CN204666765U - 一种低压交流电网在线监测装置 - Google Patents

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曾铁军
文杰
蒋黎明
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Abstract

本实用新型公开了一种低压交流电网在线监测装置，如图1，包括：低频电源、电阻分压模块、模数转换模块、JTAG仿真口、微控制器、触摸屏模块、485通信、SD卡、SDRAM、NAND FLASH、电源、晶振。低频电源发出2.5HZ的交流电，经电阻分压模块连接于交流电网的某一相中。电阻分压模块通过大功率电阻分压获取交流电网电压、电流。本实用新型一种低压交流电网在线监测装置不受漏电流影响；采用大功率电阻串联的电阻分压模块增加了装置测量的精确性；在不增加其他成本的前提下，增设了故障测距功能。

Description

一种低压交流电网在线监测装置
技术领域
本发明涉及一种在线监测装置，尤其是一种低压交流电网在线监测装置。
背景技术
中性点不直接接地电网中，在正常情况下,三相对地电压都等于相电压。在发生一相接地后，接地相电压降低，非接地相电压升为线电压，三相电压仍然对称，系统可以继续短时运行。基于此，矿井、企业、船舶等广泛采用中性点不直接接地系统。但是升高的相电压很可能导致另一点发生接地故障，所以需要检测出来，并且为了便于检修，最好能够进行故障测距。
目前市面上生产的绝缘监测装置大多存在误判、漏判的情况，尤其在漏电流较小时判断不够及时或者不准。本发明提供一种性能优越、不受漏电流影响的既有绝缘监测又有故障测距功能的在线监测装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种性能优越、不受漏电流影响的既有绝缘监测又有故障测距功能的在线监测装置。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种低压交流电网在线监测装置通过导线接连到低压交流电网（非直接接地系统）中变压器出线的某一相上，同时从这一相上采集电压、电流。
进一步作为优选的实施方式，一种低压交流电网在线监测装置包括：低频电源、电阻分压模块、模数转换模块、JTAG仿真口、微控制器、触摸屏模块、485通信、SD卡、SDRAM、NAND FLASH、电源、晶振，其中所述低频电源与所述电阻回路相耦接；所述电阻回路还与模数转换模块及交流电网相耦接；所述模数转换模块还与微处理器相耦接；所述微处理器还与触摸屏模块、485通信、SD卡、SDRAM、NAND FLASH、电源、晶振相耦接。低频电源发出2.5HZ的交流电压，经电阻分压模块连接于交流电网的某一相中。同时，电阻分压模块通过大功率电阻分压获取交流电网电压、电流，然后低通滤波后至模数转换模块。模数转换模块对电流、电压数据进行模数转换，并送至微处理器中。微处理器根据收到的电压电流数据，经过一定的计算及逻辑判断，将监测到的绝缘电阻及测量到的故障点里在线监测装置的距离显示到触摸屏上。微处理器同时将相关数据经RS485模块送至上位机。
进一步作为优选的实施方式，微处理器将接收到的电流电压数据先进行数字低通滤波，然后按傅里叶算法计算出2.5HZ频率分量。然后按照公式（1）计算出绝缘电阻，按照公式（2）计算出故障相上接地点值在线监测装置的线路长度
                                                                                                               (1)
                                                                                                           (2)
为检测到的电压，为检测到的电流，R为监测到的绝缘电阻值，故障相上接地点值在线监测装置的线路长度， X1为线路流过2.5HZ交流电时单位长度电抗。
本发明的有益效果是：本发明采用附加低频电源法在线监测交流电网的绝缘电阻并计算出故障相上接地点值在线监测装置的线路长度。同其他类型在线绝缘监测装置相比，采用附加低频电源法，不受漏电流影响；采用大功率电阻串联的电阻分压模块不仅减低低频电源对交流电网的影响，也增加了装置测量的精确性；在不增加其他成本的前提下，增设了故障测距功能。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1是本发明一种交流电网的在线监测装置的系统连接图；
图2是本发明一种交流电网的在线监测装置的硬件框图。
具体实施方式
参照图1, 一种低压交流电网在线监测装置通过导线接连到低压交流电网（非直接接地系统）中变压器出线的某一相上，同时从这一相上采集电压、电流。
参照图2, 一种低压交流电网在线监测装置包括：低频电源、电阻分压模块、模数转换模块、JTAG仿真口、微控制器、触摸屏模块、485通信、SD卡、SDRAM、NAND FLASH、电源、晶振，其中所述低频电源与所述电阻回路相耦接；所述电阻回路还与模数转换模块及交流电网相耦接；所述模数转换模块还与微处理器相耦接；所述微处理器还与触摸屏模块、485通信、SD卡、SDRAM、NAND FLASH、电源、晶振相耦接。低频电源发出2.5HZ的交流电压，经电阻分压模块连接于交流电网的某一相中。电阻分压模块还有一个功能就是获取电压、电流先至低通滤波，然后至模数转换模块。模数转换模块对电流、电压数据进行模数转换，并将转换完成的数据送至微处理器中。微处理器根据收到的电压电流数据，经过一定的计算及逻辑判断，将监测到的绝缘电阻及测量到的故障点里在线监测装置的距离显示到触摸屏上。触摸屏模块采用JMDM-CON2038TP3.5寸触摸屏，不仅可以显示数据，还能接收触摸按键输入的数据。微处理器同时将相关数据经RS485模块送至上位机。JTAG仿真口用于烧录程序。
微处理器将接收到的电流电压数据先进行数字低通滤波，然后按照傅立叶算法算出2.5HZ频率分量。当发生单相接地故障时，非故障相由于没有接地点，所以没有形成回路，从而没有低频电流。即低频电流只流向故障相的接地点。检测到的电流电压符合公式(3)：
                                                                     (3)
为检测到的电压，为检测到的电流，RL为故障相上接地点值在线监测装置的线路上的电阻，XL为故障相上接地点值在线监测装置的线路上的电抗，Rd为故障点接地电阻，故障相上接地点值在线监测装置的线路长度，RL线路单位长度电阻，X1为线路流过2.5HZ交流电时单位长度电抗。由于绝缘监测的绝缘电阻阈值在兆欧姆级，远远大于Rd，所以绝缘电阻可以按公式(1)计算 ，故障相上接地点值在线监测装置的线路长度按公式(2)计算。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (2)

1.一种低压交流电网在线监测装置，其特征在于，包括：低频电源、电阻回路、模数转换模块、JTAG仿真口、微处理器、触摸屏模块、485通信、SD卡、SDRAM、NAND FLASH、电源、晶振，其中所述低频电源与所述电阻回路相耦接；所述电阻回路还与模数转换模块及交流电网相耦接；所述模数转换模块还与微处理器相耦接；所述微处理器还与触摸屏模块、485通信、SD卡、SDRAM、NAND FLASH、电源、晶振相耦接。
2.根据权利要求1所述一种低压交流电网在线监测装置的低频电源特征在于：采用2.5HZ的交流电压，经电阻回路连接于交流电网的某一相中；同时，电阻回路通过大功率电阻分压获取交流电网电压、电流。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112394258A (zh) * 2020-11-12 2021-02-23 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 一种基于NiosⅡ的配电电缆综合状态检测SoC系统及方法
CN114221382A (zh) * 2021-12-14 2022-03-22 阳光电源股份有限公司 一种发电系统及其交流绝缘检测方法

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