CN110389277A - 一种用于电力接地系统的分布式录波装置及其录波方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于电力接地系统的分布式录波装置及其方法，装置包括：本地装置，以及与所述本地装置进行通信的远端系统装置；其中，所述本地装置将电力系统的接地线上的漏电流和雷电流检测并发送给远端系统装置，由远端系统装置进行录波和监控。与现有技术相比，本发明的一种用于电力接地系统的分布式录波装置及其方法，实现对变电站交流系统多点接地故障进行故障报警、对设备接地线漏接、虚接进行定位告警，消除安全隐患。同时地网对反击到系统的雷电冲击过电流进行入侵捕捉，积累数据为制定合理的防护措施提供实际依据，避免变电站地网电位差异常导致的安全事故，提升系统安全可靠性和保证人身安全，都具有极大的研究意义。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种用于电力接地系统的分布式录波装置及其录波方法。
背景技术
为保障系统的可靠运行，变电站主控室系统要求只能一点接地，目前变电站交流系统的多点接地没有有效的监测手段。电力系统中为了确保人身和电气设备的安全，主控室必须有一点可靠接地，主控室只能有一点与主地网连接。变电所的电压二次回路几乎遍布整个二次回路，保护自动化回路、测控及远动回路、计量仪表回路等。在实际生产中，电压二次回路中性线自然绝缘损坏和人为误接地(即中性线出现多点接地)的几率很大，而且运行中很难发现。多年来，在系统发生接地故障时，多点接地导致保护的不正确动作，接地线回流电流超载导致的起火造成大面积停电事故的例子很多；其次，变电所母线保护，变压器差动保护的电流二次回路，连接一次设备较多，且大部分在室外。实践证明，二次绝缘损坏的几率同样也很大，一旦发生保护不正确动作，将造成母线或主变压器大面积停电事故。
变电站对于地电位干扰造成的故障具体原因目前没有分析依据。雷电流冲击入地时会造成变电站各地网的暂态电位分布不均，工频大电流也会造成地电位的分布不均。计算机综合自动化系统面临着各种干扰问题，如复杂的高电压、强电场、电磁环境、特别是在雷击时由雷电流入地时引起的冲击电位升高所造成的干扰，自动化系统电子设备对干扰具有敏感性，这些干扰会计算机监控设备的取样回路、控制回路、电源和通信回路造成影响，如果一环节出现问题这种干扰就会对综合自动化系统造成较大的危害，比如逻辑混乱、计算机死机、芯片损坏、保护失灵等，严重时会危及发电机、变压器等一些主设备，国内外增多次发生在雷击或者在变电站内接地短路时计算机保护误动作或者死机、造成主设备被烧毁甚至引起火灾的事故。对地电位的暂态过电压具体因何而起以及入侵方向进行研究从而或对应的解决方案保障自动化系统和调度系统的抗干扰水平，保障电网的安全运行非常必要。
电力屏柜、接地线是否连接可靠没有有效的监测手段。电力系统设备的接地在变电站整个系统中是非常复杂又至关重要的组成部分，它直接关系到人身和设备的安全，很大程度上保证了电力系统的安全，由于接地网作为隐蔽工程，不管施工还是平时维护往往容易被人忽视，在设备检修过程中偶尔会有地线遗漏安装、时间久远地网地排锈蚀断裂导致系统接地断开等情况发生，通过人工巡检排查极难发现故障点，且费时费力。如果设备不能有效接地，当设备有漏电、静电得不到泄放不仅会对设备造成安全隐患，对人身也会造成安全隐患。同时国内多处变电站因雷击形成扩大事故，多数与地网接地达不到要求有关，接地网起着工作接地和保护接地的作用,当接地电阻过大、发生接地故障时,使中性点电压偏移增大,可能使相线和中性点电压过高,超过绝缘要求的水平而造成设备损坏。如何定位准确快速定位接地故障点也是急需解决的一个难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于电力接地系统的分布式录波装置及其录波方法，其解决了现有的电力系统中对于接地保护录波的技术问题。
为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：
第一方面，本实施例提供了一种用于电力接地系统的分布式录波装置，其包括：本地装置，以及与所述本地装置进行通信的远端系统装置；
所述本地装置包括：主控CPU，电连接于所述主控CPU的整流放大电路，电连接于所述整流放大电路的输入端的漏电流传感器；所述主控CPU上还电连接有积分放大电路，电连接于所述积分放大电路的输入端的雷电流传感器，以及电连接于主控CPU的通信模块；
