Pt二次回路的在線式n線多點接地故障檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種PT二次回路的在線式N線多點接地故障檢測裝置，包括第一鉗形電流互感器、第二鉗形電流互感器和系統(tǒng)檢測器；所述系統(tǒng)檢測器包括檢測器控制器、可調(diào)電阻和第一采樣放大模塊，所述第一鉗形電流互感器和第二鉗形電流互感器的鉗口均用于活動安裝在PT二次回路的公共回路N600上，可調(diào)電阻串接在第一鉗形電流互感器的二次繞組上，第一采樣放大單元與第二鉗形電流互感器的二次繞組電連接，所述檢測器控制器調(diào)節(jié)可調(diào)電阻的阻值按預(yù)設(shè)的時間-阻值曲線變化，并通過第一采樣放大單元同步接收所述第二鉗形電流互感器的二次繞組感應(yīng)電流的第一時間-電流曲線。本實用新型具有安全性、可靠性和效率高的優(yōu)點。
【專利說明】PT 二次回路的在線式N線多點接地故障檢測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種PT 二次回路的在線式N線多點接地故障檢測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]二次回路N線多點接地是指三相四線接線的電壓電流互感器繞組二次回路中性線存在兩個或多個接到廠站接地網(wǎng)或N600的接地點，并且從互感器落地端子箱到電能表電壓二次回路中性線存在一個以上的接地點。
[0003]在電力系統(tǒng)中，二次回路對保障系統(tǒng)安全運(yùn)行起到非常重要的作用。系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下，為了保證人身和設(shè)備的安全，《電力作業(yè)現(xiàn)場安全規(guī)程》規(guī)定互感器二次回路的一個電氣連接必須有一個可靠的接地點。同時為了保證繼電保護(hù)和自動裝置的正確工作，要求回路一點接地。但是，變電所二次回路連接設(shè)備繁多，延伸范圍廣，常常由于人為的接線錯誤或一些不可避免的自然規(guī)律，如絕緣的老化等，出現(xiàn)在一個電氣連接的二次回路中出現(xiàn)多點接地，而且系統(tǒng)的二次回路大部分在室外，絕緣損壞的幾率大，多點接地導(dǎo)致保護(hù)的不正確動作，造成大面積停電事故在系統(tǒng)屢屢發(fā)生。
[0004]目前市場中常用的判斷PT電壓二次回路N600多點接地的方法主要有電阻法和分流法，下面分析一下這兩種方法的特性:
[0005]1、電阻法
[0006]電阻法的原理圖如圖1所示，其檢測步驟如下:
[0007]步驟一，先合上隔離開關(guān)2，將滑線變阻器6的電阻尺調(diào)至最小位置0，確認(rèn)接線無誤后，將接線的A、B兩點接入N600與接地點之間。
[0008]步驟二，解開N600的接地點，打開隔離開關(guān)2，慢慢增大滑線變阻器6的電阻，觀察交流電流表5及鉗型電流表I的讀數(shù)，若試驗中電流較小時，交流電流表5的示數(shù)會有較大偏差,試驗電流數(shù)據(jù)均采用高精度鉗型電流表數(shù)據(jù)。
[0009]步驟三，若試驗過程中交流電壓表4的電壓讀數(shù)恒定而交流電流表5的電流讀數(shù)隨電阻的增大而減小時，可判定該站N600有兩點或多點接地現(xiàn)象。若試驗結(jié)果為交流電流表5的電流讀數(shù)恒定，可判定該站N600為一點接地。
[0010]2、分流法
[0011]分流法的原理圖如圖2所示，其檢測方法如下:
[0012]步驟一，先關(guān)閉恒流源，將各部份接入N600與接地點之間。
[0013]步驟二，開啟信號源4，調(diào)節(jié)信號源4輸出電流大小，記錄鉗形電流表I的電流Il及交流電流表3的電流值12。由圖2可知，11=12+13。
[0014]步驟三，若試驗過程中Il 一直小于12，則13不等于零，可判定該站N600有兩點或多點接地現(xiàn)象。若試驗結(jié)果為Il 一直保持與12幾乎相等，則13=0，可判定該站N600為一點接地。
[0015]從上述描述中可以看出電阻法有兩個缺點:需要解開N600接地線，不安全；當(dāng)接地點之間電流較小時，可能存在有兩點接地而無法判斷的情況。PT—次高壓電通過一、二間繞組電容對地產(chǎn)生高壓造成保護(hù)誤動，甚至造成人身傷害。而分流法，則須向N600系統(tǒng)注入信號，該信號可能干擾到系統(tǒng)正常運(yùn)行和其它保護(hù)，造成保護(hù)誤動。
實用新型內(nèi)容
