变电站电压互感器二次回路多点接地故障查找设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种变电站电压互感器二次回路多点接地故障查找设备，其包括处理器、显示模块和至少一个钳形电流互感器，所述钳形电流互感器的输出端依次连接有信号处理电路和模数转换器，所述模数转换器的输出端与处理器的第一输入端连接，所述处理器的第一输出端与显示模块的输入端连接。本发明能够快速和准确地找出变电站电压互感器二次回路中发生多点接地故障的具体地点，从而能够为广大发电、供电企业提供安全和有效的电压互感器二次回路多点接地故障的查找手段，大大提高电力系统的安全性和稳定性。本发明广泛应用于直流系统的故障检测领域中。
【专利说明】变电站电压互感器二次回路多点接地故障查找设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及直流系统的故障检测领域，尤其涉及一种用于变电站电压互感器二次回路多点接地的故障查找设备。
【背景技术】
[0002]根据《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》规定可知，经控制室零相小母线(N600)连通的几组电压互感器二次回路，其只应在控制室将N600 —点接地，若所述的电压互感器二次回路存在两点或多点接地，那么测量的电压将会受到影响，而严重情况下会使计量测量不准确，引起保护装置的误动。因此，人们应该尽快研究出一种能够快速判断电压互感器二次回路是否存在多点接地故障，以及能够迅速识别存在多点接地的回路的查找设备。
【发明内容】
[0003]为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于变电站电压互感器二次回路多点接地的故障查找设备。
[0004]本发明所采用的技术方案是:变电站电压互感器二次回路多点接地故障查找设备，其包括处理器、显示模块和至少一个钳形电流互感器，所述钳形电流互感器的输出端依次连接有信号处理电路和模数转换器，所述模数转换器的输出端与处理器的第一输入端连接，所述处理器的第一输出端与显示模块的输入端连接。
[0005]进一步，所述的信号处理电路包括两级运算放大电路，所述钳形电流互感器的输出端通过两级运算放大电路进而与模数转换器的输入端连接。
[0006]进一步，所述的两级运算放大电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容以及第四电容；
所述第一电阻的一端与第一运算放大器的负输入端连接，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的一端接入第一参考电压，所述第二电阻的另一端分别与第一运算放大器的正输入端和第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第四电阻和第一电容并联连接后组成第一并联电路，所述第一并联电路的一端与第一运算放大器的负输入端连接，所述第一并联电路的另一端分别与第一运算放大器的输出端和第二电容的一端连接，而所述的第五电阻连接在第二电容的另一端与第二运算放大器的负输入端之间；
所述第六电阻和第三电容并联连接后组成第二并联电路，所述第二并联电路的一端与第二运算放大器的负输入端连接，所述第二并联电路的另一端分别与第二运算放大器的输出端和第七电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端与第四电容的一端连接，所述第四电容的另一端接地，所述第二运算放大器的正输入端接入第二参考电压；
所述第一电阻的两端作为两级运算放大电路的输入端，所述第四电容的两端作为两级运算放大电路的输出端。[0007]进一步，所述第一运算放大器和第二运算放大器均是采用型号为LM332的运算放大器芯片实现。
[0008]进一步，其还包括键盘，所述键盘的输出端与处理器的第二输入端连接。
[0009]进一步，其还包括存储模块，所述的存储模块与处理器连接。
[0010]进一步，其还包括电源模块，所述的电源模块分别为模数转换器和处理器供电。
[0011]进一步，其还包括电源管理模块，所述处理器的第二输出端通过电源管理模块进而与电源模块的输入端连接。
[0012]进一步，所述的处理器是采用型号为STM32F103ZE的处理器芯片实现的。
[0013]进一步，所述的显示模块为双液晶显示模块，所述的双液晶显示模块是采用两个型号为LM240160GFW的液晶屏实现。
[0014]本发明的有益效果是:通过使用本发明，就能够快速和准确地找出变电站电压互感器二次回路中发生多点接地故障的具体地点，而且操作简单、方便实用以及安全有效，从而能够为广大发电、供电企业提供安全和有效的电压互感器二次回路多点接地故障的查找手段，大大提高电力系统的安全性和稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明:
图1是本发明变电站电压互感器二次回路多点接地故障查找设备的结构框图；
图2是本发明变电站电压互感器二次回路多点接地故障查找设备中信号处理电路的具体实施结构框图；
图3是本发明操作实例的应用原理图；
图4是本发明显示波形和数据的第一示例图；
图5是本发明显示波形和数据的第二示例图。
【具体实施方式】
[0016]由图1所示，变电站电压互感器二次回路多点接地故障查找设备，其包括处理器、显示模块和至少一个钳形电流互感器，所述钳形电流互感器的输出端依次连接有信号处理电路和模数转换器，所述模数转换器的输出端与处理器的第一输入端连接，所述处理器的第一输出端与显示模块的输入端连接。所述钳形电流互感器的个数可根据实际情况而设置，通常为I至4个钳形电流互感器。当钳形电流互感器的个数为多个时，多个钳形电流互感器的输出端是均与信号处理电路的输入端连接。
[0017]根据上述的本发明，其工作原理为:在检测变电站电压互感器二次回路多点接地故障的时候，利用钳形电流互感器钳住所要检测的电压互感器二次回路中的接地线，然后，本发明就能自动开始检测当前接地线内的电流信号并且显示波形和幅值。由于，当没有发生多点接地故障时，同一组线的两个端的波形和数值应该是基本一样的，因此，当同一组线的两个端的波形和数值相差很大时，则表示电压互感器二次回路中发生了多点接地的故障。
[0018]进一步作为优选的实施方式，所述的信号处理电路包括两级运算放大电路，所述钳形电流互感器的输出端通过两级运算放大电路进而与模数转换器的输入端连接。[0019]如图2所示，所述的两级运算放大电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容Cl、第二电容C2、第三电容C3以及第四电容C4 ；
所述第一电阻Rl的一端与第一运算放大器的负输入端连接，所述第一电阻Rl的另一端接地，所述第二电阻R2的一端接入第一参考电压，所述第二电阻R2的另一端分别与第一运算放大器的正输入端和第三电阻R3的一端连接，所述第三电阻R3的另一端接地，所述第四电阻R4和第一电容Cl并联连接后组成第一并联电路,所述第一并联电路的一端与第一运算放大器的负输入端连接，所述第一并联电路的另一端分别与第一运算放大器的输出端和第二电容C2的一端连接，而所述的第五电阻R5连接在第二电容C2的另一端与第二运算放大器的负输入端之间；
所述第六电阻R6和第三电容C3并联连接后组成第二并联电路，所述第二并联电路的一端与第二运算放大器的负输入端连接，所述第二并联电路的另一端分别与第二运算放大器的输出端和第七电阻R7的一端连接，所述第七电阻R7的另一端与第四电容C4的一端连接，所述第四电容C4的另一端接地，所述第二运算放大器的正输入端接入第二参考电压；所述第一电阻Rl的两端作为两级运算放大电路的输入端，所述第四电容C4的两端作为两级运算放大电路的输出端。
[0020]进一步作为优选的实施方式，所述第一运算放大器和第二运算放大器均是采用型号为LM332的运算放大器芯片实现。
[0021]进一步作为优选的实施方式，其还包括键盘，所述键盘的输出端与处理器的第二输入端连接。
[0022]进一步作为优选的实施方式，其还包括存储模块，所述的存储模块与处理器连接。所述的存储模块可为SDRAM存储模块、FLASH存储模块或U盘。而由于本发明设有存储模块，因此可将检测到的波形和数据存入存储模块，并且在需要的时候将存储在存储模块中的波形和数据读出。
[0023]进一步作为优选的实施方式，其还包括电源模块，所述的电源模块分别为模数转换器和处理器供电。
[0024]进一步作为优选的实施方式，其还包括电源管理模块，所述处理器的第二输出端通过电源管理模块进而与电源模块的输入端连接。
[0025]进一步作为优选的实施方式，所述的处理器是采用型号为STM32F103ZE的处理器芯片实现的。
[0026]进一步作为优选的实施方式，所述的显示模块为双液晶显示模块，所述的双液晶显示模块是采用两个型号为LM240160GFW的液晶屏实现。
[0027]本发明的操作实例
1、如图3所示，PTl (第一电压互感器)的接地线只存有两种电流:第一种，各相不平衡电压与相位导致的电流信号；第二种，Ic, Ic为电缆屏蔽线或者其它原因造成的电容电流，所述的电容很小，因此Ic很小，本发明测量到的14和15也很小。
[0028]2、假设如图3所示，在PT2 (第二电压互感器)的接地线上有一个假想接地的点，两个地之间有若干距离的话，地电位差导致有电流I产生。
