CN107957568A - 电压互感器二次回路多点接地快速定位仪及查找方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电压互感器二次回路多点接地快速定位仪及查找方法，该定位仪包括可调电压源、可调电阻、主电源输出回路开关、可调电阻开关、旁路开关以及电流检测器；可调电压源和可调电阻相连接，组成主电源输出回路；主电源输出回路开关串接在主电源输出回路中，可调电阻开关串接在主电源输出回路开关和可调电阻之间；旁路开关的一端和可调电阻开关相连接，另一端和可调电阻开关相连接；电流检测器分别串接在主电源输出回路以及可调电阻的支路中。本定位仪可基于电阻法、分流法对接地点进行查找，可有效运用于各种接地情况，适用范围广，使电压互感器二次回路多点接地的查找、定位不受接地形式影响，在任何情况下均可对接地点进行快速查找。

Description

电压互感器二次回路多点接地快速定位仪及查找方法

技术领域

本发明涉及电力检测技术领域，具体涉及电压互感器二次回路多点接地快速定位仪及查找方法

背景技术

根据反措规定，电压互感器的二次回路只允许有一点接地。但是变电站电压互感器公共回路连接设备多，延伸范围广，由于人为的接线错误或电缆绝缘老化等，常常出现在一个电气连接的公共回路中多点接地。当N600分别在开关场接地和控制室接地时，如果系统发生故障，变电站地网将流过大故障电流，这时N600两端会出现电位差，它将造成中性点的电压相位偏移，同时这个附加的地电位差分量会引起故障相保护继电器据动或误动作(反向误动或正相超越)。如果N600接触不良，也会造成中性点的电压相位偏移。南方电网范围内已发生多起由于保护用电压互感器二次回路多点接地引起的220kV及以上保护误动事件。南网反措明确要求电压互感器二次回路有且只有一点接地，目前市场上的多点接地查找仪普遍采用加低频直流信号分流的原理，但是该原理存在两点缺陷：

1、分流法要求两个接地支路电阻相当，但是现场实际情况是固有接地点接地良好，电阻一般在0.01欧姆左右，而故障接地点常常是由于电缆芯破损等原因接地，存在接地电阻，一般在10欧姆以上，两者差别1000倍，因此故障接地点分流很小，难以测量。但是现场实际中故障接地点由于有感应电压，和固有接地点之间形成电压差，因此可以形成电流。因此现场实际情况与仪器原理的差别导致市场上在售仪器实用性很差，不符合现场实际需要。

2、仪器是恒流源，输出控制的是电流，但是对电压没有明确的限制，若固有接地点接地不好，存在10欧姆左右电阻，则仪器输出电压较高，该直流电压窜入交流电压回路，存在较大的安全隐患。

因此，目前尚无适应各种情况的成熟仪器可供继保人员使用。现有技术有待改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种电压互感器二次回路多点接地快速定位仪及查找方法，使电压互感器二次回路多点接地的查找、定位不受接地形式影响，在任何情况下均可对接地点进行快速查找并提高作业安全性、最大限度减少接地点查找时间、降低对运行设备的影响。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

电压互感器二次回路多点接地快速定位仪，包括可调电压源、可调电阻、主电源输出回路开关、可调电阻开关、旁路开关以及电流检测器；其中，

可调电压源和可调电阻相连接，组成主电源输出回路；主电源输出回路开关串接在主电源输出回路中，可调电阻开关串接在主电源输出回路开关和可调电阻之间；旁路开关的一端和可调电阻开关相连接，另一端和可调电阻开关相连接；电流检测器分别串接在主电源输出回路以及可调电阻的支路中，以分别检测出主电源输出回路的电流大小以及可调电阻的支路的电流大小。

所述的电压互感器二次回路多点接地快速定位仪，还包括限流保护电路，限流保护电路与主电源输出回路相串接，用于保护主电源输出回路。

所述的电压互感器二次回路多点接地快速定位仪还包括电容触摸操作显示屏，电容触摸操作显示屏分别和可调电阻、主电源输出回路开关、可调电阻开关、旁路开关以及电流检测器相连接，用于对主电源输出回路开关、可调电阻开关以及旁路开关进行操作，调节可调电阻的电阻值，显示主电源输出回路的电流大小以及可调电阻支路的电流大小。