[0016]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種PT 二次回路的在線式N線多點接地故障檢測裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中N線多點接地故障檢測可靠性低、效果差的問題。
[0017]解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0018]一種PT 二次回路的在線式N線多點接地故障檢測裝置，其特征在于:所述的檢測裝置包括第一鉗形電流互感器、第二鉗形電流互感器和系統(tǒng)檢測器；所述系統(tǒng)檢測器包括檢測器控制器、可調(diào)電阻和第一采樣放大模塊，所述第一鉗形電流互感器和第二鉗形電流互感器的鉗口均用于活動安裝在PT 二次回路的公共回路N600上，可調(diào)電阻串接在第一鉗形電流互感器的二次繞組上，第一采樣放大單元與第二鉗形電流互感器的二次繞組電連接，所述檢測器控制器調(diào)節(jié)可調(diào)電阻的阻值按預(yù)設(shè)的時間-阻值曲線變化，并通過第一采樣放大單元同步接收所述第二鉗形電流互感器的二次繞組感應(yīng)電流的第一時間-電流曲線。
[0019]通過檢測器控制器或者外部的處理器將第一時間-電流曲線與預(yù)設(shè)的時間-阻值曲線進(jìn)行比較，得出該兩條曲線的變化方式是否趨于相同的結(jié)論，即可判斷出受檢測線路是否存在接地故障，具體的:若該兩條曲線的變化方式趨于相同，則判定受檢測線路存在接地故障，否則，判定受檢測線路沒有接地。
[0020]作為本實用新型的一種改進(jìn)，所述的檢測裝置還包括第三鉗形電流互感器和饋線探測器；所述饋線探測器包括探測器控制器和第二采樣放大模塊，所述第三鉗形電流互感器的鉗口用于活動安裝在與公共回路N600電連接的受檢測線路上，第二采樣放大單元與第三鉗形電流互感器的二次繞組電連接，所述探測器控制器通過第二采樣放大單元接收所述第三鉗形電流互感器的二次繞組感應(yīng)電流的第二時間-電流曲線。
[0021]通過檢測器控制器或者外部的處理器將第二時間-電流曲線與預(yù)設(shè)的時間-阻值曲線進(jìn)行比較，得出該兩條曲線的變化方式是否趨于相同的結(jié)論，即可判斷出受檢測線路是否接地，具體的:若該兩條曲線的變化方式趨于相同，則判定PT二次回路存在N線多點接地故障，否則，判定PT 二次回路不存在N線多點接地故障。
[0022]為了確保進(jìn)行比較的第二時間-電流曲線與預(yù)設(shè)的時間-阻值曲線是同步變化的，避免因該兩條曲線分開采集而存在時間誤差，作為本實用新型的一種改進(jìn)，所述的系統(tǒng)檢測器還包括同步發(fā)射模塊，所述的饋線探測器還包括與同步發(fā)射模塊無線通信連接的同步接收模塊；所述檢測器控制器通過同步發(fā)射模塊和同步接收模塊將所述預(yù)設(shè)的時間-阻值曲線和第一時間-電流曲線同步發(fā)送給所述探測器控制器。
[0023]為了能便于操作人員對上述第一時間-電流曲線、第二時間-電流曲線與預(yù)設(shè)的時間-阻值曲線進(jìn)行比較，作為本實用新型的一種改進(jìn)，所述的饋線探測器還包括用于人工比較所述時間-阻值曲線、第一時間-電流曲線和第二時間-電流曲線的顯示器；所述顯示器連接到探測器控制器的相應(yīng)端口。
[0024]作為本實用新型的一種實施方式，所述的第一采樣放大單元由第一運(yùn)算放大器和第一 AD轉(zhuǎn)換器組成，所述第二鉗形電流互感器的二次繞組感應(yīng)電流依次通過第一運(yùn)算放大器和第一 AD轉(zhuǎn)換器輸入到檢測器控制器；所述的第二采樣放大單元由第二運(yùn)算放大器和第二 AD轉(zhuǎn)換器組成，所述第三鉗形電流互感器的二次繞組感應(yīng)電流依次通過第二運(yùn)算放大器和第二 AD轉(zhuǎn)換器輸入到探測器控制器。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0026]第一，本實用新型通過第一鉗形電流互感器和可調(diào)電阻改變公共回路N600上的等效阻抗，再通過第二鉗形電流互感器采集公共回路N600上的電流變化曲線，從而人工對時間-阻值曲線和第一時間-電流曲線進(jìn)行比較即能得出PT 二次回路是否存在N線多點接地故障的結(jié)論，因此，本實用新型的實現(xiàn)既無需解開N600接地線又不必公共回路N600中注入信號，實現(xiàn)了實時的在線式N線多點接地故障檢測，具有安全性、可靠性和效率高的優(yōu)占.
