CN102221661A

CN102221661A - 高压接地选线装置

Info

Publication number: CN102221661A
Application number: CN2011100682878A
Authority: CN
Inventors: 王怀新; 邓会恩; 彭立华; 李玉泉
Original assignee: BEIJING HUADONG ELECTRIC Co Ltd
Current assignee: BEIJING HUADONG ELECTRIC Co Ltd
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2011-10-19

Abstract

一种高压接地选线装置，主要特点在于：所述装置包括一个四与门IC_4-1，所述的四与门IC_4-1附有四个输入端和一个输出端；四个输入端分别为：I₀、THI、P、U₀四个输入点，I₀输入点连接输出端为I₀点的电路，THI输入点连接输出端为THI点的电路，P_m输入点连接输出端为P_m点的电路，U₀输入点连接输出端为U₀点的电路；该装置有一个测量显示模块；所述输出端分别连接报警电路和接地记忆指示电路；所述的接地记忆指示电路连接巡检电路；所述巡检电路分别连接报警电路和测量显示模块；所述输出端为U₀点的电路连接所述的测量显示模块。本发明具有多选线判据的优势互补的检测更为准确的优点。

Description

高压接地选线装置

技术领域

本发明涉及一种用于电网中的一种测量电变量的装置，更为具体地讲，本发明是一种高压接地选线装置，在国际专利分类表中，本发明应该分为G01R小类。

背景技术

目前，现有的有关测试方法，经常出现测量误差偏大甚至出现失误的情况，特别是在煤矿系统中，电缆线路长短不一，运行参数频繁变化，线路老化，绝缘降低而导致出现电晕时，会出现非接地线电流大于接地线电流的情况，致使出现判断错误。另外，已有技术整机的调试往往也相当困难。

发明内容

本发明的目的在于：针对已有技术的缺陷，提供一种既适用于中性点不接地也适用于经消弧线圈接地，采用多种选线判据的优势互补的检测更为准确的高压接地选线装置。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

所述的高压接地选线装置包括一个四与门IC_4-1，所述的四与门IC_4-1附有四个输入端和一个输出端。

所述的四个输入端分别为：I₀、THI、P_m、U₀四个输入点，所述的I₀输入点连接输出端为I₀点的电路，所述的THI输入点连接输出端为THI点的电路，所述的P_m输入点连接输出端为P_m点的电路，所述的U₀输入点连接输出端为U₀点的电路。

所述的高压接地选线装置有一个测量显示模块。

所述的输出端分别连接报警电路和接地记忆指示电路。

所述的接地记忆指示电路连接巡检电路。

所述的巡检电路分别连接报警电路和测量显示模块。

所述的输出端为U₀点的电路连接所述的测量显示模块。

所述的输出端为I₀点的电路连接输出端为THI点的电路，所述的输出端为THI点的电路连接输出端为P_m点的电路，所述的输出端为P_m点的电路连接测量显示模块。

由于本发明采用了上述的技术方案，当各输出点I₀、U₀、THI和P_m四个输出点均达到高电位“1”时，四与门IC_4-1输出高电位，从而触发可控硅，为实现本发明的目的创造了关键条件，保证了多选线判据的优势互补的检测更为准确的优点。

附图说明

下面结合附图对本发明进行扼要说明，其中：

附图1为本发明电路原理方框图。

附图2为本发明一个实施例的具体电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。其中，附图1为本发明电路原理方框图。从该附图可以看到：本发明包括一个四与门IC_4-1，所述的四与门IC_4-1附有四个输入端和一个输出端。所述的四个输入端分别为：I₀、THI、P_m、U₀四个输入点，所述的I₀输入点连接输出端为I₀点的电路，所述的TH输入点连接输出端为THI点的电路，所述的P_m输入点连接输出端为P_m点的电路，所述的U₀输入点连接输出端为U₀点的电路。所述的高压接地选线装置有一个测量显示模块。所述的输出端分别连接报警电路和接地记忆指示电路。所述的接地记忆指示电路连接巡检电路。所述的巡检电路分别连接报警电路和测量显示模块。所述的输出端为U₀点的电路连接所述的测量显示模块。所述的输出端为I₀点的电路连接输出端为THI点的电路，所述的输出端为THI点的电路连接输出端为P_m点的电路，所述的输出端为P_m点的电路连接测量显示模块。

