CN201622317U - 中性点接地系统故障监测报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种中性点接地系统故障监测报警装置，包括用于获取中性点接地电阻当前的有效电流值的电流值获取模块；用于将电流值获取模块获取的有效电流值与预置的第一电流阈值进行比较的电流值比较模块；用于获取中性点接地电阻当前的温度值的温度值获取模块；用于将温度值获取模块获取的温度值与预置的第一温度阈值进行比较的温度值比较模块；用于在电流值比较模块比较出电流值获取模块获取的有效电流值大于预置的第一电流阈值，且温度值比较模块比较出温度值获取模块获取的温度值大于预置的第一温度阈值时，进行接地故障报警的故障报警模块。本实用新型方案能够相对快速准确的监测出中性点接地系统是否存在的单相接地故障。

Description

中性点接地系统故障监测报警装置

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种中性点接地系统故障监测报警装置。

背景技术

目前，配电网中性点广泛采用高电阻接地技术。研究发现，在中性点接地系统中有目的地接入高电阻，将接地故障电流限制在10A或以下，可使系统电流继续流过一段时间而不致加重设备的损坏。

例如在小电流中性点接地系统中最常见的故障通常是单相接地，实践证明，短时间的单相接地故障虽然不会破坏整个中性点接地系统的对称运行，但如果不能及时发现和处理该单相接地故障，极易发展成更严重的短路故障，甚至可能酿成重大的事故。

因此，如何快速准确的监测出中性点接地系统是否存在单相接地故障，是业界一个亟待研究的技术课题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种中性点接地系统故障监测报警装置，能够相对快速准确的监测出中性点接地系统是否存在的单相接地故障，进而可以降低事故发生的几率。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：

本实用新型实施例提供一种中性点接地系统故障监测报警装置，包括：

用于获取中性点接地电阻当前的有效电流值的电流值获取模块；

以及与所述电流值获取模块连接的，用于将所述电流值获取模块获取的有效电流值与预置的第一电流阈值进行比较的电流值比较模块；

以及用于获取中性点接地电阻当前的温度值的温度值获取模块；

以及与所述温度值获取模块连接的，用于将所述温度值获取模块获取的温度值与预置的第一温度阈值进行比较的温度值比较模块；

以及与所述电流值比较模块和温度值比较模块连接的，用于在所述电流值比较模块比较出所述电流值获取模块获取的有效电流值大于预置的第一电流阈值，且所述温度值比较模块比较出所述温度值获取模块获取的温度值大于预置的第一温度阈值时，进行接地故障报警的故障报警模块。

可选的，所述电流值获取模块包括：

获取经过中性点接地电阻的电流的模拟感应电流信号的电流互感器；

以及与所述电流互感器连接的，对所述电流互感器获取的模拟感应电流信号进行放大的电流放大器；

以及与所述电流放大器连接的，将所述电流放大器放大后的模拟感应电流信号转换为对应的数字感应电流信号的模数转换器；

以及与所述模数转换器连接的，用于根据所述模数转换器转换成的数字感应电流信号，利用离散傅立叶变换获得中性点接地电阻当前的有效电流值的有效电流值获取子模块。

可选的，所述温度值获取模块包括：

包含第一热敏电阻的直流回路，所述第一热敏电阻通过与中性点接地电阻相贴获得中性点接地电阻的温度；

以及用于监测第一热敏电阻的电流或电压的电监测子模块；

以及与电监测子模块连接的，用于根据所述电监测子模块监测到的第一热敏电阻的电流或电压，计算第一热敏电阻当前的阻值，并根据计算出的第一热敏电阻的阻值和温度的对应关系，获得中性点接地电阻当前的温度值的温度值获取子模块。

由上可见，本实用新型实施例中当中性点接地电阻的电流与温度都超过预置的相应阈值时，中性点接地系统故障监测报警装置才进行接地故障报警，通过两个条件共同进行判断，可以相对快速准确的监测出中性点接地系统是否存在的单相接地故障，并可有效的抑制误动，在实际应用中获得良好效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种中性点接地系统示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种中性点接地系统故障监测报警装置的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种中性点接地系统故障监测报警装置的电流值获取模块的示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供一种中性点接地系统故障监测报警装置，能够相对快速准确的监测出中性点接地系统是否存在的单相接地故障，进而可以降低事故发生的几率。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