[0027]第二，本實用新型通過第三鉗形電流互感器采集與公共回路N600 (an)電連接的受檢測線路上的電流變化曲線，從而人工對時間-阻值曲線和第二時間-電流曲線進(jìn)行比較即能查找出接地故障線路，該查找方式方便快捷，因此，本實用新型具有檢測成本低、能夠大大減少故障點查找時間的優(yōu)點；
[0028]第三，上述時間-阻值曲線和第一時間-電流曲線的比較、以及時間-阻值曲線和第二時間-電流曲線的比較，均能通過現(xiàn)有的波形曲線比較軟件實現(xiàn)，因此，本實用新型能夠方便的實現(xiàn)自動化的在線式N線多點接地故障檢測。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0030]圖1為現(xiàn)有的電阻法檢測PT 二次回路N線多點接地故障的電路原理圖；
[0031]圖2為現(xiàn)有的分流法檢測PT 二次回路N線多點接地故障的電路原理圖；
[0032]圖3為本實用新型的PT 二次回路的在線式N線多點接地故障檢測裝置的電路原理框圖；
[0033]圖4為預(yù)設(shè)的可調(diào)電阻阻值的時間-阻值曲線示例；
[0034]圖5為不存在N線多點接地故障時，第一時間-電流曲線的示意圖；
[0035]圖6為存在N線多點接地故障時，第一時間-電流曲線的示意圖；
[0036]圖7為存在N線多點接地故障時，第二時間-電流曲線的示意圖。

【具體實施方式】
[0037]本實用新型的PT 二次回路的在線式N線多點接地故障檢測方法，包括:
[0038]步驟一，將第一鉗形電流互感器CTl和第二鉗形電流互感器CT2的鉗口均安裝在PT 二次回路的公共回路N600上，其中，第一鉗形電流互感器CTl的二次繞組串接有可調(diào)電阻Rw ；
[0039]步驟二，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻Rw的阻值按預(yù)設(shè)的時間-阻值曲線變化，并同步記錄下第二鉗形電流互感器CT2的二次繞組感應(yīng)電流的第一時間-電流曲線；
[0040]步驟三，將第一時間-電流曲線與預(yù)設(shè)的時間-阻值曲線進(jìn)行比較，若它們的變化方式趨于相同，則判定PT 二次回路存在N線多點接地故障，否則，判定PT 二次回路不存在N線多點接地故障。
[0041]步驟四，在步驟三判定PT 二次回路存在N線多點接地故障時，將第三鉗形電流互感器CT3的鉗口安裝到與公共回路N600電連接的受檢測線路上，再次調(diào)節(jié)可調(diào)電阻Rw的阻值按預(yù)設(shè)的時間-阻值曲線變化，并同步記錄下第三鉗形電流互感器CT3的二次繞組感應(yīng)電流的第二時間-電流曲線；將第二時間-電流曲線與預(yù)設(shè)的時間-阻值曲線進(jìn)行比較，若它們的變化方式趨于相反，則判定該受檢測線路存在接地故障，否則，判定該受檢測線路沒有接地。
[0042]如圖3所示，本實用新型還公開了一種實現(xiàn)上述檢測方法的在線式N線多點接地故障檢測裝置，包括第一鉗形電流互感器CT1、第二鉗形電流互感器CT2和系統(tǒng)檢測器；系統(tǒng)檢測器包括檢測器控制器、可調(diào)電阻Rw和第一采樣放大模塊，第一鉗形電流互感器CTl和第二鉗形電流互感器CT2的鉗口均用于活動安裝在PT 二次回路的公共回路N600上，可調(diào)電阻Rw串接在第一鉗形電流互感器CTl的二次繞組上，第一采樣放大單元與第二鉗形電流互感器CT2的二次繞組電連接，檢測器控制器調(diào)節(jié)可調(diào)電阻Rw的阻值按預(yù)設(shè)的時間-阻值曲線變化，并通過第一采樣放大單元同步接收第二鉗形電流互感器CT2的二次繞組感應(yīng)電流的第一時間-電流曲線；其中，第一采樣放大單元由第一運(yùn)算放大器和第一 AD轉(zhuǎn)換器組成，第二鉗形電流互感器CT2的二次繞組感應(yīng)電流依次通過第一運(yùn)算放大器和第一 AD轉(zhuǎn)換器輸入到檢測器控制器。
