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變電站電壓互感器二次回路多點接地故障查找設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種變電站電壓互感器二次回路多點接地故障查找設(shè)備，其包括處理器、顯示模塊和至少一個鉗形電流互感器，所述鉗形電流互感器的輸出端依次連接有信號處理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與處理器的第一輸入端連接，所述處理器的第一輸出端與顯示模塊的輸入端連接。本發(fā)明能夠快速和準確地找出變電站電壓互感器二次回路中發(fā)生多點接地故障的具體地點，從而能夠為廣大發(fā)電、供電企業(yè)提供安全和有效的電壓互感器二次回路多點接地故障的查找手段，大大提高電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。本發(fā)明廣泛應(yīng)用于直流系統(tǒng)的故障檢測領(lǐng)域中。
【專利說明】變電站電壓互感器二次回路多點接地故障查找設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及直流系統(tǒng)的故障檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種用于變電站電壓互感器二次回路多點接地的故障查找設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)《電力系統(tǒng)繼電保護及安全自動裝置反事故措施要點》規(guī)定可知，經(jīng)控制室零相小母線(N600)連通的幾組電壓互感器二次回路，其只應(yīng)在控制室將N600 —點接地，若所述的電壓互感器二次回路存在兩點或多點接地，那么測量的電壓將會受到影響，而嚴重情況下會使計量測量不準確，引起保護裝置的誤動。因此，人們應(yīng)該盡快研究出一種能夠快速判斷電壓互感器二次回路是否存在多點接地故障，以及能夠迅速識別存在多點接地的回路的查找設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于變電站電壓互感器二次回路多點接地的故障查找設(shè)備。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:變電站電壓互感器二次回路多點接地故障查找設(shè)備，其包括處理器、顯示模塊和至少一個鉗形電流互感器，所述鉗形電流互感器的輸出端依次連接有信號處理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與處理器的第一輸入端連接，所述處理器的第一輸出端與顯示模塊的輸入端連接。
[0005]進一步，所述的信號處理電路包括兩級運算放大電路，所述鉗形電流互感器的輸出端通過兩級運算放大電路進而與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端連接。
[0006]進一步，所述的兩級運算放大電路包括第一運算放大器、第二運算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第一電容、第二電容、第三電容以及第四電容；
所述第一電阻的一端與第一運算放大器的負輸入端連接，所述第一電阻的另一端接地，所述第二電阻的一端接入第一參考電壓，所述第二電阻的另一端分別與第一運算放大器的正輸入端和第三電阻的一端連接，所述第三電阻的另一端接地，所述第四電阻和第一電容并聯(lián)連接后組成第一并聯(lián)電路，所述第一并聯(lián)電路的一端與第一運算放大器的負輸入端連接，所述第一并聯(lián)電路的另一端分別與第一運算放大器的輸出端和第二電容的一端連接，而所述的第五電阻連接在第二電容的另一端與第二運算放大器的負輸入端之間；
所述第六電阻和第三電容并聯(lián)連接后組成第二并聯(lián)電路，所述第二并聯(lián)電路的一端與第二運算放大器的負輸入端連接，所述第二并聯(lián)電路的另一端分別與第二運算放大器的輸出端和第七電阻的一端連接，所述第七電阻的另一端與第四電容的一端連接，所述第四電容的另一端接地，所述第二運算放大器的正輸入端接入第二參考電壓；
所述第一電阻的兩端作為兩級運算放大電路的輸入端，所述第四電容的兩端作為兩級運算放大電路的輸出端。[0007]進一步，所述第一運算放大器和第二運算放大器均是采用型號為LM332的運算放大器芯片實現(xiàn)。
[0008]進一步，其還包括鍵盤，所述鍵盤的輸出端與處理器的第二輸入端連接。
[0009]進一步，其還包括存儲模塊，所述的存儲模塊與處理器連接。
[0010]進一步，其還包括電源模塊，所述的電源模塊分別為模數(shù)轉(zhuǎn)換器和處理器供電。
[0011]進一步，其還包括電源管理模塊，所述處理器的第二輸出端通過電源管理模塊進而與電源模塊的輸入端連接。
[0012]進一步，所述的處理器是采用型號為STM32F103ZE的處理器芯片實現(xiàn)的。
[0013]進一步，所述的顯示模塊為雙液晶顯示模塊，所述的雙液晶顯示模塊是采用兩個型號為LM240160GFW的液晶屏實現(xiàn)。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:通過使用本發(fā)明，就能夠快速和準確地找出變電站電壓互感器二次回路中發(fā)生多點接地故障的具體地點，而且操作簡單、方便實用以及安全有效，從而能夠為廣大發(fā)電、供電企業(yè)提供安全和有效的電壓互感器二次回路多點接地故障的查找手段，大大提高電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步說明:
