CN204044287U - 便携式小电流接地系统故障诊断装置 - Google Patents
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Abstract
一种便携式小电流接地系统故障诊断装置，包括套接式电流变换器、嵌入式主板、模拟量变换器板卡、彩色液晶；所述套接式电流变换器的二次侧通过电缆接入模拟量变换器板卡的输入端；所述嵌入式主板与模拟量变换器板卡、彩色液晶通过背板连接线相连；所述嵌入式主板通过串口连接其他选线装置；所述嵌入式主板还通过以太网口与自动化后台相连。故障诊断装置不仅能够单独使用实现选线功能，还可以在不停电、不解开二次线路的情况下与其他选线装置并联使用，作为其他选线装置的后备及监测设备。本实用新型技术成熟、可靠性高。
Description
技术领域
本实用新型属于一种电力设备，具体涉及一种配电网便携式小电流接地系统故障诊断装置，适用于3～60kV小电流接地电网。装置不仅能够单独使用实现选线功能，还可以在不停电、不解开二次线路的情况下与其他选线装置并联使用，作为其他选线装置的后备及监测设备。
背景技术
我国3～60kV配电网广泛采用小电流接地方式，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。
目前的微机型选线装置包括单片机装置、工控机装置、嵌入式装置等很多种类型。但是很多装置的选线效果不好，发生误选的情况。选线装置选线不正确的原因有很多，包括输入信号错误、装置硬件错误、软件算法不完善等。为了对更好地对选线装置进行监测，确定其选线错误的原因，同时对具有重要负荷的变电站进行后备选线，现场迫切需要一种操作简单、使用灵活的便携式监测装置。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术上的不足，提出适用于小电流接地电网的便携式小电流接地系统故障诊断装置，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：
一种便携式小电流接地系统故障诊断装置，包括套接式电流变换器、嵌入式主板、模拟量变换器板卡、彩色液晶；其特征为：
所述套接式电流变换器的二次侧通过电缆接入模拟量变换器板卡的输入端；
所述嵌入式主板与模拟量变换器板卡、彩色液晶通过背板连接线相连；
所述嵌入式主板通过串口连接其他选线装置；
所述嵌入式主板还通过以太网口与自动化后台相连。
本实用新型还进一步包括以下优选方案。
所述套接式电流变换器通过开口铁芯套接在电流互感器的二次线路上。从电流互感器的二次线路上获得电流信号，通过电缆接入所述模拟量变换器板卡的输入端。
所述的诊断装置嵌入式主板安装嵌入式WinCE操作系统。
所述的诊断装置内嵌FTP服务器，用户可以通过以太网自动提取出录波数据。
所述的诊断装置采用便携式结构，无需固定安装，可以在不停电、不解开二次线路的情况下与其他选线装置并联使用。
诊断装置的工作原理是：套接式电流变换器可以从电流互感器的二次线路上获得电流信号，通过电缆接入模拟量变换器板卡的输入端。变换器板卡上的变换器将信号转变为-5V与+5V之间的低压模拟量信号，该模拟量进入主板后首先进行低通滤波，然后经过AD转换后变为数字信号，CPU对数字信号进行计算选出故障线路同时保存故障完整数据。选线结果采用两种方式输出：①液晶汉字化显示；②通过以太网输出报警信号。诊断装置还可以通过串口接收其他选线装置的选线结果，对其他选线装置进行监测并诊断出选线错误的原因。
本实用新型的优点如下：
1.装置采用便携式结构，无需固定安装，可以在不停电、不解开二次线路的情况下与其他选线装置并联使用。
2.运算速度快，采用32位ARM芯片，主频可达500MHz以上。
3.采用WinCE操作系统，内嵌FTP服务器，用户可以通过以太网自动提取出录波数据。
4.可以通过串口接收其他选线装置的选线结果，对其他选线装置进行监测并诊断出选线错误的原因。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
其中101-1、...、101-n表示多个间隔的套接式电流变换器；102为模拟量变换器板卡，102-1至102-n表示板卡上的变换器单元；104为嵌入式主板，包括了CPU、RAM、AD等各个功能模块；LCD为彩色液晶；103为背板，用于连接所有板卡；105为其他选线装置，106为自动化后台；
图2是套接式电流变换器的原理图；
其中TA为电流变换器，K为开口铁芯。
图3是嵌入式主板的结构示意图；
图4是AD功能的原理图；
图5是以太网功能的原理图。
具体实施方式
下面结合说明书如图，通过具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。
本实用新型提出了一种新型便携式小电流接地系统故障诊断装置。诊断装置的工作原理是：套接式电流变换器可以从电流互感器的二次线路上获得电流信号，通过电缆接入模拟量变换器板卡的输入端。变换器板卡上的变换器将信号转变为-5V与+5V之间的低压模拟量信号，该模拟量进入主板后首先进行低通滤波，然后经过AD转换后变为数字信号，CPU对数字信号进行计算选出故障线路同时保存故障完整数据。诊断装置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。选线结果采用两种方式输出：①液晶汉字化显示；②通过以太网输出报警信号。诊断装置还可以通过串口接收其他选线装置的选线结果，对其他选线装置进行监测并诊断出选线错误的原因，例如如果诊断装置检测到故障特征明显而其他选线装置错误，就可以判断其选线装置的算法不完善。
诊断装置由套接式电流变换器、嵌入式主板、模拟量变换器板卡、工业液晶显示器和电源组成，所有板卡安装在一个便携式的机箱内，采用自然冷却，电源、主板及机箱内部都无需安装风扇，没有易损元件。嵌入式主板是装置的核心，包括主频为500MHz的32位ARM芯片、64M内存、128MFlash存储器、12位AD采样芯片、232/485串口和10M以太网。高速总线集成在主板内，主板与其他板卡之间不通过高速总线连接，提高了装置可靠性。