所述主电源输出回路开关、可调电阻开关、旁路开关均采用双刀单掷开关。

所述可调电阻由多个电阻构成，电阻调节范围为1～399欧姆，最小刻度为2欧姆。

所述可调电压源输出的电压范围为：1～20V，显示分辨率：1V，误差：≤±0.2V；输出的

电流范围为：0～200mA。

所述电流检测器的检测范围：0～200mA；显示分辨率：0.01mA；误差≤±0.5mA±1％。

一种查找电压互感器二次回路多点接地的方法，包括如下步骤：

S1、将控制室PT二次回路N600汇集接地联接线接入上述的电压互感器二次回路多点接地快速定位仪中；

S2、判断PT电压二次回路N600是否一点接地检查

S201、断开主电源输出回路开关，合上旁路开关，断开接地联接线；

S202、调整可调电阻的电阻值为0欧姆，合上可调电阻开关，断开旁路开关，读取可调电阻的支路电流；

S203、合上旁路开关，断开可调电阻开关，调整可调电阻的电阻值大小，合上可调电阻开关，断开旁路开关，读取可调电阻的支路电流；

S204、对步骤S202和S203的可调电阻的支路电流进行分析，若电流发生变化，则表示PT电压二次回路N600存在两点或多点接地，并进入步骤S3；

S3、查找各支路PT二次回路N600多个接地点

S301、断开主电源输出回路开关、合上旁路开关，调整可调电阻的电阻值，断开接地联接线，合上可调电阻开关；

S302、对PT二次回路N600的每一条线支路均用钳型电流检测器钳住不动；

S303、合上旁路开关，测量出N600每一线支路的第一电流，断开旁路开关，测量出N600每一线支路的第二电流，对比每一线支路的第一电流与第二电流的值，若某一线支路的第一电流与第二电流的值没有发生变化，则表示该线支路不存在接地点，若某一线支路的第一电流与第二电流的值发生变化，则表示该线支路存在接地点。

一种查找电压互感器二次回路多点接地的方法，包括如下步骤：

S1、将控制室PT二次回路N600汇集接地联接线接入权利要求1所述的电压互感器二次回路多点接地快速定位仪中；

S2、判断PT电压二次回路N600是否一点接地检查

S201、断开主电源输出回路开关，合上旁路开关，断开接地联接线；

S202、调整可调电阻的电阻值为0欧姆，合上可调电阻开关，断开旁路开关，读取可调电阻的支路电流；

S203、合上旁路开关，断开可调电阻开关，调整可调电阻的电阻值大小，合上可调电阻开关，断开旁路开关，读取可调电阻的支路电流；

S204、对步骤S202和S203的可调电阻的支路电流进行分析，若电流发生变化，则表示PT电压二次回路N600存在两点或多点接地，并进入步骤S3；

S3、查找各支路PT二次回路N600多个接地点

S301、合上旁路开关，调整可调电阻的电阻值大小，断开接地联接线，合上可调电阻开关，合上主电源输出回路开关；

S302、对PT二次回路N600的每一条线支路均用钳型电流检测器钳住不动；

S303、断开旁路开关，调整可调电压源输出电压，读取主电源输出回路的电流大小和可调电阻支路的电流大小，依次测量出N600每一线支路电流大小I₁、I₂、I₃……In，n为整数且大于1；

若某一线支路测得电流大小不为零，且该线支路电流与可调电阻的支路电流之和等于主电源输出回路的电流，则判断该线支路存在接地点。

在步骤S301中，调整可调电阻的电阻值为11欧姆；在步骤S303中，调整可调电压源输出电压为1V。

本发明与现有技术相比，其有益效果在于：

1、本发明提供的电压互感器二次回路多点接地快速定位仪可基于电阻法、分流法对接地点进行查找，可有效运用于各种接地情况，适用范围广。

2、仪器自带电流检测器对输出电流及流过可调电阻电流进行实时测量，无需借助外部钳表及可判断是否存在两点接地。

3、人机界面友好，分合开关、调节电阻、测量电流等操作均可在液晶显示屏中进行，还能显示仪器主接线，便于技术人员实时掌握现场试验接线，避免误接线误操作等风险。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的电压互感器二次回路多点接地快速定位仪的电路原理图；

图2为在图1基础上串接有限流保护电路的电路原理图；

图3a-3c为限流保护电路的电路原理图；

图4为为本发明实施例2和3提供的查找电压互感器二次回路多点接地的方法的流程图；

图5为将控制室PT二次回路N600汇集接地联接线接入图1后的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例1：

