交流系統(tǒng)接地檢測儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發(fā)電廠與變電站的電力檢測設施。
【背景技術】
[0002]交流系統(tǒng)絕緣故障是發(fā)電與電力系統(tǒng)中的常見故障，需要時刻監(jiān)視，及時處理，不然會嚴重影響到電力系統(tǒng)的安全運行。隨著我國經濟的發(fā)展與科學的進步，對電力的需求越來越大，對供電質量要求越來越高，中小型發(fā)電廠與中小容量變電站滿足不了新形勢下的需求，迫切需要建設大型核發(fā)電廠與大容量變電站。近些年來，我國陸續(xù)新建了不少的大型發(fā)電廠與大容量變電站。這些發(fā)電廠與變電站的電力設施比較復雜，自動化的程度也較高;聯(lián)網區(qū)域廣泛，除有交流主屏之外，還有若干個交流分屏，主、分屏控制的回路較多，有的站支路總數(shù)可達幾百多路;布局面較廣，主、分屏之間的間隔達一公里?？刂圃O備量的增加與控制線路的增多，必然會增加電磁場的干擾與對地分布電容的干擾。這對交流系統(tǒng)接地檢測儀提出了新的挑戰(zhàn)與更高的要求:要求交流系統(tǒng)接地檢測儀增加檢測各分支路的功能，提高檢測速度和檢測精度，并提高抗電磁干擾與對地分布電容干擾的能力。目前國內外電力設備廠家所生產的交流系統(tǒng)接地檢測儀，只能監(jiān)測交流系統(tǒng)母線絕緣狀況，沒有支路選線功能。一旦交流系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣故障，不能在短時間內鎖定接地支路，只能人為逐一排查。為滿足新建大型發(fā)電廠及大容量變電站的要求，迫切需要研究與開發(fā)出一種新型的交流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測儀，滿足我國電力發(fā)展的需求，確保電力系統(tǒng)安全可靠的運行。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種交流系統(tǒng)接地檢測儀，以解決交流系統(tǒng)接地檢測儀的支路選線功能，提高抗較大分布電容與電磁干擾的能力，提高測量的精度與靈敏度等技術問題。
[0004]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型所采用的技術方案如下:
[0005]交流系統(tǒng)接地檢測儀，包括一臺主機、多個與之配套的支路檢測模塊及傳感器三部分;所述主機包括母線絕緣檢測模塊、主處理器模塊、顯示模塊、報警模塊、超低頻信號模塊及電平轉換模塊;母線絕緣檢測模塊與主處理器模塊的采樣電壓輸入端口連接，顯示模塊及報警模塊分別與主處理器模塊的顯示信號輸出端口及報警信號輸出端口連接;主處理器模塊的串行通信端口的控制指令信號端與超低頻信號源連接，該超低頻信號源同步信號輸出端口分別與多個支路檢測模塊連接，正弦波信號輸出端與交流母線連接;主處理器模塊的串行通信端口的發(fā)送接收指令信號端通過第一電平轉換芯片分別與多個支路檢測模塊連接;所述支路絕緣檢測模塊包括依次連接的模擬選擇開關、信號放大器、前級濾波器、相位比較器、后級濾波器、模數(shù)轉換器、協(xié)處理器和第二電平轉換芯片;模擬選擇開關與傳感器連接，相位比較器與超低頻信號源連接，第二電平轉換芯片與第一電平轉換芯片連接；所述傳感器分別接在交流母線的每個支路上;所述母線絕緣檢測模塊包括與主處理器模塊的采樣電壓輸入端口連接的模數(shù)轉換器、連接在模數(shù)轉換器與母線之間的電位器、連接在數(shù)模轉換器與母線之間的直流電壓源與饋送隔離電路所在的支路。