[0043]通過檢測器控制器或者外部的處理器將第一時間-電流曲線與預(yù)設(shè)的時間-阻值曲線進(jìn)行比較，得出該兩條曲線的變化方式是否趨于相同的結(jié)論，即可判斷出PT 二次回路是否存在N線多點接地故障，具體的:若該兩條曲線的變化方式趨于相同，則判定PT二次回路存在N線多點接地故障，否則，判定PT 二次回路不存在N線多點接地故障。
[0044]本實用新型的檢測裝置還包括第三鉗形電流互感器CT3和饋線探測器；饋線探測器包括探測器控制器和第二采樣放大模塊，第三鉗形電流互感器CT3的鉗口用于活動安裝在與公共回路N600電連接的受檢測線路上，第二采樣放大單元與第三鉗形電流互感器CT3的二次繞組電連接，探測器控制器通過第二采樣放大單元接收第三鉗形電流互感器CT3的二次繞組感應(yīng)電流的第二時間-電流曲線。其中，第二采樣放大單元由第二運(yùn)算放大器和第二 AD轉(zhuǎn)換器組成，第三鉗形電流互感器CT3的二次繞組感應(yīng)電流依次通過第二運(yùn)算放大器和第二 AD轉(zhuǎn)換器輸入到探測器控制器。
[0045]通過檢測器控制器或者外部的處理器將第二時間-電流曲線與預(yù)設(shè)的時間-阻值曲線進(jìn)行比較，得出該兩條曲線的變化方式是否趨于相同的結(jié)論，即可判斷出受檢測線路是否存在接地故障，具體的:若該兩條曲線的變化方式趨于相同，則判定受檢測線路存在接地故障，否則，判定受檢測線路沒有接地。
[0046]其中，上述檢測器控制器和探測器控制器均可以采用現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的處理器及其外圍電路實現(xiàn)。
[0047]為了確保進(jìn)行比較的第二時間-電流曲線與預(yù)設(shè)的時間-阻值曲線是同步變化的，避免因該兩條曲線分開采集而存在時間誤差，本實用新型的系統(tǒng)檢測器還包括同步發(fā)射模塊，饋線探測器還包括與同步發(fā)射模塊無線通信連接的同步接收模塊；檢測器控制器通過同步發(fā)射模塊和同步接收模塊將預(yù)設(shè)的時間-阻值曲線和第一時間-電流曲線同步發(fā)送給探測器控制器。
[0048]為了能便于操作人員對上述第一時間-電流曲線、第二時間-電流曲線與預(yù)設(shè)的時間-阻值曲線進(jìn)行比較，本實用新型的饋線探測器還包括用于人工比較時間-阻值曲線、第一時間-電流曲線和第二時間-電流曲線的顯示器；顯示器連接到探測器控制器的相應(yīng)端口。
[0049]本實用新型的工作原理如下:
[0050]由于PT 二次回路的公共回路N600 (見圖3中an)本身存在幾十毫安交流電流，PT二次回路若一點接地時，所有電流都通過公共回路N600的連接線an ;若出現(xiàn)多點接地時，則存在分流現(xiàn)象，其中一部分通過公共回路N600，而另外則通過其它接地故障線。在對PT二次回路進(jìn)行N線多點接地故障檢測方法時，可調(diào)電阻Rw的阻值按預(yù)設(shè)的時間-阻值曲線變化(參見圖4)，若PT 二次回路不存在N線多點接地故障，則公共回路N600上的電流不會被分流，則公共回路N600上的電流將保持不變(參見圖5)，并且PT 二次回路中與公共回路N600 (an)電連接的受檢測線路的電流也保持不變；而若PT 二次回路存在N線多點接地故障，則公共回路N600上的電流將會被分流，由于公共回路N600的連接線an的等效阻抗Zn跟隨可調(diào)電阻Rw的阻值改變，由此使得公共回路N600與其他與公共回路N600 (an)電連接的受檢測線路的分流電流比也跟著改變，即:公共回路N600上的電流將以與可調(diào)電阻Rw的時間-阻值曲線趨于相同的方式變化(參見圖6)，而與公共回路N600 (an)電連接的受檢測線路上的電流將以與可調(diào)電阻Rw的時間-阻值曲線趨于相反的方式變化(參見圖7)。由此，無論是人工的通過顯示器進(jìn)行判斷，還是通過軟件進(jìn)行波形分析判斷，均能方便的得出PT 二次回路是否存在N線多點接地故障的結(jié)論，并能快捷的查找出接地故障線路。
