CN114035106A - 基于多方式电流测量的pt二次侧多点接地故障查找仪 - Google Patents

基于多方式电流测量的pt二次侧多点接地故障查找仪 Download PDF

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CN114035106A CN202111213595.5A CN202111213595A CN114035106A CN 114035106 A CN114035106 A CN 114035106A CN 202111213595 A CN202111213595 A CN 202111213595A CN 114035106 A CN114035106 A CN 114035106A
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刘国盛
李佳玲
程旭萌
郑家明
吴能成
何婕
郭斌
林海
林正成
黄雄瑞
游晨曦
黄碧薇
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种基于多方式电流测量的PT二次侧多点接地故障查找仪，包括探测电流CT、仪器壳体和固定安装在仪器壳体内部的电路板；其中：所述的仪器壳体上设有显示器、功能按键和电流测量接口；所述的电路板上集成设有电源电路、电流采集电路、主控CPU和显示电路；所述的电源电路、电流采集电路、显示电路分别与主控CPU相连接；所述显示器与显示电路电性连接；所述探测电流CT通过电流测量接口与电流采集电路电性连接。本发明可灵活使用多种方式检测PT二次侧回路电流，更准确测量剩余电流，精准判断PT多点接地故障；提升系统可靠性，保障电力安全生产。

Description

基于多方式电流测量的PT二次侧多点接地故障查找仪
技术领域
本发明属于接地故障检测设备技术领域，具体涉及了一种基于多方式电流测量的PT二次侧多点接地故障查找仪。
背景技术
电力系统电压互感器(PT)二次侧要求必须可靠接地，可靠接地方式是全站所有PT的N线拉回主控室的PT接地柜接到N600，由N600统一接地。根据“电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点”8.1电流互感器及电压互感器的二次回路必须有且只能有一点接地，但由于施工等原因，常常造成互感器二次回路发生多点接地故障，给系统的安全运行带来严重危害。
针对互感器二次侧多点接地故障检测，目前电网暂无推广应用设备。检修人员定期使用电流表测量N600电流，电流过大判为接地故障；大修时停电检修，耗时费力，在一定程度上影响了生产用电的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于多方式电流测量的PT二次侧多点接地故障查找仪，以实现多方式查找PT二次侧多点接地故障，精准全面查找接地故障，解决当前无查找专用仪器问题，提升系统可靠性，保障电力安全生产。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于多方式电流测量的PT二次侧多点接地故障查找仪，包括探测电流CT、仪器壳体和固定安装在仪器壳体内部的电路板；其中：所述的仪器壳体上设有显示器、功能按键和电流测量接口；所述的电路板上集成设有电源电路、电流采集电路、主控CPU和显示电路；所述的电源电路、电流采集电路、显示电路分别与主控CPU相连接；所述显示器与显示电路电性连接；所述探测电流CT通过电流测量接口与电流采集电路电性连接。
本发明进一步说明，所述的探测电流CT选用开口CT，包括4个钳形精密电流互感器和1个罗氏线圈电流互感器。
本发明进一步说明，所述的功能按键包括电源开关按键、调零按键和测试按键；所述电源开关按键串联在电源电路中；所述的调零按键和测试按键直接与主控CPU的I/O接口连接。
本发明进一步说明，所述的电源电路采用9V电池供电，并且电源电路中设有LM7805芯片和ASM1117芯片，利用LM7805芯片把9V电压降到5V，再利用ASM1117芯片把5V降到3.3V，为查找仪中模拟电路和数字电路供电。
本发明进一步说明，所述的电流采集电路设有4个电流放大电路，并且每一个电流放大电路均采用两级放大电路。
本发明进一步说明，所述的主控CPU采用STM32F103ZET6芯片。
本发明进一步说明，所述的显示电路设有电平转换芯片SN75LBC184，将CPU信号转换为485电平信号，实现CPU与显示器通信。
本发明进一步说明，所述查找仪在使用时，依据现场PT回路A、B、C以及N线线路距离，能用罗氏线圈电流互感器一次测完，即用罗氏线圈电流互感器进行检测，若一次测不完，即用4把钳形精密电流互感器检测；接入钳形精密电流互感器后，静止钳形精密电流互感器调零；完成调零后即可使用设备对故障进行检测；按下测试按键，设备检测电流，自动判断电流，计算总电流，进行矢量运算：
Figure BDA0003309828700000021
若I总≥50mA，设备则报警接地故障；若I总≤50mA，设备则提示无接地，完成一次测试。完成一次测试后，我们可以继续查找，可以更换钳子可以不用更换钳子。
本发明的优点：
本发明可灵活使用多种方式检测PT二次侧回路电流，更准确测量剩余电流，精准判断PT多点接地故障；提升系统可靠性，保障电力安全生产。
附图说明
图1为本发明一实施例的仪器外观结构示意图。
图2为本发明一实施例的电路组成结构示意图。
图3为本发明一实施例中电源电路原理图。
图4为本发明一实施例中电流采集电路其中一个电流放大电路原理图。
图5为本发明一实施例中显示电路原理图。
图6为本发明一实施例的工作流程示意图。
图1中，1-仪器壳体，2-显示器，3-功能按键，4-电流测量接口，5-探测电流CT。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