图2为本发明一个实施例的具体电路原理图。这也是本发明的一个最佳实施例的具体电路原理图。从该图可以看到：所述的输出端为I₀点的电路包括零序电流互感器CT₁、电流互感器CT₂、第一电阻R₁、第二电阻R₂、三极管BG、非门IC_1-1、第一二极管D₁和第三电阻R₃；由所述的电流互感器CT₂的第一二次线圈L₁的输出，依次连接第一电阻R₁、三极管BG、第二电阻R₂、非门IC_1-1、第一二极管D₁(也可以用发光二极管代替，既可以指示I₀，又可以与作为分压电阻的第三电阻R₃组成整形电路)和第三电阻R₃组成一个输出点为I₀点的电路。同时可以看到：所述的输出端为THI点的电路包括由零序电流互感器CT₁、电流互感器CT₂、电位器W₁、第四电阻R₄、第一电容C₁、电抗器L₃、第五电阻R₅、第六电阻R₆、第一运放IC_2-1、第二运放IC_2-2、第二二极管D₂、第七电阻R7构成的5次谐波电流测控单元电路；其中：由所述的电流互感器CT₂的第一二次线圈L₁的输出，依次连接电位器W₁、第四电阻R₄、第一电容C₁、电抗器L₃、第五电阻R₅、第六电阻R₆、第一运放IC_2-1、第二运放IC_2-2、第二二极管D₂、第七电阻R₇构成输出端为THI点的5次谐波电流测控单元电路。所述的输出端为P_m点的电路包括电晕泄漏小电流检视单元和零序大电流触发条件电路，二者相串联，其输出点为P_m；更为具体地讲：所述的电晕泄漏小电流检视单元包括零序电流互感器CT₁、电流互感器CT₂、第八电阻R₈、第九电阻R₉、第三运放IC_3-1、第十二电阻R₁₂和第五发光二极管D₅；由所述的电流互感器CT₂的第二二次线圈L₂输出，依次连接第三运放IC_3-1、第八电阻R₈、第九电阻R₉、第十二电阻R₁₂和第五发光二极管D₅；所述的零序大电流触发条件电路包括第一触发二极管D₄、预置二极管D₃、第一可调电阻R₁₀、第一分压电阻R₁₁、第四运放IC_3-2、第八二极管D₈和第十三电阻R₁₃；上述器件依次连接并在输出端形成P_m输出点；同样，所述的输出端为P_m点的电路还包括一个由零序电压≤10V的启动电压监视电路和高零序电压触发电路所组成的串联电路；其中：所述的零序电压≤10V的启动电压监视电路包括电压互感器PT、第二分压电阻R₃₁、第三分压电阻R₃₂、整流二极管D₁₂和第二稳压二极管DW_-2、触发可调电阻R₁₆、第一预置电阻R₁₄、第二预置电阻R₁₅、第五运放IC3-3、第七发光二极管D₇、第十九电阻R₁₉；电压互感器PT的开口三角电压UΔ的输出，经第二分压电阻R₃₁、第三分压电阻R₃₂、整流二极管D₁₂和第二稳压二极管DW_-2，触发可调电阻R₁₆、第一预置电阻R₁₄、第二预置电阻R₁₅、第五运放IC3-3和第七发光二极管D₇组成零序电压≤10V的启动电压监视电路。