CN202563049U - 基于分层分布的小电流接地选线装置 - Google Patents

基于分层分布的小电流接地选线装置 Download PDF

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杜剑波
李砚
蔡志伟
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Beijing Danhua Haobo Power Science And Technology Co ltd
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BEIJING DANHUA HAOBO ELECTRICITY TECHNOLOGY Co Ltd
Xuchang Power Supply Co of Henan Electric Power Co
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Abstract

本实用新型公开了一种小电流接地系统单相接地故障选线装置，该小电流地选线装置由终端和主机两个部分组成，所述终端的输入端分别与采集间隔层零序电流的电流互感器、和采集间隔层零序电压的电压互感器相连；所述终端通过光纤以太网与主机相连；所述主机通过串口或以太网与变电站自动化后台连接。本实用新型技术成熟、可靠性高，满足现场的实用要求。

Description

基于分层分布的小电流接地选线装置
技术领域
本实用新型属于一种电力技术和设备，适用于3～60kV变电站，能够对单相接地故障进行准确选线。
背景技术
我国3～60kV配电网广泛采用中性点非有效接地方式，又称为小电流接地系统，小电流接地系统的故障绝大多数是单相接地故障。发生单相接地故障时，接地电流很小，可以在故障情况下继续运行1～2个小时，但是必须尽快找到故障线路，这就提出了故障选线问题。
目前传统的微机型选线装置已比较成熟，其基本原理是对外部接入的零序电压和零序电流信号进行AD采样，然后进行计算处理。但是随着变电站的不断扩容，线路越来越多，导致二次电缆的耗费量急剧增加，且二次电缆在长距离传送信号的过程中易受到干扰，因此传统的微机型选线装置已呈现出现场不易安装及选线不准的问题。现场迫切需要采用节省二次电缆、测量准确的新一代选线装置。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术上的不足，提出节省二次电缆、测量准确的选线装置实现方案，填补了国内外相关技术领域的空白。
本实用新型的技术方案如下：
一种基于分层分布的小电流接地选线装置，该小电流地选线装置由终端和主机两个部分组成，其特征为：
所述终端的输入端分别与采集间隔层零序电流的电流互感器、和采集间隔层零序电压的电压互感器相连；
所述终端通过光纤以太网与主机相连；
所述主机通过串口或以太网与变电站自动化后台连接。
所述终端具备多路、高速AD采样电路，将所有间隔的零序电压信号和零序电流模拟信号进行AD采样，从而获得零序电压和零序电流数字量。所有通道AD采样之后的数字量通过以太网向主机发送，采用的协议为TCP/IP协议。
所述主机为嵌入式装置，包括主板、液晶、内存。其中主板具备以太网口。主机通过光纤以太网获得终端发送的采样数据，并利用CPU进行选线计算。同时主机通过串口或以太网与变电站自动化后台连接，上报选线结果。
本实用新型的单相接地故障选线装置属于间隔层的一个设备，与过程层和变电站层进行数据交互。为了有效缩短电缆的长度，减少投资及干扰，因此选线装置分为终端和主机两个部分，二者通过光纤以太网连接。终端安装在一次设备临近位置，负责对所有间隔的零序电压和零序电流进行AD采样；主机安装在二次设备控制室，负责进行分析计算，算法程序采用本公司的专利技术(专利名称：小电流接地电网单相接地故障选线装置；专利号：ZL200320126180.5)，应用多种选线方法相融合进行综合选线，能够针对金属性接地、经电弧接地、经过渡电阻接地等各种情况准确选出故障线路。
本实用新型的优点如下：
1、有效缩短变电站的二次电缆，减少投资及干扰。
2、扩展性好，终端具有多路模拟量输入接口，满足变电站的需求。
3、采用分布式结构，主机与终端通过高速光纤以太网连接。
4、主机具备串口和网口，能够通过串口或以太网上传选线信息。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是终端的原理图；
图3是主机的原理图。
具体实施方式
下面结合附图，通过具体实施对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。
本实用新型的单相接地故障选线装置属于间隔层II的一个设备，与过程层I和变电站层III进行数据交互。为了有效缩短电缆的长度，减少投资及干扰，因此选线装置分为终端1和主机2两个部分，二者通过光纤以太网连接。终端安装在一次设备临近位置，负责对所有间隔的零序电压和零序电流进行AD采样；主机安装在二次设备控制室，负责进行分析计算，算法程序采用本公司的专利技术(专利名称：小电流接地电网单相接地故障选线装置；专利号：ZL200320126180.5)，应用多种选线方法相融合进行综合选线，能够针对金属性接地、经电弧接地、经过渡电阻接地等各种情况准确选出故障线路。
如图1所示，选线装置位于间隔层II，位于过程层I的电流互感器和电压互感器采集到各个间隔的零序电流和零序电压的模拟信号。D1至Dn表示各个间隔的电流互感器或电压互感器。终端就地测量所有间隔的零序模拟量信号，经AD采样后通过以太网将采样瞬时值数据传送至主机，传输介质为单模光纤。主机采用将接收到的网络数据读入内存单元，然后通过CPU进行计算准确选出故障线路。主机能够将选线信息通过串口或以太网上传至变电站自动化后台3。
终端原理如图2所示，位于变电站母线附近的机柜内，通过屏蔽电缆与电流互感器或电压互感器相连。将所接收到的模拟量接到单片机8051F310的不同管脚（21、23、……33）上，通过单片机8051F310进行数据采集后，通过网络芯片CS8900A输出。其中，单片机8051F310与CS8900A通过Address Bus（地址总线）、Data Bus（数据总线）、ControlBus（控制总线）相连接，CS8900A通过网络总线与RJ45网络连接器相连，经过电光转换最终通过光纤输出信号。
主机原理如图3所示，位于远方的控制室内，通过光纤与终端相连。通信数据经过光电转换后，经过RJ45网络连接器与主机相连。RJ45通过网络总线与CS8900A-1相连，CPU TMS320F2812与CS8900A-1通过Address Bus（地址总线）、Data Bus（数据总线）、Control Bus（控制总线）相连接，接收通过网络所传输的数据。经过计算处理后，将计算的选线结果通过CS8900A-2芯片经过网络传输到自动化后台。其中TMS320F2812与CS8900A-2的连接方法与CS8900A-1是一致的，与自动化后台相连接的RJ45网络连接器的连接方法与终端RJ45网络连接器的连接方法也是一致的。

Claims (4)

1.一种基于分层分布的小电流接地选线装置，该小电流地选线装置由终端和主机两个部分组成，其特征为：
所述终端的输入端分别与采集间隔层零序电流的电流互感器、和采集间隔层零序电压的电压互感器相连；
所述终端通过光纤以太网与主机相连；
所述主机通过串口或以太网与变电站自动化后台连接。
2.根据权利要求1所述的基于分层分布的小电流接地选线装置，其特征为：所述主机为嵌入式装置，包括主板、彩色液晶、内存，其中主板具备以太网口。
3.根据权利要求1所述的基于分层分布的小电流接地选线装置，其特征为：选线装置的终端安装在一次设备临近位置，终端含有AD采样电路。
4.根据权利要求1所述的基于分层分布的小电流接地选线装置，其特征为：选线装置的主机安装在二次设备控制室。
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