实施例：
如图1和图2所示，一种基于多方式电流测量的PT二次侧多点接地故障查找仪，包括探测电流CT 5、仪器壳体1和固定安装在仪器壳体1内部的电路板；其中：所述的仪器壳体1上设有显示器2、功能按键3和电流测量接口4；所述的电路板上集成设有电源电路、电流采集电路、主控CPU和显示电路；所述的电源电路、电流采集电路、显示电路分别与主控CPU相连接；所述显示器2与显示电路电性连接；所述探测电流CT 5通过电流测量接口4与电流采集电路电性连接。
所述的探测电流CT 5选用开口CT，包括4个钳形精密电流互感器和1个罗氏线圈电流互感器。所述的功能按键包括电源开关按键、调零按键和测试按键；所述电源开关按键串联在电源电路中；所述的调零按键和测试按键直接与主控CPU的I/O接口连接。
进一步的，如图3所示，所述的电源电路采用9V电池供电，并且电源电路中设有LM7805芯片和ASM1117芯片，利用LM7805芯片把9V电压降到5V，再利用ASM1117芯片把5V降到3.3V，为查找仪中模拟电路和数字电路供电。
进一步的，所述的电流采集电路设有4个电流放大电路，并且每一个电流放大电路均采用两级放大电路；如图4所示，CT输入信号通过R31电阻，并设计D1和D2进行保护，通过U2A实现一次放大；通过C35阻隔一级放大电路的直流电平，交流信号再次通过U2B进行二次放大，完成放大的信号通过R39和C38滤波，最后进行AD采样。
进一步的，所述的主控CPU采用STM32F103ZET6芯片。该芯片是ARM 32位的CortexTM--M3CPU，具有运行速度快、存储量大、功耗低和各种功能接口数量众多的特点。该CPU最快72MHz工作频率；12通道的12为AD通道；多达112个快速双向I/O口；满足仪器设计需求。
进一步的，如图5所示，所述的显示电路设有电平转换芯片SN75LBC184，将CPU信号转换为485电平信号，实现CPU与显示器通信。
本实施例的PT多点接地故障查找仪测量4路电流，且分别计算电流的基波电流成分/2～5次谐波电流成分，同时对所测4个电流进行矢量求和，通过电流总和判断接地故障，任意电流值大于50mA定为接地；具体工作流程如图6所示：
依据现场PT回路A、B、C以及N线线路距离，能用罗氏线圈电流互感器一次测完，即用罗氏线圈电流互感器进行检测，若一次测不完，即用4把钳形精密电流互感器检测；
接入电流互感器后，仪器调零，完成调零后即可使用设备对故障进行检测；
按下测试按键，设备检测电流，自动判断电流，计算总电流，进行矢量运算：
Figure BDA0003309828700000031
若I总≥50mA，设备则报警接地故障；若I总≤50mA，设备则提示无接地，完成一次测试。
完成一次测试后，等待命令，可以继续查找，可以更换钳子可以不用更换钳子。
显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明本发明所作的举例，而并非对本发明实施的限定。对于所属技术领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举；而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种基于多方式电流测量的PT二次侧多点接地故障查找仪，包括探测电流CT、仪器壳体和固定安装在仪器壳体内部的电路板；其特征在于：所述的仪器壳体上设有显示器、功能按键和电流测量接口；所述的电路板上集成设有电源电路、电流采集电路、主控CPU和显示电路；所述的电源电路、电流采集电路、显示电路分别与主控CPU相连接；所述显示器与显示电路电性连接；所述探测电流CT通过电流测量接口与电流采集电路电性连接。
2.根据权利要求1所述的基于多方式电流测量的PT二次侧多点接地故障查找仪，其特征在于：所述的探测电流CT选用开口CT，包括4个钳形精密电流互感器和1个罗氏线圈电流互感器。
3.根据权利要求2所述的基于多方式电流测量的PT二次侧多点接地故障查找仪，其特征在于：所述的功能按键包括电源开关按键、调零按键和测试按键；所述电源开关按键串联在电源电路中；所述的调零按键和测试按键直接与主控CPU的I/O接口连接。
4.根据权利要求1所述的基于多方式电流测量的PT二次侧多点接地故障查找仪，其特征在于：所述的电源电路采用9V电池供电，并且电源电路中设有LM7805芯片和ASM1117芯片，利用LM7805芯片把9V电压降到5V，再利用ASM1117芯片把5V降到3.3V，为查找仪中模拟电路和数字电路供电。
5.根据权利要求1所述的基于多方式电流测量的PT二次侧多点接地故障查找仪，其特征在于：所述的电流采集电路设有4个电流放大电路，并且每一个电流放大电路均采用两级放大电路。
6.根据权利要求1所述的基于多方式电流测量的PT二次侧多点接地故障查找仪，其特征在于：所述的主控CPU采用STM32F103ZET6芯片。
7.根据权利要求1所述的基于多方式电流测量的PT二次侧多点接地故障查找仪，其特征在于：所述的显示电路设有电平转换芯片SN75LBC184，将CPU信号转换为485电平信号，实现CPU与显示器通信。
8.根据权利要求3所述的基于多方式电流测量的PT二次侧多点接地故障查找仪，其特征在于：所述查找仪在使用时，依据现场PT回路A、B、C以及N线线路距离，能用罗氏线圈电流互感器一次测完，即用罗氏线圈电流互感器进行检测，若一次测不完，即用4把钳形精密电流互感器检测；接入钳形精密电流互感器后，静止钳形精密电流互感器调零；完成调零后即可使用设备对故障进行检测；按下测试按键，设备检测电流，自动判断电流，计算总电流，进行矢量运算：
Figure FDA0003309828690000011
若I总≥50mA，设备则报警接地故障；若I总≤50mA，设备则提示无接地，完成一次测试。
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