主板安装嵌入式WinCE操作系统，不同的硬件功能对应WinCE操作系统的驱动程序，应用程序通过这些驱动程序对硬件进行控制。WinCE操作系统中内嵌FTP服务器，用户可以通过以太网自动提取出录波数据。
诊断装置原理如图1所示，模拟量变换器板卡102、嵌入式主板104和彩色液晶LCD通过背板103连接在一起。101-1至101-n表示套接式电流变换器，能够把电流互感器的二次电流放大到200mA以内的电流信号，通过电缆接入模拟量变换器板卡的输入端。102-1至102-n表示模拟量变换器板卡上的变换器单元，能够将电流信号转变为-5V与+5V之间的低压模拟量信号，该模拟量进入嵌入式主板后首先进行低通滤波，然后经过AD转换后变为数字信号，CPU对数字信号进行计算选出故障线路，并且保存故障完整数据。选线结果由彩色液晶LCD汉字化显示，或者通过以太网上传到自动化后台106。装置内嵌FTP服务器，用户可以通过以太网自动提取出录波数据。装置还可以通过串口接收其他选线装置105的选线结果，对其他选线装置进行监测并诊断出选线错误的原因。
如图2所示，套接式电流变换器TA采用电磁耦合进行电流测量，通过开口铁芯201套接在电流互感器的二次线路上，在铁芯上缠绕的二次绕组上会感应出电流I2，I2与电流互感器的二次线路上的电流I1成正比。由于变换器采用开口的结构，因此无需将线路断开就可以进行安装。
嵌入式主板结构原理如图3所示，嵌入式主板由CPU、FLASH、NAND FLASH、SDRAM、FPGA组成，CPU是PXA270C520，通过DATA总线口输出数据总线BD0---BD15，通过ADDR总线口输出地址总线AD0—AD25，SDRAM是MT48LC16，MT48LC16上的A0---A12与地址总线对应连接，MT48LC16上的DQ0---DQ15与数据总线对应连接；FLASH是JS28F128，JS28F128上的A0---A24与地址总线对应连接，JS28F128上的DQ0---DQ15与数据总线对应连接；NAND FLASH是K9F4G08，K9F4G08上的ALE与地址总线对应连接，K9F4G08上的IO0---IO7与数据总线对应连接；FPGA是EP3C5F256，EP3C5F256上的IO_VB6与地址总线对应连接，EP3C5F256上的IO_VB5与数据总线对应连接。
AD功能原理如图4所示，AD信号处理系统由电流/电压转换器、电压跟随器、零序放大器、AD转换器组成。小电流互感器与电阻Rz组成电流/电压转换器，将0-5A电流信号转换为0-3.5V信号，电流/电压转换器的输入端接到线路高压电流互感器的二次侧，输出接到电压跟随器的输入端上；电压跟随器由运算放大器OP07与电阻R13组成，输出信号接到零序放大器上；零序放大器由运算放大器AD620与电阻R11、R12、Rf组成，AD620的REF端与AD7265的DcapA端相连接；零序放大器的输出端接到AD7265的VA1上；AD转换器是AD7265，AD7265的A0、A1、A2、CS、SCLK通过端子P11、P12、P13、P14、P15与端子P41、P42、P43、P44、P45相连接。
以太网功能原理如图5所示，以太网系统由以太网芯片DM9000、PH163539、端口RJ45组成，以太网芯片是DM9000，DM9000通过端口SD0-SD15、CMD分别与CPU的数据总线和地址总线相连接，DM9000的输出端口TX+、TX-、RX+、RX-分别与PH163539的端口TD+、TD-、RD+、RD-对应相连接，PH163539的端口TX+、TX-、RX+、RX-分别与RJ45的端口P1、P2、P3、P6对应连接、RJ45的P4、P5连接后与电阻R301串联后接地，RJ45的P7、P8连接后与电阻R302串联后接地。
Claims (4)
1.一种便携式小电流接地系统故障诊断装置，包括套接式电流变换器、嵌入式主板、模拟量变换器板卡、彩色液晶；其特征为：
所述套接式电流变换器的二次侧通过电缆接入模拟量变换器板卡的输入端；
所述嵌入式主板与模拟量变换器板卡、彩色液晶通过背板连接线相连；
所述嵌入式主板通过串口连接其他选线装置；
所述嵌入式主板还通过以太网口与自动化后台相连；
嵌入式主板包括主频为500MHz的32位ARM芯片、64M内存、128MFlash存储器、12位AD采样芯片、232/485串口和10M以太网。
2.根据权利要求1所述的便携式小电流接地系统故障诊断装置，其特征为：
所述套接式电流变换器通过开口铁芯套接在电流互感器的二次线路上。
3.根据权利要求1所述的便携式小电流接地系统故障诊断装置，其特征为：
所述接地故障诊断装置内嵌FTP服务器。
4.根据权利要求1所述的便携式小电流接地系统故障诊断装置，其特征为：
所述接地故障诊断装置采用便携式结构。
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| CN201420228808.0U CN204044287U (zh) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | 便携式小电流接地系统故障诊断装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2019047610A1 (zh) * | 2017-09-06 | 2019-03-14 | 李晓明 | 一种具有后备功能的小电流接地故障选线系统及方法 |
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2014
- 2014-05-06 CN CN201420228808.0U patent/CN204044287U/zh not_active Expired - Lifetime
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