圖1是本發(fā)明變電站電壓互感器二次回路多點接地故障查找設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是本發(fā)明變電站電壓互感器二次回路多點接地故障查找設(shè)備中信號處理電路的具體實施結(jié)構(gòu)框圖；
圖3是本發(fā)明操作實例的應(yīng)用原理圖；
圖4是本發(fā)明顯示波形和數(shù)據(jù)的第一示例圖；
圖5是本發(fā)明顯示波形和數(shù)據(jù)的第二示例圖。
【具體實施方式】
[0016]由圖1所示，變電站電壓互感器二次回路多點接地故障查找設(shè)備，其包括處理器、顯示模塊和至少一個鉗形電流互感器，所述鉗形電流互感器的輸出端依次連接有信號處理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與處理器的第一輸入端連接，所述處理器的第一輸出端與顯示模塊的輸入端連接。所述鉗形電流互感器的個數(shù)可根據(jù)實際情況而設(shè)置，通常為I至4個鉗形電流互感器。當鉗形電流互感器的個數(shù)為多個時，多個鉗形電流互感器的輸出端是均與信號處理電路的輸入端連接。
[0017]根據(jù)上述的本發(fā)明，其工作原理為:在檢測變電站電壓互感器二次回路多點接地故障的時候，利用鉗形電流互感器鉗住所要檢測的電壓互感器二次回路中的接地線，然后，本發(fā)明就能自動開始檢測當前接地線內(nèi)的電流信號并且顯示波形和幅值。由于，當沒有發(fā)生多點接地故障時，同一組線的兩個端的波形和數(shù)值應(yīng)該是基本一樣的，因此，當同一組線的兩個端的波形和數(shù)值相差很大時，則表示電壓互感器二次回路中發(fā)生了多點接地的故障。
[0018]進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述的信號處理電路包括兩級運算放大電路，所述鉗形電流互感器的輸出端通過兩級運算放大電路進而與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端連接。[0019]如圖2所示，所述的兩級運算放大電路包括第一運算放大器、第二運算放大器、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3以及第四電容C4 ；
所述第一電阻Rl的一端與第一運算放大器的負輸入端連接，所述第一電阻Rl的另一端接地，所述第二電阻R2的一端接入第一參考電壓，所述第二電阻R2的另一端分別與第一運算放大器的正輸入端和第三電阻R3的一端連接，所述第三電阻R3的另一端接地，所述第四電阻R4和第一電容Cl并聯(lián)連接后組成第一并聯(lián)電路,所述第一并聯(lián)電路的一端與第一運算放大器的負輸入端連接，所述第一并聯(lián)電路的另一端分別與第一運算放大器的輸出端和第二電容C2的一端連接，而所述的第五電阻R5連接在第二電容C2的另一端與第二運算放大器的負輸入端之間；
所述第六電阻R6和第三電容C3并聯(lián)連接后組成第二并聯(lián)電路，所述第二并聯(lián)電路的一端與第二運算放大器的負輸入端連接，所述第二并聯(lián)電路的另一端分別與第二運算放大器的輸出端和第七電阻R7的一端連接，所述第七電阻R7的另一端與第四電容C4的一端連接，所述第四電容C4的另一端接地，所述第二運算放大器的正輸入端接入第二參考電壓；所述第一電阻Rl的兩端作為兩級運算放大電路的輸入端，所述第四電容C4的兩端作為兩級運算放大電路的輸出端。
[0020]進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述第一運算放大器和第二運算放大器均是采用型號為LM332的運算放大器芯片實現(xiàn)。
[0021]進一步作為優(yōu)選的實施方式，其還包括鍵盤，所述鍵盤的輸出端與處理器的第二輸入端連接。
[0022]進一步作為優(yōu)選的實施方式，其還包括存儲模塊，所述的存儲模塊與處理器連接。所述的存儲模塊可為SDRAM存儲模塊、FLASH存儲模塊或U盤。而由于本發(fā)明設(shè)有存儲模塊，因此可將檢測到的波形和數(shù)據(jù)存入存儲模塊，并且在需要的時候?qū)⒋鎯υ诖鎯δK中的波形和數(shù)據(jù)讀出。
[0023]進一步作為優(yōu)選的實施方式，其還包括電源模塊，所述的電源模塊分別為模數(shù)轉(zhuǎn)換器和處理器供電。
[0024]進一步作為優(yōu)選的實施方式，其還包括電源管理模塊，所述處理器的第二輸出端通過電源管理模塊進而與電源模塊的輸入端連接。
[0025]進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述的處理器是采用型號為STM32F103ZE的處理器芯片實現(xiàn)的。
[0026]進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述的顯示模塊為雙液晶顯示模塊，所述的雙液晶顯示模塊是采用兩個型號為LM240160GFW的液晶屏實現(xiàn)。
[0027]本發(fā)明的操作實例
1、如圖3所示，PTl (第一電壓互感器)的接地線只存有兩種電流:第一種，各相不平衡電壓與相位導(dǎo)致的電流信號；第二種，Ic, Ic為電纜屏蔽線或者其它原因造成的電容電流，所述的電容很小，因此Ic很小，本發(fā)明測量到的14和15也很小。
[0028]2、假設(shè)如圖3所示，在PT2 (第二電壓互感器)的接地線上有一個假想接地的點，兩個地之間有若干距離的話，地電位差導(dǎo)致有電流I產(chǎn)生。
[0029]3、利用4個鉗形電流互感器鉗住PT2的接地線，然后檢測到13處有一個較大的電流信號，接著順著電流信號往PT2終端查找，發(fā)現(xiàn)到12處電流信號存在，而到Il處電流信號消失，因此可以確定發(fā)生接地故障的點存在于Il處于12處之間。
