一种变电站接地故障检测系统的制作方法

本实用新型属于电力故障检测的技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种变电站接地故障检测装置。

背景技术：

变电站的直流系统是电力系统中非常重要的工作电源。它需要供电给动力、事故照明、控制、信号、继电保护及自动装置、交流不间断电源等，对变电站的可靠运行起着极为重要的作用。直流系统发生一点接地，若查找不及时，就可能出现第二点接地。直流系统发生两点接地故障后，便可能构成接地短路，造成继电保护、信号、自动装置误动或拒动，或造成直流保险熔断，使保护及自动装置、控制回路失去电源，直接危胁一次设备的安全。

现有的检测变电站接地故障的方法主要有电桥平衡法和低频信号注入法。根据电桥平衡法实现的绝缘监测装置被广泛使用，它在正极绝缘或负极绝缘下降时，能够监测到绝缘电阻的绝缘效果变化情况。低频信号注入法是用电桥监测母线的绝缘状况，一旦发现绝缘异常，即向电网注入低频交流信号，用交流互感器监测各支路的电流，然后通过一定的算法计算得出绝缘电阻，确定故障支路。然而其缺点在于：需要交流信号发生电路，增加了系统的复杂性；注入的低频交流信号增大了直流系统的电压纹波系数；监测结果受系统分布电容影响；低频交流信号容易受到外界的各种干扰。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种变电站接地故障检测系统。

为了实现本实用新型的上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种变电站接地故障检测系统，其特征在于：包括电源，有源振荡电路，滤波电路，调零电路，CPU处理器，双稳态触发电路，报警器，监视主机，所述电源分别与有源振荡电路，调零电路，CPU控制器，双稳态触发电路，报警器，监视主机相连；所述有源振荡电路的输出端与滤波电路的输入端相连，所述滤波电路的输出端与调零电路的输入端相连，所述调零电路的输出端与CPU控制器的输入端相连，所述CPU控制器的输出端与双稳态触发电路的输入端相连，所述双稳态触发电路的输出端与报警器的输入端相连，所述报警器的输出端与监视主机的输入端相连。

其中，所述有源振荡电路的电感线圈为电流感应器的次级线圈。

其中，所述的电源为隔离输出电源，其输入端与直流系统输出回路连接。

其中，所述的报警器为发光二极管。

其中，所述有源振荡电路由第1比较器、第2比较器，第1运算放大器，第1三极管、第2三级管，电感线圈，第1电阻、第2电阻、第3电阻、第4电阻、第5电阻、第6电阻、第7电阻、和第8电阻组成；第1比较器的同相输入端与第2比较器的反相输入端相连，第1比较器的同相输入端与第2比较器的反相输入端相连，第2比较器的同相输入端通过第6电阻接地，第2比较器的反相输入端通过第7电阻和第8电阻接地；第1比较器的输出端通过第1电阻连接到运算放大器的同相输入端，第2比较器通过第3电阻连接到运算放大器的反相输入端，运算放大器的同相输入端通过电阻接地；运算放大器的输出端连接第1三极管和第2三级管的基极，第2三极管的发射极与第1三级管的发射极相连，第2三极管的集电极与第1三极管的集电极分别接入电源的正负极；第1三极管的集电极分别与第4电阻、第5电阻，以及电感线圈连接；第4电阻的另一端与第3电阻、第1运算放大器的反相输入端连接；第5电阻另一端与第1比较器的反相输入端连接，电感线圈另一端与第7电阻、第8电阻的连接点构成输出端。

其中，所述滤波电路由第2运算放大器、第3运算放大器，第1电容、第2电容、第3电容、第4电容，第9电阻、第10电阻、第11电阻、第12电阻、第13电阻、第14电阻、第15电阻，和第16电阻组成；第9电阻一端为滤波电路的输入端、另一端与第1电容、第10电阻连接，第1电容另一端与第2运算放大器输出端连接，第10电阻另一端与第2电容、第2运算放大器反相输入端连接，第2电容另一端接地；第2运算放大器同相输入端与第11电阻、第12电阻连接，第12电阻另一端接地，第11电阻另一端与第2运算放大器输出端连接，同时与第13电阻连接；第13电阻另一端与第3电容、第14电阻连接，第3电容另一端与第3运算放大器输出端连接，第14电阻另一端与第4电容、第3运算放大器反相输入端连接，第4电容另一端接地；第3运算放大器同相输入端与第15电阻，和第16电阻连接；第16电阻连接另一端接地，第15电阻另一端与第3运算放大器输出端连接构成滤波电路输出端。

其中，所述调零电路由第4运算放大器、第17电阻、第18电阻、第19电阻、第20电阻，和第21电阻组成；第17电阻一端为调零电路的输入端、第17电阻另一端与第4运算放大器的反相输入端、第18电阻连接；第4运算放大器同相输入端与第19电阻、第21电阻连接；第19电阻另一端与电源正极连接，第21电阻另一端通过第20电阻与电源负极连接，第18电阻另一端与第4运算放大器输出端连接构成调零电路输出端。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的变电站接地故障检测系统通过测量接地时产生的差电流所引起的有源振荡器的振荡频率变化，来监测接地故障的发生；本实用新型的装置无需向被测系统中注入交流信号，与被测系统没有电气联系，整个监测装置可以实现分布式安装，能更加系统的检测到直流系统的每个输出回路，并可通过监视主机十分方便地实现实时在线监测。