[0051]本實用新型不局限與上述【具體實施方式】，根據(jù)上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段，在不脫離本實用新型上述基本技術(shù)思想前提下，本實用新型還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更，均落在本實用新型的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種PT 二次回路的在線式N線多點接地故障檢測裝置，其特征在于:所述的檢測裝置包括第一鉗形電流互感器(CTl)、第二鉗形電流互感器(CT2)和系統(tǒng)檢測器；所述系統(tǒng)檢測器包括檢測器控制器、可調(diào)電阻(Rw)和第一采樣放大模塊，所述第一鉗形電流互感器(CTl)和第二鉗形電流互感器(CT2)的鉗口均用于活動安裝在PT 二次回路的公共回路N600(an)上，可調(diào)電阻(Rw)串接在第一鉗形電流互感器(CTl)的二次繞組上，第一采樣放大單元與第二鉗形電流互感器(CT2)的二次繞組電連接，所述檢測器控制器調(diào)節(jié)可調(diào)電阻(Rw)的阻值按預(yù)設(shè)的時間-阻值曲線變化，并通過第一采樣放大單元同步接收所述第二鉗形電流互感器(CT2)的二次繞組感應(yīng)電流的第一時間-電流曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于:所述的檢測裝置還包括第三鉗形電流互感器(CT3)和饋線探測器；所述饋線探測器包括探測器控制器和第二采樣放大模塊，所述第三鉗形電流互感器(CT3)的鉗口用于活動安裝在與公共回路N600(an)電連接的受檢測線路上，第二采樣放大單元與第三鉗形電流互感器(CT3)的二次繞組電連接，所述探測器控制器通過第二采樣放大單元接收所述第三鉗形電流互感器(CT3)的二次繞組感應(yīng)電流的第二時間-電流曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測裝置，其特征在于:所述的系統(tǒng)檢測器還包括同步發(fā)射模塊，所述的饋線探測器還包括與同步發(fā)射模塊無線通信連接的同步接收模塊；所述檢測器控制器通過同步發(fā)射模塊和同步接收模塊將所述預(yù)設(shè)的時間-阻值曲線和第一時間-電流曲線同步發(fā)送給所述探測器控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測裝置，其特征在于:所述的饋線探測器還包括用于比較所述時間-阻值曲線、第一時間-電流曲線和第二時間-電流曲線的顯示器；所述顯示器連接到探測器控制器的相應(yīng)端口。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4任意一項所述的檢測裝置，其特征在于:所述的第一采樣放大單元由第一運(yùn)算放大器和第一 AD轉(zhuǎn)換器組成，所述第二鉗形電流互感器(CT2)的二次繞組感應(yīng)電流依次通過第一運(yùn)算放大器和第一 AD轉(zhuǎn)換器輸入到檢測器控制器；所述的第二采樣放大單元由第二運(yùn)算放大器和第二AD轉(zhuǎn)換器組成，所述第三鉗形電流互感器(CT3)的二次繞組感應(yīng)電流依次通過第二運(yùn)算放大器和第二 AD轉(zhuǎn)換器輸入到探測器控制器。
【文檔編號】G01R31/08GK203929965SQ201420166740
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】黃東山, 周衛(wèi), 李秋霞, 張冬容, 楊理才, 陳銘, 謝春楊 申請人:廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 廣州格興全電力科技有限公司