[0030]4、13處的電流信號的波形和數(shù)據(jù)顯示如圖4所示，并且利用鍵盤按存儲鍵后可以將此波形和數(shù)據(jù)存儲至U盤。
[0031]5、13處的電流信號的波形和數(shù)據(jù)從U盤讀出后顯示如圖5所示。
[0032]通過上述可知，本發(fā)明能夠快速準確地查找電壓互感器二次回路存在多點接地的情況，因而，通過使用本發(fā)明能夠提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的性能，而且在多點接地查找的過程中無需與被測系統(tǒng)有電氣連接，便于操作，安全性高。
[0033]以上是對本發(fā)明的較佳實施進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.變電站電壓互感器二次回路多點接地故障查找設(shè)備，其特征在于:其包括處理器、顯示模塊和至少一個鉗形電流互感器，所述鉗形電流互感器的輸出端依次連接有信號處理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與處理器的第一輸入端連接，所述處理器的第一輸出端與顯不模塊的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站電壓互感器二次回路多點接地故障查找設(shè)備，其特征在于:所述的信號處理電路包括兩級運算放大電路，所述鉗形電流互感器的輸出端通過兩級運算放大電路進而與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變電站電壓互感器二次回路多點接地故障查找設(shè)備，其特征在于:所述的兩級運算放大電路包括第一運算放大器、第二運算放大器、第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)、第四電阻(R4)、第五電阻(R5)、第六電阻(R6)、第七電阻(R7)、第一電容(Cl)、第二電容(C2)、第三電容(C3)以及第四電容(C4)； 所述第一電阻(Rl)的一端與第一運算放大器的負輸入端連接，所述第一電阻(Rl)的另一端接地，所述第二電阻(R2)的一端接入第一參考電壓，所述第二電阻(R2)的另一端分別與第一運算放大器的正輸入端和第三電阻(R3)的一端連接，所述第三電阻(R3)的另一端接地，所述第四電阻(R4)和第一電容(Cl)并聯(lián)連接后組成第一并聯(lián)電路，所述第一并聯(lián)電路的一端與第一運算放大器的負輸入端連接，所述第一并聯(lián)電路的另一端分別與第一運算放大器的輸出端和第二電容(C2)的一端連接，而所述的第五電阻(R5)連接在第二電容(C2)的另一端與第二運算放大器的負輸入端之間； 所述第六電阻(R6)和第三電容(C3)并聯(lián)連接后組成第二并聯(lián)電路，所述第二并聯(lián)電路的一端與第二運算放大器 的負輸入端連接，所述第二并聯(lián)電路的另一端分別與第二運算放大器的輸出端和第七電阻(R7)的一端連接，所述第七電阻(R7)的另一端與第四電容(C4)的一端連接，所述第四電容(C4)的另一端接地，所述第二運算放大器的正輸入端接入第二參考電壓； 所述第一電阻(Rl)的兩端作為兩級運算放大電路的輸入端，所述第四電容(C4)的兩端作為兩級運算放大電路的輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變電站電壓互感器二次回路多點接地故障查找設(shè)備，其特征在于:所述第一運算放大器和第二運算放大器均是采用型號為LM332的運算放大器芯片實現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站電壓互感器二次回路多點接地故障查找設(shè)備，其特征在于:其還包括鍵盤，所述鍵盤的輸出端與處理器的第二輸入端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站電壓互感器二次回路多點接地故障查找設(shè)備，其特征在于:其還包括存儲模塊，所述的存儲模塊與處理器連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站電壓互感器二次回路多點接地故障查找設(shè)備，其特征在于:其還包括電源模塊，所述的電源模塊分別為模數(shù)轉(zhuǎn)換器和處理器供電。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變電站電壓互感器二次回路多點接地故障查找設(shè)備，其特征在于:其還包括電源管理模塊，所述處理器的第二輸出端通過電源管理模塊進而與電源模塊的輸入端連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站電壓互感器二次回路多點接地故障查找設(shè)備，其特征在于:所述的處理器是采用型號為STM32F103ZE的處理器芯片實現(xiàn)的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站電壓互感器二次回路多點接地故障查找設(shè)備，其特征在于:所述的顯示模塊為雙液晶顯示模塊，所述的雙液晶顯示模塊是采用兩個型號為LM240160GFW的液晶屏實現(xiàn)。
【文檔編號】G01R31/02GK103487713SQ201310435583
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】汪江, 丁立, 王智博, 劉治軍, 楊慧, 馬燕, 崔戰(zhàn)濤, 李武, 余偉, 李互剛, 徐玉鳳 申請人:國家電網(wǎng)公司, 寧夏電力公司石嘴山供電局, 廣州市仟順電子設(shè)備有限公司