首先参见图1，图1示出了一种中性点接地系统，该中性点接地系统可提供A、B、C三相电压，其中，单向接地，即是A、B、C三相的其中一相接地。当图1所示的中性点接地系统发生单向接地故障时，中性点N接地的电阻Rn上会有较大的接地故障电流；电阻Rn的温度也将随着其电流的增大而升高。本实用新型下述实施例方案中，同时监测中性点N接地的电阻Rn的有效电流值和温度值。

参见图2，本实用新型实施例提供的一种中性点接地系统故障监测报警装置200，可以包括：

用于获取中性点接地电阻Rn当前的有效电流值的电流值获取模块210。

以及与电流值获取模块210连接的，用于将电流值获取模块210获取的有效电流值与预置的第一电流阈值进行比较的电流值比较模块220。

以及用于获取中性点接地电阻Rn当前的温度值的温度值获取模块230。

以及与温度值获取模块230连接的，用于将温度值获取模块230获取的温度值与预置的第一温度阈值进行比较的温度值比较模块240。

以及与电流值比较模块220和温度值比较模块240连接的，用于在电流值比较模块220比较出电流值获取模块210获取的有效电流值大于预置的第一电流阈值，且温度值比较模块240比较出温度值获取模块230获取的温度值大于预置的第一温度阈值时，进行接地故障报警的故障报警模块250。

在实际应用中，可以根据需要来预置第一电流阈值的大小，例如可以预置第一电流阈值的大小为8A、9A、10A或其它大小。同样，也可以根据需要和中性点接地电阻Rn的材质属性来预置第一温度阈值的大小，例如可以预置第一电流阈值的大小为300℃或其它大小。

在实际应用中，故障报警模块250可通过多种方式进行接地故障报警，例如可以发出报警信号进行接地故障报警，并可以发出跳闸指令，使得中性点接地系统跳闸，对中性点接地系统进行保护。

在一种应用场景下，参见图3，电流值获取模块210可以包括：

获取经过中性点接地电阻Rn电流的模拟感应电流信号的电流互感器211。

其中，电流互感器211获得的模拟感应电流信号大小与经过中性点接地电阻Rn真实的电流大小成比例关系，该比例关系主要取决于电流互感器211的材质属性，该比例例如可以是感应电流∶真实的电流＝1∶50。

以及与电流互感器211连接的，对电流互感器211获取的模拟感应电流信号进行放大的电流放大器212。在实际应用中，可以根据需要选择高精度的电流放大器。

以及与电流放大器212连接的，将电流放大器212放大后的模拟感应电流信号转换为对应的数字感应电流信号的模数转换器213。

以及与模数转换器213连接的，用于根据模数转换器213转换成的数字感应电流信号，利用离散傅立叶变换获得中性点接地电阻Rn当前的有效电流值的有效电流值获取子模块214。

其中，有效电流值获取子模块214可以先利用离散傅立叶变换获得感应电流的有效电流值，然后根据感应电流大小和中性点接地电阻Rn真实电流大小的对应比例关系，计算获得中性点接地电阻Rn当前的有效电流值。

可以看出，电流值获取模块210利用上述方式可以比较准确的计算出中性点接地电阻Rn当前的有效电流值，同时可以保证中性点接地系统故障监测报警装置200工作在小电流下，不易被烧坏。

在一种应用场景下，温度值获取模块230可以包括：

包含第一热敏电阻的直流回路，其中，第一热敏电阻通过与中性点接地电阻Rn相贴获得中性点接地电阻的温度。

以及用于监测第一热敏电阻的电流或电压的电监测子模块。

以及与电监测子模块连接的，用于根据电监测子模块监测到的第一热敏电阻的电流或电压，计算第一热敏电阻当前的阻值，并根据计算出的第一热敏电阻的阻值和温度的对应关系，获得中性点接地电阻Rn当前的温度值的温度值获取子模块。

在实际应用中，例如可以选用PT100铂电阻作为第一热敏电阻，第一热敏电阻通过和中性点接地电阻Rn相贴获得中性点接地电阻Rn的温度，中性点接地电阻Rn的温度升高，第一热敏电阻的温度随之升高，中性点接地电阻Rn的温度降低，第一热敏电阻的温度随之降低，第一热敏电阻和中性点接地电阻Rn的温度可基本保持一致。PT100铂电阻作为第一热敏电阻可使得测温范围达到0℃～800℃，且测量精度较高，完全可以满足实际需要。