参阅图1所示，为本实施例提供的电压互感器二次回路多点接地快速定位仪的电路原理图，该电压互感器二次回路多点接地快速定位仪包括可调电压源、可调电阻R、主电源输出回路开关K2、可调电阻开关K、旁路开关K以及电流检测器。具体地，在本实施例中主电源输出回路开关K2、可调电阻开关K以及旁路开关K均采用双刀单掷开关，即两副接点并联，以提高的开关可靠性。

其中，该可调电压源和可调电阻相连接，组成主电源输出回路，具体地，在本实施例中，可调电压源输出的直流电压范围为1～20V,显示分辨率：1V，误差：≤±0.2V；输出的电流范围为：0～200mA。通过设置可调电压源输出的电压上限，以避免对运行回路造成影响；主电源输出回路开关串接在主电源输出回路中，可调电阻开关串接在主电源输出回路开关和可调电阻之间；旁路开关的一端和可调电阻开关相连接，另一端和可调电阻开关相连接；电流检测器分别串接在主电源输出回路以及可调电阻的支路中，以分别检测出主电源输出回路的电流大小以及可调电阻的支路的电流大小，具体地，电流检测器的检测范围：0～200mA；显示分辨率：0.01mA；误差≤±0.5mA±1％。，电流检测器通过采集已知的标准电阻在电流流过时产生的电压降，根据欧姆定律，将即可测量得出电流大小。

通过如此设计，本电压互感器二次回路多点接地快速定位仪可基于电阻法、分流法对接地点进行查找，可有效运用于各种接地情况，适用范围广，使电压互感器二次回路多点接地的查找、定位不受接地形式影响，在任何情况下均可对接地点进行快速查找并提高作业安全性、最大限度减少接地点查找时间、降低对运行设备的影响。同时，本仪器自带电流检测器对输出电流及流过可调电阻电流进行实时测量，无需借助外部钳表及可判断是否存在两点接地。

作为本实施例的一种优选，如图2所示，上述的电压互感器二次回路多点接地快速定位仪还包括限流保护电路，限流保护电路串接在在主电源输出回路中，限流保护电路对主电源输出回路流过的电流进行限制(不超过200mA)以保护仪器不因短路而烧毁。如图3a所示，该保护回路首先将电流大小转化为电压值(电流流过已知的标准电阻转化为电压(图中TX-MASK))，然后如图3b所示，将该电压值与设置的电压值(对应200mA流过标准电阻值的电压降)输入比较器进行比较，比较结果作为RS触发器的输入进行运算，而RS触发器的输出作为串接到主电源供电回路中的继电器的控制电位。如图3c所示，当主回路电流大于200mA时，继电器控制电位为高电平，继电器失磁而使串接在主电源回路中的接点断开，从而将仪器输出断开，达到限流保护的目的，进而保证本仪器的使用安全以及检测结果的准确性。

作为本实施例的另一种优选，上述的电压互感器二次回路多点接地快速定位仪还包括触摸操作显示屏，触摸操作显示屏分别和可调电阻、主电源输出回路开关、可调电阻开关、旁路开关以及电流检测器相连接，用于对主电源输出回路开关、可调电阻开关以及旁路开关进行操作，调节可调电阻的电阻值，显示主电源输出回路电流以及可调电阻支路电流。也就是说，分合开关、调节电阻、测量电流等操作均可在操作显示屏中进行，同时，该操作显示屏还能显示仪器主接线，便于技术人员实时掌握现场试验接线(试验接线分为外部试验线和内部试验线，外部试验接线有接正极端的红线和接负极端的黑线，内部试验接线有主电源输出回路开关、可调电阻开关、旁路开关的分合状态)，避免误接线误操作等风险，具体地，在本实施例中，该操作显示屏为电容触摸操作显示屏，以便于技术人员的操作。

具体地，在本实施例中，上述的可调电阻由多个电阻构成，电阻调节范围1～399欧姆，最小刻度为2欧姆，以可以精确地调节输出电压的变化，从而可以精确查找接地电流。

实施例2：

如图4所示，为本实施提供的一种查找电压互感器二次回路多点接地的方法的流程图，包括如下步骤：

S1、如图5所示,将控制室PT二次回路N600汇集接地联接线接入图1所示的电压互感器二次回路多点接地快速定位仪的检测接口中；其中，PT二次回路N600有n条并列线支路。