另外：所述的高零序电压触发电路包括触发二极管D₆、第十七电阻R₁₇、第二可调电阻R₁₈、第六运放IC3-4、第九二极管D₉和第十三电阻R₁₃；上述器件依次连接并在末端形成P_m输出点。在附图2可以看到：所述的输出端为U₀点的电路包括由电压互感器PT、第二分压电阻R₃₁、第三分压电阻R₃₂、整流二极管D₁₂和第二稳压二极管DW_-2组成的零序电压输出条件电路；其中：电压互感器PT的开口三角电压UΔ的输出，经第二分压电阻R₃₁、第三分压电阻R₃₂、整流二极管D₁₂和第二稳压二极管DW_-2，在输出端形成U₀输出点。在该附图中可以看到：所述的报警电路包括第十三二极管D₁₃、延时电容C₂、第二十一电阻R₂₁、第三电容C₃、第二时基电路IC₇、防抖动电容C₇、继电器J₁、第一发光二极管LED₁、第二十三电阻R₂₃、报警器BG；所述的第十三二极管D₁₃的正极连接所述的四与门IC_4-1的输出端，所述的第十三二极管D₁₃、延时电容C₂、第二十一电阻R₂₁、第三电容C₃、第二时基电路IC₇、防抖动电容C₇、继电器J₁、第一发光二极管LED₁、第二十三电阻R₂₃、报警器BG依次相连接组成报警电路。另外在附图2中也可以看到：所述的巡检电路包括振荡电路、计数译码电路和开关电路；所述的振荡电路、计数译码电路和开关电路依次相串联；其中：所述的振荡电路包括第一时基电路IC₅、第四电容C₄、第五电容C₅、第三可调电阻W₂、第二十二电阻R₂₂和转换开关K₃，上述器件依次相连接；所述的计数译码电路包括第六集成电路IC₆、第二十五电阻R₂₅、第二十六电阻R₂₆和消零电容C₆，上述器件依次相连接；所述的开关电路包括第二十七电阻R₂₇、第二十八电阻R₂₈、第二十九电阻R₂₉、第三十电阻R₃₀和双向模拟开关IC_8-1，上述器件顺序相连接。此外，在附图2中能够看到：本发明包括一个接地记忆指示电路，其包括第三发光二极管LED₃、第二十电阻R₂₀、可控硅TK_-1、第一稳压二极管DW_-1，上述器件依次相串联；所述的可控硅TK_-1的控制极连接所述的四与门IC_4-1的输出端。最后，还能够看到，所述的测量显示模块附有通讯接口，借此可以远距离监视。