其中，第一热敏电阻的阻值随着温度的变化而变化，这使得第一热敏电阻的电流或电压也会随着其温度的变化而对应的变化，因此可以通过测量第一热敏电阻的电流或电压，计算出第一热敏电阻的阻值，进而可以根据第一热敏电阻当前的阻值和其温度的对应关系获得第一热敏电阻的温度，进而也就获得了中性点接地电阻Rn的温度。

可以看出，温度值获取模块230利用上述方式可以比较准确的获得中性点接地电阻Rn当前的温度值。由于温度是一个渐变的参量，同时参考温度来判断是否出现接地故障相对准确可靠，可降低误判的几率。

中性点接地系统故障监测报警装置200的工作方式可以如下：

当中性点接地系统故障监测报警装置200上电后，其电流值获取模块210开始(例如可以周期性的或在用户控制下)获取中性点接地电阻Rn当前的有效电流值；温度值获取模块230开始(例如可以周期性的或在用户控制下)获取中性点接地电阻Rn当前的温度值；与电流值获取模块210连接的电流值比较模块220将电流值获取模块210获取的有效电流值与预置的第一电流阈值进行比较，并将比较结果通知给故障报警模块250；与温度值获取模块230连接的温度值比较模块240将温度值获取模块230获取的温度值与预置的第一温度阈值进行比较，并将比较结果通知给故障报警模块250；故障报警模块250在发现电流值比较模块220比较出电流值获取模块210获取的有效电流值大于预置的第一电流阈值，且温度值比较模块240比较出温度值获取模块230获取的温度值大于预置的第一温度阈值时，进行接地故障报警，并可以进一步进行中性点接地系统跳闸处理，对中性点接地系统进行快速有效的保护。

综上，本实用新型实施例中当中性点接地电阻的电流与温度都超过预置的相应阈值时，中性点接地系统故障监测报警装置才进行接地故障报警，通过两个条件共同进行判断，可以相对快速准确的监测出中性点接地系统是否存在的单相接地故障，并可有效的抑制误动，在实际应用中获得良好效果。

以上对本实用新型实施例所提供的一种中性点接地系统故障监测报警装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (3)

1.一种中性点接地系统故障监测报警装置，其特征在于，包括：

用于获取中性点接地电阻当前的有效电流值的电流值获取模块；

以及与所述电流值获取模块连接的，用于将所述电流值获取模块获取的有效电流值与预置的第一电流阈值进行比较的电流值比较模块；

以及用于获取中性点接地电阻当前的温度值的温度值获取模块；

以及与所述温度值获取模块连接的，用于将所述温度值获取模块获取的温度值与预置的第一温度阈值进行比较的温度值比较模块；

以及与所述电流值比较模块和温度值比较模块连接的，用于在所述电流值比较模块比较出所述电流值获取模块获取的有效电流值大于预置的第一电流阈值，且所述温度值比较模块比较出所述温度值获取模块获取的温度值大于预置的第一温度阈值时，进行接地故障报警的故障报警模块。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述电流值获取模块包括：

获取经过中性点接地电阻的电流的模拟感应电流信号的电流互感器；

以及与所述电流互感器连接的，对所述电流互感器获取的模拟感应电流信号进行放大的电流放大器；

以及与所述电流放大器连接的，将所述电流放大器放大后的模拟感应电流信号转换为对应的数字感应电流信号的模数转换器；

以及与所述模数转换器连接的，用于根据所述模数转换器转换成的数字感应电流信号，利用离散傅立叶变换获得中性点接地电阻当前的有效电流值的有效电流值获取子模块。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，

所述温度值获取模块包括：

包含第一热敏电阻的直流回路，所述第一热敏电阻通过与中性点接地电阻相贴获得中性点接地电阻的温度；

以及用于监测第一热敏电阻的电流或电压的电监测子模块；

以及与电监测子模块连接的，用于根据所述电监测子模块监测到的第一热敏电阻的电流或电压，计算第一热敏电阻当前的阻值，并根据计算出的第一热敏电阻的阻值和温度的对应关系，获得中性点接地电阻当前的温度值的温度值获取子模块。

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