附图说明

图1为本实用新型所述的变电站接地故障检测系统的结构示意图。

图2为图1中有源振荡电路的示意图。

图3为图1中滤波电路的示意图。

图4为图1中调零电路的示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种变电站接地故障检测系统，其特征在于：包括电源，有源振荡电路，滤波电路，调零电路，CPU处理器，双稳态触发电路，报警器，监视主机，所述电源分别与有源振荡电路，调零电路，CPU控制器，双稳态触发电路，报警器，监视主机相连；所述有源振荡电路的输出端与滤波电路的输入端相连，所述滤波电路的输出端与调零电路的输入端相连，所述调零电路的输出端与CPU控制器的输入端相连，所述CPU控制器的输出端与双稳态触发电路的输入端相连，所述双稳态触发电路的输出端与报警器的输入端相连，所述报警器的输出端与监视主机的输入端相连，所述有源振荡电路的电感线圈为电流感应器的次级线圈，所述的电源为隔离输出电源，其输入端与直流系统输出回路连接。，所述的报警器为发光二极管。

如图2所示，所述有源振荡电路由第1比较器U11、第2比较器U12，第1运算放大器U13，第1三极管Q1、第2三级管Q2，电感线圈，第1电阻R11、第2电阻R12、第3电阻R13、第4电阻R14、第5电阻R15、第6电阻R16、第7电阻R17、和第8电阻R18组成；第1比较器U11的同相输入端与第2比较器U12的反相输入端相连，第1比较器U11的同相输入端与第2比较器U12的反相输入端相连，第2比较器U12的同相输入端通过第6电阻R16接地，第2比较器U12的反相输入端通过第7电阻R17和第8电阻R18接地；第1比较器U11的输出端通过第1电阻R1连接到运算放大器U13的同相输入端，第2比较器U12通过第3电阻R3连接到运算放大器U13的反相输入端，运算放大器U3的同相输入端通过电阻R2接地；运算放大器U13的输出端连接第1三极管Q11和第2三级管Q12的基极，第2三极管Q2的发射极与第1三级管的Q1发射极相连，第2三极管Q2的集电极与第1三极管Q1的集电极分别接入电源的正负极；第1三极管Q1的集电极分别与第4电阻R14、第5电阻R15，以及电感线圈连接；第4电阻R14的另一端与第3电阻R13、第1运算放大器U13的反相输入端连接；第5电阻R5另一端与第1比较器U11的反相输入端连接，电感线圈另一端与第7电阻R17、第8电阻R18的连接点构成输出端。

如图3所示，所述滤波电路由第2运算放大器U21、第3运算放大器U22，第1电容C21、第2电容C22、第3电容C23、第4电容C24，第9电阻R21、第10电阻R22、第11电阻R23、第12电阻R24、第13电阻R25、第14电阻R26、第15电阻R27，和第16电阻R28组成；第9电阻R21一端为滤波电路的输入端、另一端与第1电容C21、第10电阻R22连接，第1电容C21另一端与第2运算放大器U21输出端连接，第10电阻R22另一端与第2电容C22、第2运算放大器U21反相输入端连接，第2电容C22另一端接地；第2运算放大器U21同相输入端与第11电阻R23、第12电阻R24连接，第12电阻R24另一端接地，第11电阻R23另一端与第2运算放大器U21输出端连接，同时与第13电阻R25连接；第13电阻R25另一端与第3电容C23、第14电阻R26连接，第3电容C23另一端与第3运算放大器U22输出端连接，第14电阻R26另一端与第4电容C24、第3运算放大器U22反相输入端连接，第4电容C24另一端接地；第3运算放大器U22同相输入端与第15电阻R27，和第16电阻R28连接；第16电阻R28连接另一端接地，第15电阻R27另一端与第3运算放大器U22输出端连接构成滤波电路输出端。

如图4所示，所述调零电路由第4运算放大器U31、第17电阻R31、第18电阻R32、第19电阻R33、第20电阻R34，和第21电阻R35组成；第17电阻R31一端为调零电路的输入端、第17电阻R31另一端与第4运算放大器U31的反相输入端、第18电阻R32连接；第4运算放大器U31同相输入端与第19电阻R33、第21电阻R35连接；第19电阻R33另一端与电源正极连接，第21电阻R35另一端通过第20电阻R34与电源负极连接，第18电阻R32另一端与第4运算放大器U31输出端连接构成调零电路输出端。

操作人员可通过监视主机进行监测，直流系统正常运行时，漏电流为零，此时电流感应器无感应电流产生，各输出端的电压均为零；当所检测线路发生接地故障时，会产生漏电流，调零电路输出端会检测到漏电压的存在；而且其幅值与漏电流的严重程度呈正相关关系，当该值超过预设的阈值时，微处理器即输出触发信号到触发器；当触发器得到触发信号时，即可点亮发光二极管发出报警光信号。

对于本领域的普通技术人员而言，应当理解可以在不脱离本实用新型公开的范围以内，可以采用等同替换或等效变换形式实施上述实施例。本实用新型的保护范围并不限于具体实施方式部分的具体实施例，只要没有脱离实用新型实质的实施方式，均应理解为落在了本实用新型要求的保护范围之内。