化。 [0038] 变化检测进一步允许评估和/或执行以下： [0039] 1.除DIP变化外，哪些具有时间戳信息的DIP被改变，这也将生成并且将采用图形形式显示。 [0040] 2.设置何时改变的最近几个情形的一组记录将通过将“改变哪个设置”信息连同时间戳存储在非易失性存储器中而生成&将采用对于诊断或了解设置变化的模式将有用的设置变化趋势的形式呈现。 [0041] 3.图形地表示DIP位置以及然后DIP位置中的任何变化将通过像仅变化的那些DIP闪光的任何方式向最终用户加亮显示。 [0042] 4.将图形地指示是否存在DIP的单个变化或存在DIP位置与时间戳的多个变化。 [0043] 5.由于HMI具有备用电池，当继电器关闭&HMI接通时检测到DIP变化。HMI单元具有到基本继电器的接口，用于扫描DIP开关设置并且检测设置中的任何变化。 [0044] 6.DIP开关状态信息中的变化被传送到远程位点以用于进一步分析。 [0045] 作为使用情况，通过本发明，甚至在继电器关闭时改变设置时，在下一次通电期间用户将在HMI上得到改变的DIP的示意，这在诊断期间了解设置是有意地（包括篡改）还是不知不觉地改变是非常有用的。除此之外，它还充当变化对于继电器有效这一用户确认。在示例中仅当设置中的变化由用户确认时使继电器能够激活设置中的该变化。 [0046] 时间戳在了解设置何时改变的时间情形中非常有用。借助于此，人们可以判断设置何时改变&可以用于判断继电器在DIP开关变化之前&之后的行为。 [0047] 标记数据的常规方式是通过对于嵌入系统可用的“实时时钟”或RTC芯片。还存在这样的情形：其中微处理器中的定时器可以进行相似的工作。此外，高端系统采用通过因特网的SNTP或相似的协议来使时间同步。本发明在这里使用嵌入微控制器上的RTC来对DIP开关变化的时间做出时间戳。 [0048] RTC是靠电池支持的并且独立于微控制器工作。时间由用户借助于GUI来设置。保留该时间计数直到RTC由电池供电。在第一次加电的新RTC的情况下，RTC从任意随机时间开始。该时间认为是无效的，并且提示用户设置适当的时间。同时，被做出时间戳的任何活动或事件具有它们的标记，如按日期月份和年的00/00/0000以及按小时分钟和秒的00:00:00。如果DIP开关在继电器关闭期间改变，时间戳将在继电器接通时通过HMI进行。 [0049] 这里HMI是单独的模块，其中DIP信息通过通信发送给HMI&显示。并且由此用户能够了解他设置了什么&装置实际上读取了什么。 [0050] 可用的信息是具有时间戳的DIP变化。该信息存储在非易失性存储器中，并且假如向继电器供电则将在每下一次dip变化时更新。甚至该信息在下一次通电时是可用的。通过了解跳闸情形之前最近设置何时改变，该特征在分析意外跳闸的原因的情况下可能有帮助。这样它可有助于由于一些设置变化引起错误跳闸发生。 [0051] 同样在另一个情况下，由于继电器自供电，在故障清除后，继电器将被关闭，在这样的情况下如果要求在持续故障状况的情况下恢复整个系统，继电器设置将被修改为更高的值。否则，如果尝试在继电器关闭时不修改它的设置的情况下恢复，则将由于持续故障状况而继续存在跳闸&将影响关联的诊断。 [0052] 从而，借助于各种示例和使用情况，说明了在自供电继电器中在供电和无供电情况下具有关于DIP开关设置和设置中做出的任何变化的反馈的优点。 [0053] 尽管本文仅图示和描述本发明的某些特征，本领域内技术人员将想到许多修改和变化。因此，要理解附上的权利要求意在涵盖如落入本发明的真正精神内的所有这样的修改和变化。

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