所述远端系统装置包括：接地状态录波监测系统，电连接于所述接地状态录波监测系统的数据采集模块和通信模块；
其中，所述本地装置将电力系统的接地线上的漏电流和雷电流检测并发送给远端系统装置，由远端系统装置进行录波和监控。
其中，所述本地装置中电连接的漏电流传感器和整流放大电路、电连接的积分放大电路和雷电流传感器设有多组，漏电流传感器和雷电流传感器分布于电力系统的多个接地线上。
其中，所述本体装置的主控CPU上还电连接有用于实时动态显示检测到的数据的显示屏。
其中，所述本地装置和远端系统装置上的通信模块均为无线通信模块。
其中，所述远端系统装置的接地状态录波监测系统上还电连接有用于显示本地装置的检测录波数据的显示屏。
其中，本地装置的主控CPU上还电连接有一按键，所述按键用于设置、控制本地装置。
第二方面，本实施例还公开了一种用于电力接地系统的分布式录波方法，其包括以下步骤：
第一步、由漏电流传感器采集电力系统的接地线中的漏电流，漏电流经整流放大电路整流放大后传输至主控CPU；同时，由雷电流传感器采集电力系统的接地线的雷电流，雷电流经积分放大电路后传输至主控CPU；
第二步、主控CPU将接收到的漏电流和雷电流数据进行存储，并将数据处理后经通信模块发送至远端系统装置；
第三步、远端系统装置的通信模块接收所述漏电流和雷电流数据，并将接收的数据经数据采集模块采集后传输至接地状态录波监测系统。
其中，所述第三步之后还包括：接地状态录波监测系统将录波信号输出至显示屏显示，并同步监测电路系统的接地线，若发现异常则立刻报警的步骤。
与现有技术相比，本发明的一种用于电力接地系统的分布式录波装置及其录波方法，实现对变电站交流系统多点接地故障进行故障报警、对设备接地线漏接、虚接进行定位告警，消除安全隐患。同时地网对反击到系统的雷电冲击过电流进行入侵捕捉，积累数据为制定合理的防护措施提供实际依据，避免变电站地网电位差异常导致的安全事故，提升系统安全可靠性和保证人身安全，都具有极大的研究意义。
附图说明
图1为本发明的用于电力接地系统的分布式录波装置的本地装置部分功能框图。
图2为本发明的用于电力接地系统的分布式录波装置的远端系统装置部分功能框图。
图3为本发明的用于电力接地系统的分布式录波方法的流程图。
具体实施方式
以下参考附图，对本发明予以进一步地详尽阐述。
请参阅附图1和图2，在本实施例中，该用于电力接地系统的分布式录波装置，其包括：本地装置100，以及与所述本地装置100进行通信的远端系统装置200；
所述本地装置100包括：主控CPU11，电连接于所述主控CPU11的整流放大电路12，电连接于所述整流放大电路12的输入端的漏电流传感器13；所述主控CPU11上还电连接有积分放大电路15，电连接于所述积分放大电路15的输入端的雷电流传感器14，以及电连接于主控CPU11的通信模块17；
所述远端系统装置200包括：接地状态录波监测系统21，电连接于所述接地状态录波监测系统21的数据采集模块22和通信模块23；所述数据采集模块22作用为对众多分布式的本地装置100的数据进行集中数据处理，并将处理的数据进行上传给接地状态录波监测系统21。其中，所述本地装置100将电力系统的接地线上的漏电流和雷电流检测并发送给远端系统装置200，由远端系统装置200进行录波和监控。
更具体的，所述本地装置100中的电连接的漏电流传感器13和整流放大电路12、电连接的积分放大电路15和雷电流传感器14设有多组，漏电流传感器13和雷电流传感器14分布于电力系统的多个接地线上。每组漏电流检测和雷电流检测均设有电子标签，以便能区分不同接地线的监测信号。
其中，所述本体装置100的主控CPU11上还电连接有用于实时动态显示检测到的数据的显示屏18。本地装置100的主控CPU11上还电连接有一按键16，所述按键16用于设置、控制本地装置100。
在本实施例中，所述本地装置100和远端系统装置200上的通信模块17和23均为无线通信模块。
其中，所述远端系统装置200的接地状态录波监测系统21上还电连接有用于显示本地装置的检测录波数据的显示屏24。接地状态录波监控系统21是一套数据处理系统，其包括工控主机，以及安装于工控主机上的数据处理和分析软件，可以对前端数据采集其22传输过来的数据进行存储、分析，并对接地电流和电压进行图形化显示。
进一步的，接地漏电流采集通过钳形漏电流传感方式，采集原理是：建立在电流互感器工作原理的基础上的，电流互感器的铁心可以张开，被测接地线电流的导线进入钳口内部作为电流互感器的一次绕组，根据互感器的原理而在其二次绕组上产生感应电流，通过精密器件取样，计算感应电流的大小，从而指示出被测电流的数值。如一般常采用的电流传感器ZCT-22FT，采集范围为1mA至100A。