S2、判断PT电压二次回路N600是否一点接地检查

S201、断开主电源输出回路开关K2，合上旁路开关K，断开接地联接线；

S202、调整可调电阻的电阻值为0欧姆，合上可调电阻开关R，断开旁路开关K，读取可调电阻R的支路电流；在本实施例中，可调电阻R的支路电流为40mA；

S203、合上旁路开关K，断开可调电阻开关K1，将可调电阻R的电阻值增加至11欧姆，以获取明显的电流变化(具体阻值视现场情况而定，与另一接地点的接地电阻及两接地点间的电压差有关，若电流变化较小可适当增大或减小可调电阻值，以获取明显的电流变化为原则)，合上可调电阻开关K1，断开旁路开关K，读取可调电阻R的支路电流，此时可调电阻R的支路电流7mA；

S204、对步骤S202和S203的可调电阻的支路电流进行分析，电流发生变化，则表示PT电压二次回路N600存在两点或多点接地，并进入步骤S3；

S3、查找各支路PT二次回路N600多个接地点(采用电阻法，无须加可调电压源)，通过步骤S1和S2的基础上确认有两点接地后，可继续用电阻法来排除接地点具体在哪条支路上，依次执行如下查找步骤：

S301、断开主电源输出回路开关K2、合上旁路开关K，调整可调电阻R的电阻值为11欧姆(具体阻值视现场情况而定，与另一接地点的接地电阻及两接地点间的电压差有关，若电流变化较小可适当增大或减小可调电阻值，以获取明显的电流变化为原则)，断开接地联接线，合上可调电阻开关K1；

S302、对PT二次回路N600的每一条线支路均用高精度钳型电流表(交流电流档)钳住不动；

S303、合上旁路开关K，测量出N600每一线支路的第一电流I，断开旁路开关K，测量出N600每一线支路的第二电流I’，对比每一线支路的第一电流I与第二电流的值I’，若某一线支路的第一电流I与第二电流I’的值没有发生变化，则表示该线支路不存在接地点，若某一线支路的第一电流I与第二电流I’的值发生变化，则表示该线支路存在接地点。

实施例3：

本实施例基本和实施例2相同，不同之处在于步骤S3，在本实施例中，

S3、查找各支路PT二次回路N600多个接地点(采用分流法，须加可调电压源)，通过步骤S1和S2的基础上确认有两点接地后，如果由于两接地点均在室内，两接地点之间电压差很小，或者站内二次电压回路三相负荷不均衡，导致N600流过较大的不平衡电流干扰判断，无法继续用电阻法来排除接地点具体在哪条支路上，则可采用分流法，通过加入可调电压源来判断接地点。

S301、合上主电源输出回路开关K2、合上旁路开关K，调整可调电阻R的电阻值为11欧姆(现场实际运行中故障接地点的电阻一般为几欧姆至几百欧姆之间，可调电阻设置为11欧姆即可形成明显的分流)，断开接地联接线，合上可调电阻开关R，合上主电源输出回路开关K2；

S302、对PT二次回路N600的每一条线支路均用钳型电流检测器钳住不动；

S302、断开旁路开关，设置可调电压源输出电压为1V(由于可调电阻设置为11欧姆，无论故障接地点接地电阻为何值，整个回路电阻将不大于11欧姆，输出电压为1V即可获取不小于90mA的电流，且输出电压较低有利于尽可能降低查找过程中对运行设备的影响)，读取主电源输出回路的电流大小和可调电阻支路的电流大小，依次测量出N600每一线支路电流大小I₁、I₂、I₃……In；

若某一线支路测得电流大小不为零，且该线支路电流与可调电阻的支路电流之和等于主电源输出回路的电流，则判断该线支路存在接地点。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.电压互感器二次回路多点接地快速定位仪，其特征在在于，包括可调电压源、可调电阻、主电源输出回路开关、可调电阻开关、旁路开关以及电流检测器；其中，

可调电压源和可调电阻相连接，组成主电源输出回路；主电源输出回路开关串接在主电源输出回路中，可调电阻开关串接在主电源输出回路开关和可调电阻之间；旁路开关的一端和可调电阻开关相连接，另一端和可调电阻开关相连接；电流检测器分别串接在主电源输出回路以及可调电阻的支路中，以分别用于检测主电源输出回路的电流大小以及可调电阻的支路电流大小。