下面叙述本发明的工作原理：对于零序电压的测定，当电压互感器PT的开口三角电压UΔ达到整定值时，整流二极管D₁₂导通，使四与门IC_4-1输入端U₀置“1”电位；如第一路接地，零序电流互感器CT₁的二次感应电动势经电流互感器CT₂的二次侧L₁输出感应电动势，使三极管BG导通，使非门IC_1-1输入端变为“0”电位，于是非门IC_1-1输出端变为“1”电位；关于5次谐波的测控，对于接有消弧线圈的主变压器，漏电时实测5次谐波最大，电流互感器CT₂的二次侧L₁输出的感应电压经电位器W₁整定，经C₁、L₃组成5次谐波滤波器，L₃两端电压大于预置电压时，第一运放IC_2-1输出“1”电位，第二运放IC_2-2(作为跟随器)输出“1”电位，使THI端置“1”电位；值得注意的是：为了不影响测量精度，对电流互感器CT₂进行特殊制造：L₁和L₂的两个同名端连接在一起，另外两个同名端分别设置在两边，虽然L₂输出的感应电动势也接入了第三运放IC_3-1的同相输入端，但输入阻抗很大，基本不影响测量精度；泄漏电流经L₂输出，加到第三IC_3-1的同相输入端，因为第三IC_3-1的反相输入端的预置电压为R₈/R₉＝1000/1，所以放大倍数很大，即使很小的漏电电流，甚至电缆头处的电晕也能使IC_3-1输出较高电压，使发第五光二极管D₅发光，提醒值班人员该路有漏电的情况，如果漏电电流进一步增加，第三运放IC_3-1的输入电压进一步提高，通过第一触发二极管D₄触发第四运放IC_3-2的同相输入端，而第四运放IC_3-2的反相输入端的预置电压不是固定的，而是决定于第二运放IC_2-2的输出电压的高低与第一可调电阻R₁₀的大小，设定第四运放IC_3-2的预置电压，直到第四运放IC_3-2的同相输入端大于反相输入端的电位时，第四运放IC_3-2输出“1”电位。作为四与门IC_4-1的第四个“1”的电位条件，四与门IC_4-1输出“1”电位，触发可控硅TK_-1，可控硅TK_-1导通，第三发光二极管LED₃发光，作为该电路的漏电光报警；关于零序电压U₀(也叫UΔ开口三角电压)的启动电压与报警电压的测控，零序电压的高低不单纯反映线路接地的轻重情况，还与系统的谐波电流的波动，高压的缺相等因素有关，在线路出现漏电电流很小，零序电压可能会低于10V以下，所以不容易发现因线路的绝缘老化可能长时间大电流运行，事故进步扩大的情况；为了提前发现事故隐患线路，泄漏零序电压指示和零序电压超标报警是这样实现的：漏电的零序电压经整流二极管D₁₂整流，经触发可调电阻R₁₆触发第五运放IC_3-3的同相输入端，而第五运放IC_3-3的反相输入端的预置电压是由第一预置电阻R₁₄和第二预置电阻R₁₅的分压取得，R₁₄/R₁₅＝1/1，电源电压V+为12V，所以第五运放IC_3-3的预置电压为1/2V+＝6V，此时如果U₀＞6V时，第五运放IC_3-3输出高电位，使第七发光二极管D₇发出泄漏指示；如果U₀进一步增高，第五运放IC_3-3输出的“1”电位经第二触发二极管D₆触发第六运放IC_3-4的同相输入端，而第六运放IC_3-4反相输入预置电压是不固定的，而是通过第二可调电阻R₁₈、第十七电阻R₁₇分压而设定，如果第五运放IC_3-3输出的高电位大于第六运放IC_3-4反相输入端预置电压时，第六运放IC_3-4输出高电位，经第九二极管D₉(也可用发光二极管并兼U₀超标指示)使四与门的P_m置“1”电位(第九二极管D₉、第八二极管D₈、第十二极管D₁₀组成或门电路)，于是四与门IC_4-1的四个输入端：1₀、U₀、THI、P_m均为“1”电位，所以四与门IC_4-1输出“1”电位，驱动可控硅TK_-1导通，发出该路的漏电指示。关于报警电路，可控硅TK_-1导通，使第三发光二极管LED₃发出光指示，同时四与门IC_4-1输出的“1”电位经第十三二极管D₁₃(隔离二极管)触发报警电路，第二时基电路IC₇输出“0”电位，继电器J₁动作，其常开触点J_1-3闭合发出声报警，接地解除后声警信号延时停止，而第三发光二极管LED₃发出的光指示作为永久光记忆(必须人工停一下总开关K₁进行复位)。关于巡检电路和测量显示模块，在高压漏电声光报警的同时，继电器J₁的另一组常开触点J_1-1闭合接通巡检电路。以振荡器IC₅(第一时基电路)、计数译码电路(第六集成电路)IC₆、双向模拟开关IC_8-1为主的巡检电路开始工作，如巡检到A通道时，双向模拟开关IC_8-1的L_1-n导通提供测量显示模块(PH)的零序电流条件，它与U₀的乘积经该模块计算出漏电产生的有功分量，也可以在显示屏上显示出有功功率实际数据。也可以显示其它必要的漏电参数。在平时定期检查各电路绝缘水平时，可以把K2合闸，人为地接通巡检电路，此时测量显示模块(PH)计算出的功率数据也换算成电压条件经第十二极管D₁₀作为P_m点的辅助条件(D₈、D₉、D₁₀组成或门)。当然K₂长期闭合时，D₁₀的输出可以作为漏电功率触发四与门IC_4-1的主要条件。

