专利名称：一种配电变压器接地线电阻、电流监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种接地线电阻、电流的监测装置，尤其涉及一种配电变压器接地线电阻的监测系统。
背景技术：
随着国家电网对智能电网概念的提出，供电部门对供电质量的考核要求越来越 高。其中，在确保台区变压器等关键设备的安全运行指标的测量上，对于设备的接地电阻这 项重要指标的准确实时测量还没有好的解决办法，仍然停留在定期由工作人员采用仪表到 现场测量的办法，无法及时发现设备接地问题，提前解决设备接地不良隐患。台区接地线接的良好与否，直接关系到用户的安全用电。如果接地不良，轻则损坏 用户电器设备，重则可能引起火灾等一系列不必要的损失，而且台区变压器接地不良引起 台区设备带电，可能会造成意外的人身触电伤亡事故。因此进行接地电阻监测，是保证电力 安全生产的重要举措。目前有一些企业生产摇表，或原理类似摇表的设备，还有一些企业基于互感器原 理生产了钳形接地电阻表。但以上设备仍然摆脱不了“去现场测”的传统观念，方便性和实 时性远远不能满足供电部门的需求。本项目研制生产的接地电阻本测量装置，不仅可以“去现场测”，而且可以“随时 测”，并且结合了现有的台区通信设备，做到了“在家测”。不仅提高了现有设备利用率，而且 大大提高了接地电阻监测力度，为安全生产多上了一个保险。
实用新型内容本实用新型克服了现有技术中的不足，提供了一种可以在家测，随时测的接地线 电阻、电流监测装置。本实用新型的的技术方案概述如下一种配电变压器接地线电阻、电流监测装置，其特征在于，包括一处理单元，包括中央处理器、A/D转换模块和接口模块；一连接在处理单元上的电源；一通过滤波模块连接到处理单元的数据采集模块；所述数据采集模块采用电流互感器和电压互感器，用于采集接地电阻的电流和电 压值，采集的数值经过滤波模块滤波送入处理单元中的A/D转换模块；经A/D转换模块转换 后由中央处理器运算，得到的数据经过接口模块送入无线网络终端，进行监测。所述处理单元为单片机。所述电流互感器和电压互感器采用高导磁的坡镆合金材料。所述滤波模块为两级二阶低通有源滤波器。所述二阶低通有源滤波采用TL072双运放芯片。所述接口模块通过RS485接口实现。[0018]所述装置还包括一用于负责定时采样数据的时钟。所述装置还包括一用于用户查询历史数据的存储器。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是大大提高了接地线电阻监测力度，可 以“随时测”，并且结合了现有的台区通信设备，做到了“在家测”，为安全生产多上了一个保险。
图1本实用新型装置测量示意图；图2本实用新型装置的结构图；图3测量电路程序流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步的说明本实用新型的测量装置结构见附图2所示，处理单元由Megal28L单片机和其外围 电路构成，Megal28L单片机拥有丰富的端口，内部具有路10位A/D转换器，2个通信口，内 部具有E2PR0M存储器，可以保存电阻校准参数。接口模块用来接收对电阻测量装置的数据采集命令，通过RS485接口实现和无 线网络终端的通信连接；同时作为测量的校准配置端口，完成参数修正。数据采集模块采用电压互感器和电流互感器，作为发送标准1. 5KHz测量信号的 输出和接收部件，采用高导磁的坡镆合金材料，实现微弱小信号的检测，完成对电压，电流 的调节和采集；数据采集是装置的核心，要计算电阻就要采集电压和电流值，采集的精度也 会影响到最终测量结果的准确与否。滤波模块，包含两级滤波器，电流信号的采集采用精密电流互感器把电流信号转 换为电压信号，然后经两级二阶低通有源滤波器，再送入A/D转换器；电压信号的采集与电 流的略有不同，电压信号的跨度较大，通常情况下，所测接地电阻阻值很小，得到的电压值 比较小，若所测阻值较大时，则电压值很大，最大有12V，因此要对弱信号进行放大，而大信 号原值传送，然后经两级二阶有源滤波器后送单片机中的A/D转换芯片。二阶低通有源滤 波选用了 TL072高精度，低温漂的双运放芯片。时钟负责定时采样测量；存储器将结果存储起来，以便用户查询历史数据。