2.如权利要求1所述的电压互感器二次回路多点接地快速定位仪，其特征在在于，还包括限流保护电路，限流保护电路与主电源输出回路相串接，用于保护主电源输出回路。

3.如权利要求1或2所述的电压互感器二次回路多点接地快速定位仪，其特征在在于，还包括电容触摸操作显示屏，电容触摸操作显示屏分别和可调电阻、主电源输出回路开关、可调电阻开关、旁路开关以及电流检测器相连接，用于对主电源输出回路开关、可调电阻开关以及旁路开关进行操作，调节可调电阻的电阻值，显示主电源输出回路的电流大小以及可调电阻的支路电流大小。

4.如权利要求1或2所述的电压互感器二次回路多点接地快速定位仪，其特征在在于，所述主电源输出回路开关、可调电阻开关、旁路开关均采用双刀单掷开关。

5.如权利要求1所述的电压互感器二次回路多点接地快速定位仪，其特征在在于，所述可调电阻由多个电阻构成，电阻调节范围为1～399欧姆，最小刻度为2欧姆。

6.如权利要求1所述的电压互感器二次回路多点接地快速定位仪，其特征在在于，所述可调电压源输出的电压范围为：1～20V，显示分辨率：1V，误差：≤±0.2V；输出的电流范围为：0～200mA。

7.如权利要求1所述的电压互感器二次回路多点接地快速定位仪，其特征在在于，所述电流检测器的检测范围：0～200mA；显示分辨率：0.01mA；误差≤±0.5mA±1％。

8.一种查找电压互感器二次回路多点接地的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将控制室PT二次回路N600汇集接地联接线接入权利要求1所述的电压互感器二次回路多点接地快速定位仪中；

S2、判断PT电压二次回路N600是否一点接地检查

S201、断开主电源输出回路开关，合上旁路开关，断开接地联接线；

S202、调整可调电阻的电阻值为0欧姆，合上可调电阻开关，断开旁路开关，读取可调电阻的支路电流；

S203、合上旁路开关，断开可调电阻开关，调整可调电阻的电阻值大小，合上可调电阻开关，断开旁路开关，读取可调电阻的支路电流；

S204、对步骤S202和S203的可调电阻的支路电流进行分析，若电流发生变化，则表示PT电压二次回路N600存在两点或多点接地，并进入步骤S3；

S3、查找各支路PT二次回路N600多个接地点

S301、断开主电源输出回路开关、合上旁路开关，调整可调电阻的电阻值，断开接地联接线，合上可调电阻开关；

S302、对PT二次回路N600的每一条线支路均用钳型电流检测器钳住不动；

S303、合上旁路开关，测量出N600每一线支路的第一电流，断开旁路开关，测量出N600每一线支路的第二电流，对比每一线支路的第一电流与第二电流的值，若某一线支路的第一电流与第二电流的值没有发生变化，则表示该线支路不存在接地点，若某一线支路的第一电流与第二电流的值发生变化，则表示该线支路存在接地点。

9.一种查找电压互感器二次回路多点接地的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将控制室PT二次回路N600汇集接地联接线接入权利要求1所述的电压互感器二次回路多点接地快速定位仪中；

S2、判断PT电压二次回路N600是否一点接地检查

S201、断开主电源输出回路开关，合上旁路开关，断开接地联接线；

S202、调整可调电阻的电阻值为0欧姆，合上可调电阻开关，断开旁路开关，读取可调电阻的支路电流；

S203、合上旁路开关，断开可调电阻开关，调整可调电阻的电阻值大小，合上可调电阻开关，断开旁路开关，读取可调电阻的支路电流；

S204、对步骤S202和S203的可调电阻的支路电流进行分析，若电流发生变化，则表示PT电压二次回路N600存在两点或多点接地，并进入步骤S3；

S3、查找各支路PT二次回路N600多个接地点

S301、合上旁路开关，调整可调电阻的电阻值大小，断开接地联接线，合上可调电阻开关、合上主电源输出回路开关；

S302、对PT二次回路N600的每一条线支路均用钳型电流检测器钳住不动；

S303、断开旁路开关，调整可调电压源输出电压，读取主电源输出回路的电流大小和可调电阻支路的电流大小，依次测量出N600每一线支路电流大小I₁、I₂、I₃……In，n为整数且大于1；

若某一线支路测得电流大小不为零，且该线支路电流与可调电阻的支路电流之和等于主电源输出回路的电流，则判断该线支路存在接地点。

10.如权利要求9所述的查找电压互感器二次回路多点接地的方法，其特征在于，在步骤S301中，调整可调电阻的电阻值为11欧姆；在步骤S303中，调整可调电压源输出电压为1V。