在一些实施例中，IC_2-1、IC_2-2可以选择1/2LM324，IC_3-1、IC_3-2、IC_3-3、IC_3-4为LM324，IC_4-1为双4输入与门CD4082，时基电路IC₅、IC₇为NE555，计数译码电路IC₆为CD4017，模拟开关IC_8-1为CD4066；至于测量显示模块，也有现成的ZW6433C电路；当然，根据需要也可以选择性能类似的产品，此处不再赘述。

测量显示模块还有一个通讯接口，可远距离通过微机进行远程监控。

Claims

1.一种高压接地选线装置，其特征在于：

所述的高压接地选线装置包括一个四与门IC_4-1，所述的四与门IC_4-1附有四个输入端和一个输出端；

所述的四个输入端分别为：I₀、THI、P_m、U₀四个输入点，所述的I₀输入点连接输出端为I₀点的电路，所述的THI输入点连接输出端为THI点的电路，所述的P_m输入点连接输出端为P_m点的电路，所述的U₀输入点连接输出端为U₀点的电路；

所述的高压接地选线装置有一个测量显示模块；

所述的输出端分别连接报警电路和接地记忆指示电路；

所述的接地记忆指示电路连接巡检电路；

所述的巡检电路分别连接报警电路和测量显示模块；

所述的输出端为U₀点的电路连接所述的测量显示模块；

2.根据权利要求1所述的高压接地选线装置，其特征在于：

所述的输出端为I₀点的电路包括零序电流互感器CT₁、电流互感器CT2、第一电阻R₁、第二电阻R₂、三极管BG、非门IC_1-1、第一二极管D₁和第三电阻R₃；

由所述的电流互感器CT₂的第一二次线圈L₁的输出，依次连接第一电阻R₁、三极管BG、第二电阻R₂、非门IC_1-1、第一二极管D₁和第三电阻R₃组成一个输出点为I₀点的电路。

3.根据权利要求1所述的高压接地选线装置，其特征在于：

所述的输出端为THI点的电路包括由零序电流互感器CT₁、电流互感器CT₂、电位器W₁、第四电阻R₄、第一电容C₁、电抗器L₃、第五电阻R₅、第六电阻R₆、第一运放IC_2-1、第二运放IC_2-2、第二二极管D₂、第七电阻R₇构成的5次谐波电流测控单元电路；

其中：由所述的电流互感器CT₂的第一二次线圈L₁的输出，依次连接电位器W₁、第四电阻R₄、第一电容C₁、电抗器L₃、第五电阻R₅、第六电阻R₆、第一运放IC_2-1、第二运放IC_2-2、第二二极管D₂、第七电阻R7构成输出端为THI点的5次谐波电流测控单元电路。

4.根据权利要求1所述的高压接地选线装置，其特征在于：

所述的输出端为P_m点的电路包括电晕泄漏小电流检视单元和零序大电流触发条件电路，二者相串联，其输出点为P_m；

所述的电晕泄漏小电流检视单元包括零序电流互感器CT₁、电流互感器CT₂、第八电阻R₈、第九电阻R₉、第三运放IC_3-1、第十二电阻R₁₂和第五发光二极管D₅；

由所述的电流互感器CT₂的第二二次线圈L₂输出，依次连接第三运放IC_3-1、第八电阻R₈、第九电阻R₉、第十二电阻R₁₂和第五发光二极管D₅；

所述的零序大电流触发条件电路包括第一触发二极管D₄、预置二极管D₃、第一可调电阻R₁₀、第一分压电阻R₁₁、第四运放IC_3-2、第八二极管D₈和第十三电阻R₁₃；