在实施测量的时候，将本实用新型的接地线电阻、电流测量装置(以下简称本测 量装置)中的数据采集模块，通过电压互感器(激励线圈N)，把一个特定频率特定幅度的电 压信号耦合到接地线上，在接地线产生一个电动势，此电动势除以接地电阻值，得到特定频 率的电流值，这个电流通过电流互感器(响应线圈η)产生响应电流，再通过测量响应电流 大小而得出接地电阻大小，见附图1接地电阻测量示意图Ui为接地线的交流电压，电压互感器耦合到接地线上后，感应电动势为E = Ui/N， 接地回路上形成电流I = E/Rx(Rx为接地电阻值)，在电流互感器中感生出感应电流Io = I/n，响应线圈电流通过采样电阻Ro后，采样电压Uo = IoXRo，将以上几个等式联立，最终 得到妝=仍/(11冊0)1 0，由采样电压此大小可算得接地电阻值1^。实际测量中，使用与电力线上不同频率的Ui，利用滤波器把地线上的电流干扰去掉，使其不停电也能测量。由于接地电阻值变化范围较大，现场又不同，所以合理选择测量算法是准确测量的保证，本具体实施例的装置以Megal28L处理器为核心，采用信号放大和有源滤波、软件 滤波算法，滤除了电力系统环境中的工频干扰等，利用欧姆定律求出电阻。本具体实施例软件滤波算法中的软件编程采用Code Vision C语言编程， Megal28L单片机支持在线调试，整个程序采用模块化设计，主要有中断模块，AD采集模块， 通信模块，数字滤波模块，采集存储模块等；主程序比较简单，在完成初始化后即休眠等待 中断；程序的主体是定时器中断程序，采集程序中采用去极值平均滤波法进一步增加抗干 扰能力，另外在测量时，每次施加激励信号后，需等待一定的时间来使电流稳定；测量电路 程序流程见图3所示经电流互感器采样得到的电压值要经过两次信号放大，两次滤波，然 后才送入A/D转换模块进行转换，转换后的数据由Megal28L处理器进行处理，由软件计算 出电阻值。本实用新型可以在电力系统强干扰环境下采集和处理微弱信号；因此采用可靠的 抗干扰措施，确保了信号采集的准确和精度；本实用新型在具体实施过程中除了硬件滤波 和一定的软件算法外，在PCB制板方面要注意强、弱电隔离，大、小信号隔离，在易受干扰的 地方采用屏蔽和隔离技术，以确保测量的精度。此处叙述的示例方案仅仅是对本实用新型原理的解释。不应以任何方式，利用上 面的叙述限制本实用新型的范围。本领域的专业人士，可以利用本实用新型的原理，设计各 种不同的实施方案，而不超出本实用新型的范围。
权利要求一种配电变压器接地线电阻、电流监测装置，其特征在于，包括一处理单元，包括中央处理器、A/D转换模块和接口模块；一连接在处理单元上的电源；一通过滤波模块连接到处理单元的数据采集模块；所述数据采集模块采用电流互感器和电压互感器，用于采集接地电阻的电流和电压值，采集的数值经过滤波模块滤波送入处理单元中的A/D转换模块；经A/D转换模块转换后由中央处理器运算，得到的数据经过接口模块送入无线网络终端，进行监测。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理单元为单片机。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电流互感器和电压互感器采用高导磁 的坡镆合金材料。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述滤波模块为两级二阶低通有源滤波器。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述二阶低通有源滤波采用TL072双运放芯片。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接口模块通过RS485接口实现。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一用于负责定时采样数据的时钟。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一用于用户查询历史数据的存储器。
专利摘要本实用新型公开了一种配电变压器接地线电阻、电流监测装置，该装置包括一处理单元，包括A/D转换模块和接口模块；一连接在处理单元上的电源；一通过滤波模块连接到处理单元的数据采集模块；所述数据采集模块采用电流互感器和电压互感器，用于采集接地电阻的电流和电压值，采集的数值经过滤波模块滤波送入处理单元中的A/D转换模块；经A/D转换模块转换后由中央处理器运算，得到的数据经过接口模块送入无线网络终端，进行监测。本实用新型的装置大大提高了接地电阻监测力度，可以“随时测”，并且结合了现有的台区通信设备，做到了“在家测”，为安全生产多上了一个保险。
文档编号G01R27/08GK201569705SQ20092024619
公开日2010年9月1日 申请日期2009年11月6日 优先权日2009年11月6日
发明者付铮, 王国泉, 陈安卫 申请人:国电龙源电气有限公司