[0006]超低頻信號模塊主要由超低頻信號發(fā)生器組成，超低頻信號發(fā)生器的同步信號輸出端與多個支路檢測模塊連接，超低頻信號發(fā)生器的方波信號輸出端口通過數(shù)模轉換器、功率放大器和饋送隔離器與母線連接。
[0007]主處理器模塊的串行通信端口與上位機連接。
[0008]主處理器模塊采用8051單片機STC12C5A60S2。
[0009]支路絕緣檢測模塊中采用中心帶為2Hz的帶通濾波電路。
[0010]本實用新型的優(yōu)點如下:本實用新型不但能夠監(jiān)測母線絕緣狀況，而且對于分支母線的絕緣狀況也能監(jiān)測。本檢測儀采用饋信號的檢測方式監(jiān)測各分支母線的絕緣狀況，一旦某分支母線絕緣下降，檢測儀可以在幾分鐘內定位絕緣故障分支母線。本實用新型信號發(fā)生器產生2HZ超低頻正弦信號的同時產生2Hz的方波信號，由主機輸送到各個信號采集模塊，消除不同步感應信號的影響。在電路設計上本實用新型采用中心帶為2Hz的帶通濾波電路濾掉各種諧波，保證提取出來的信號是純凈的2Hz低頻正弦信號。
【附圖說明】
[0011]圖1是實用新型的電路原理框圖。
[0012]圖2是本實用新型的一個實施例電路原理圖。
[0013]圖3是本實用新型的超低頻信號發(fā)生器的電路原理圖。
[0014]圖4是本實用新型的母線絕緣檢測模塊的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0015]參見圖1所示，本檢測儀為模塊化分散式結構，由一臺主機、多個與之配套的支路檢測模塊及傳感器三部分組成。
[0016]主機工作原理:
[0017]主機模塊包括母線絕緣檢測模塊、主處理器模塊、顯示模塊、報警模塊、超低頻信號模塊及電平轉換模塊;母線絕緣檢測模塊與主處理器模塊的采樣電壓輸入端口連接，顯示模塊及報警模塊分別與主處理器模塊的顯示信號輸出端口及報警信號輸出端口連接;主處理器模塊的串行通信端口的控制指令信號端與超低頻信號源連接，該超低頻信號源同步信號輸出端口分別與多個支路檢測模塊連接，方波信號輸出端與交流母線連接;主處理器模塊的串行通信端口的發(fā)送接受指令信號端通過第一電平轉換芯片分別與多個支路檢測模塊連接。
[0018]參見圖1所示，主機由母線絕緣檢測模塊、主處理器模塊、顯示模塊、報警模塊、超低頻信號模塊及電平轉換模塊組成。母線絕緣檢測模塊負責采集母線總電壓、母線對地電壓及直流電壓源在內阻上的分壓，并將采集到的電壓信號送到主處理器模塊中的A/D轉換芯片。A/D轉換芯片將接收到的模擬電壓信號轉換成數(shù)字信號，然后將數(shù)字信號通過轉換芯片的內置高速串行接口送到主處理器CPU。主處理器CPU將接收到的數(shù)據(jù)信號經過計算處理后，先將數(shù)據(jù)與系統(tǒng)數(shù)據(jù)做比較，比較結果送至報警模塊;然后將數(shù)據(jù)及比較結果送至顯示模塊及上位機。主處理器CPU采用高速、低功耗、超級抗干擾的新一代805 I單片機STCl 2C5A60S2，STCl 2C5A60S2是單機器周期(IT)單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，運行速度比傳統(tǒng)8051快8-12倍。A/D轉換芯片AD7895是一款快速、12位A/D轉換芯片，內置一個3.8微秒(ys)逐次逼近型模數(shù)轉換器、一個片內采樣保持放大器、一個片內時鐘和一個高速串行接口。
[0019]母線絕緣檢測模塊:
[0020]所述母線絕緣檢測模塊包括與主處理器模塊的采樣電壓輸入端口連接的模數(shù)轉換器、連接在模數(shù)轉換器與母線之間的電位器、連接在數(shù)模轉換器與母線之間的支流電壓源與饋送隔離電路所在的支路。
[0021]參見圖4所示，母線絕緣檢測模塊主要由一個平衡電路和一個直流電壓源組成。平衡電路主要負責采集母線總電壓及母線對地電壓。直流電壓源則被用來測量母線絕緣狀況:直流電壓經過涌浪抑制電路由交流