上述器件依次连接并在输出端形成P_m输出点。

5.根据权利要求1所述的高压接地选线装置，其特征在于：

所述的输出端为P_m点的电路包括零序电压≤10V的启动电压监视电路和高零序电压触发电路；

所述的零序电压≤10V的启动电压监视电路包括电压互感器PT、第二分压电阻R₃₁、第三分压电阻R₃₂、整流二极管D₁₂和第二稳压二极管DW_-2、触发可调电阻R₁₆、第一预置电阻R₁₄、第二预置电阻R₁₅、第五运放IC3-3、第七发光二极管D₇、第十九电阻R₁₉；

电压互感器PT的开口三角电压UΔ的输出，经第二分压电阻R₃₁、第三分压电阻R₃₂、整流二极管D₁₂和第二稳压二极管DW_-2，触发可调电阻R₁₆、第一预置电阻R₁₄、第二预置电阻R₁₅、第五运放IC3-3和第七发光二极管D₇、第十九电阻R₁₉组成零序电压≤10V的启动电压监视电路；

所述的高零序电压触发电路包括第二触发二极管D₆、第十七电阻R₁₇、第二可调电阻R₁₈、第六运放IC3-4、第九二极管D₉和第十三电阻R₁₃；上述器件依次连接并在末端形成P_m输出点。

6.根据权利要求1所述的高压接地选线装置，其特征在于：

所述的输出端为U₀点的电路包括由电压互感器PT、第二分压电阻R₃₁、第三分压电阻R₃₂、整流二极管D₁₂和第二稳压二极管DW_-2组成的零序电压输出条件电路；

电压互感器PT的开口三角电压UΔ的输出，经第二分压电阻R₃₁、第三分压电阻R₃₂、整流二极管D₁₂和第二稳压二极管DW_-2，在输出端形成U₀输出点。

7.根据权利要求1所述的高压接地选线装置，其特征在于：

所述的报警电路包括第十三二极管D₁₃、延时电容C₂、第二十一电阻R₂₁、第三电容C₃、第二时基电路IC₇、防抖动电容C₇、继电器J₁、第一发光二极管LED₁、第二十三电阻R₂₃、报警器BG；

所述的第十三二极管D₁₃的正极连接所述的四与门IC_4-1的输出端，所述的第十三二极管D₁₃、延时电容C₂、第二十一电阻R₂₁、第三电容C₃、第二时基电路IC₇、防抖动电容C₇、继电器J₁、第一发光二极管LED₁、第二十三电阻R₂₃、报警器BG依次相连接。

8.根据权利要求1所述的高压接地选线装置，其特征在于：

所述的巡检电路包括振荡电路、计数译码电路和开关电路；

所述的振荡电路、计数译码电路和开关电路依次相串联；

所述的振荡电路包括第一时基电路IC₅、第四电容C₄、第五电容C₅、第三可调电阻W₂、第二十二电阻R₂₂和转换开关K₃，上述器件依次相连接；

所述的计数译码电路包括第六集成电路IC₆、第二十五电阻R₂₅、第二十六电阻R₂₆和消零电容C₆，上述器件依次相连接；

所述的开关电路包括第二十七电阻R₂₇、第二十八电阻R₂₈、第二十九电阻R₂₉、第三十电阻R₃₀和双向模拟开关IC_8-1，上述器件顺序相连接。

9.根据权利要求1所述的高压接地选线装置，其特征在于：

所述的接地记忆指示电路包括第三发光二极管LED₃、第二十电阻R₂₀、可控硅TK_-1、第一稳压二极管DW_-1，上述器件依次相串联；

所述的可控硅TK_-1的控制极连接所述的四与门IC_4-1的输出端。

10.根据权利要求1所述的高压接地选线装置，其特征在于：

所述的测量显示模块附有通讯接口。