[0029]3、利用4个钳形电流互感器钳住PT2的接地线，然后检测到13处有一个较大的电流信号，接着顺着电流信号往PT2终端查找，发现到12处电流信号存在，而到Il处电流信号消失，因此可以确定发生接地故障的点存在于Il处于12处之间。
[0030]4、13处的电流信号的波形和数据显示如图4所示，并且利用键盘按存储键后可以将此波形和数据存储至U盘。
[0031]5、13处的电流信号的波形和数据从U盘读出后显示如图5所示。
[0032]通过上述可知，本发明能够快速准确地查找电压互感器二次回路存在多点接地的情况，因而，通过使用本发明能够提高电力系统稳定运行的性能，而且在多点接地查找的过程中无需与被测系统有电气连接，便于操作，安全性高。
[0033]以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【权利要求】
1.变电站电压互感器二次回路多点接地故障查找设备，其特征在于:其包括处理器、显示模块和至少一个钳形电流互感器，所述钳形电流互感器的输出端依次连接有信号处理电路和模数转换器，所述模数转换器的输出端与处理器的第一输入端连接，所述处理器的第一输出端与显不模块的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的变电站电压互感器二次回路多点接地故障查找设备，其特征在于:所述的信号处理电路包括两级运算放大电路，所述钳形电流互感器的输出端通过两级运算放大电路进而与模数转换器的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的变电站电压互感器二次回路多点接地故障查找设备，其特征在于:所述的两级运算放大电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第一电容(Cl)、第二电容(C2)、第三电容(C3)以及第四电容(C4)； 所述第一电阻(Rl)的一端与第一运算放大器的负输入端连接，所述第一电阻(Rl)的另一端接地，所述第二电阻(R2)的一端接入第一参考电压，所述第二电阻(R2)的另一端分别与第一运算放大器的正输入端和第三电阻(R3)的一端连接，所述第三电阻(R3)的另一端接地，所述第四电阻(R4)和第一电容(Cl)并联连接后组成第一并联电路，所述第一并联电路的一端与第一运算放大器的负输入端连接，所述第一并联电路的另一端分别与第一运算放大器的输出端和第二电容(C2)的一端连接，而所述的第五电阻(R5)连接在第二电容(C2)的另一端与第二运算放大器的负输入端之间； 所述第六电阻(R6)和第三电容(C3)并联连接后组成第二并联电路，所述第二并联电路的一端与第二运算放大器 的负输入端连接，所述第二并联电路的另一端分别与第二运算放大器的输出端和第七电阻(R7)的一端连接，所述第七电阻(R7)的另一端与第四电容(C4)的一端连接，所述第四电容(C4)的另一端接地，所述第二运算放大器的正输入端接入第二参考电压； 所述第一电阻(Rl)的两端作为两级运算放大电路的输入端，所述第四电容(C4)的两端作为两级运算放大电路的输出端。
4.根据权利要求3所述的变电站电压互感器二次回路多点接地故障查找设备，其特征在于:所述第一运算放大器和第二运算放大器均是采用型号为LM332的运算放大器芯片实现。
5.根据权利要求1所述的变电站电压互感器二次回路多点接地故障查找设备，其特征在于:其还包括键盘，所述键盘的输出端与处理器的第二输入端连接。
6.根据权利要求1所述的变电站电压互感器二次回路多点接地故障查找设备，其特征在于:其还包括存储模块，所述的存储模块与处理器连接。
7.根据权利要求1所述的变电站电压互感器二次回路多点接地故障查找设备，其特征在于:其还包括电源模块，所述的电源模块分别为模数转换器和处理器供电。
8.根据权利要求7所述的变电站电压互感器二次回路多点接地故障查找设备，其特征在于:其还包括电源管理模块，所述处理器的第二输出端通过电源管理模块进而与电源模块的输入端连接。
9.根据权利要求1所述的变电站电压互感器二次回路多点接地故障查找设备，其特征在于:所述的处理器是采用型号为STM32F103ZE的处理器芯片实现的。
10.根据权利要求1所述的变电站电压互感器二次回路多点接地故障查找设备，其特征在于:所述的显示模块为双液晶显示模块，所述的双液晶显示模块是采用两个型号为LM240160GFW的液晶屏实现。
【文档编号】G01R31/02GK103487713SQ201310435583
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月23日 优先权日:2013年9月23日
【发明者】汪江, 丁立, 王智博, 刘治军, 杨慧, 马燕, 崔战涛, 李武, 余伟, 李互刚, 徐玉凤 申请人:国家电网公司, 宁夏电力公司石嘴山供电局, 广州市仟顺电子设备有限公司