雷电流传感器采用开环式罗氏线圈套在主接地线上，当有瞬间过电流时，罗氏线圈感应出对应过电流，经过积分电路处理信号，状变为MCU能够识别的电压信号大小，通过极性采样分析，判断电流侵入方向。本实施例提供了一种用于电力接地系统的分布式录波方法，其包括以下步骤：
第一步S100、由漏电流传感器采集电力系统的接地线中的漏电流，漏电流经整流放大电路整流放大后传输至主控CPU；同时，由雷电流传感器采集电力系统的接地线的雷电流，雷电流经积分放大电路后传输至主控CPU；
第二步S200、主控CPU将接收到的漏电流和雷电流数据进行存储，并将数据处理后经通信模块发送至远端系统装置；
第三步S300、远端系统装置的通信模块接收所述漏电流和雷电流数据，并将接收的数据经数据采集模块采集后传输至接地状态录波监测系统。
其中，所述第三步S300之后还包括：接地状态录波监测系统将录波信号输出至显示屏显示，并同步监测电路系统的接地线，若发现异常则立刻报警的步骤。
本实施例的用于电力接地系统的分布式录波装置和方法，通过毫安级漏电流传感器与雷电流传感器穿心分布式安装在接地线，通过核心电路板进行数据处理，可实现变电站一次、二次系统设备屏柜与接地系统之间、地网与地网之间的漏电流与雷电流数据的同步捕捉记录。相关告警数据可在现场装置查看，录制历史波形可在系统软件查看。
该用于电力接地系统的分布式录波装置可实时同步记录设备异常接地电流、接地系统雷电反击数据，通过数据可判断电力系统设备接地状态。为接地系统导致的故障提供数据支撑。保障设备人人身安全。
上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种用于电力接地系统的分布式录波装置，其特征在于，包括：本地装置，以及与所述本地装置进行通信的远端系统装置；
所述本地装置包括：主控CPU，电连接于所述主控CPU的整流放大电路，电连接于所述整流放大电路的输入端的漏电流传感器；所述主控CPU上还电连接有积分放大电路，电连接于所述积分放大电路的输入端的雷电流传感器，以及电连接于主控CPU的通信模块；
所述远端系统装置包括：接地状态录波监测系统，电连接于所述接地状态录波监测系统的数据采集模块和通信模块；
其中，所述本地装置将电力系统的接地线上的漏电流和雷电流检测并发送给远端系统装置，由远端系统装置进行录波和监控。
2.如权利要求1所述的用于电力接地系统的分布式录波装置，其特征在于，所述本地装置中电连接的漏电流传感器和整流放大电路、电连接的积分放大电路和雷电流传感器设有多组，漏电流传感器和雷电流传感器分布于电力系统的多个接地线上。
3.如权利要求1所述的用于电力接地系统的分布式录波装置，其特征在于，所述本体装置的主控CPU上还电连接有用于实时动态显示检测到的数据的显示屏。
4.如权利要求1所述的用于电力接地系统的分布式录波装置，其特征在于，所述本地装置和远端系统装置上的通信模块均为无线通信模块。
5.如权利要求1所述的用于电力接地系统的分布式录波装置，其特征在于，所述远端系统装置的接地状态录波监测系统上还电连接有用于显示本地装置的检测录波数据的显示屏。
6.如权利要求1所述的用于电力接地系统的分布式录波装置，其特征在于，本地装置的主控CPU上还电连接有一按键，所述按键用于设置、控制本地装置。
7.一种用于电力接地系统的分布式录波方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、由漏电流传感器采集电力系统的接地线中的漏电流，漏电流经整流放大电路整流放大后传输至主控CPU；同时，由雷电流传感器采集电力系统的接地线的雷电流，雷电流经积分放大电路后传输至主控CPU；
第二步、主控CPU将接收到的漏电流和雷电流数据进行存储，并将数据处理后经通信模块发送至远端系统装置；
第三步、远端系统装置的通信模块接收所述漏电流和雷电流数据，并将接收的数据经数据采集模块采集后传输至接地状态录波监测系统。
8.如权利要求7所述的用于电力接地系统的分布式录波方法，其特征在于，所述第三步之后还包括：接地状态录波监测系统将录波信号输出至显示屏显示，并同步监测电路系统的接地线，若发现异常则立刻报警的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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