CN208297657U - 一种10kV配电网故障检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种10kV配电网故障检测装置，包括电流互感器、电压互感器、信号放大模块、接地故障检测器、带通滤波器、采样保持器、A/D转换器、核心处理器ARM、报警模块、计时模块、GPRS模块、显示模块和配电网监测中心。本实用新型的电流互感器和电压互感器共同连接信号放大模块，分别放大电流和电压信号，便于信号检测，带通滤波可以滤掉工频和各种高次谐波信号，除去谐波的干扰，和它连接的采样保持器负责对信号进行采样、保持，与采样保持器连接的是A/D转换器，负责将模拟信号转换为数字信号，核心处理器ARM能减少耗电，并对各个模块进行控制与协调，与核心处理器ARM连接的显示模块能够显示发生故障时显示故障类型。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种故障检测装置，具体为一种10kV配电网故障检测装置，属于配电网技术领域。
背景技术
随着科学技术的快速发展，人们对供电可靠性的要求越来越高，当配电网发生故障时会严重影响对负荷的正常供电，那么对于故障的检测对于实现配电自动化来说尤为重要，能够提高供电的持续性和可靠性,是小电流接地系统的突出优点。到目前为止，大量的科技工作者进行了反复的探索与研究，总结出多种方法和措施，对于小电流接地系统的故障线路进行判断和检测，也研发出了很多装置，但在实际应用中效果并不理想。
目前故障检测方法可靠性不高，电力部门在检测故障线路时只能被迫使用人工拉闸的办法，使得非故障线路也被迫中断供电，同时使得某些比较敏感的设备不能正常工作，一定程度上影响了用户的经济效益，甚至会对社会造成不良影响，因此，研究小电流接地故障准确的判断和检测方法，开发具有良好实用性的检测装置，成为电力部门工作人员的首要任务。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种10kV配电网故障检测装置，操作方便，检测准确。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的，一种kV配电网故障检测装置，包括计时电流互感器和电压互感器共同连接的信号放大模块，且所述信号放大模块连接带通滤波器；接地故障检测器连接所述带通滤波器，且所述带通滤波器连接采样保持器；所述采样保持器连接A/D转换器，所述A/D 转换器连接核心处理器ARM；报警模块连接所述核心处理器ARM，计时模块连接所述核心处理器ARM；所述核心处理器ARM连接GPRS模块，且所述GPRS模块连接配电网监控中心；所述核心处理器ARM连接显示模块。
优选的，为了能够将电流信号匹配放大，所述电流互感器为一种零序CT 的电流互感器。
优选的，为了能够将电压信号匹配放大，所述电压互感器为一种零序PT 的电压互感器。
优选的，为了滤掉工频和各种高次谐波信号，除去谐波的干扰，所述带通滤波器为一种三片MAX263的带通滤波器。
优选的，为了将模拟信号转换为数字信号，所述A/D转换器为一种16位高速6通道ADD73360，44脚TQFP的A/D转换器。
优选的，为了减少耗电，对各个模块进行控制与协调，所述核心处理器 ARM为一种STM32F407的核心处理器ARM。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的电流互感器和电压互感器共同连接信号放大模块，分别放大电流和电压信号，便于信号检测，带通滤波可以滤掉工频和各种高次谐波信号，除去谐波的干扰，和它连接的采样保持器负责对信号进行采样、保持，与采样保持器连接的是A/D转换器，负责将模拟信号转换为数字信号，核心处理器ARM能减少耗电，并对各个模块进行控制与协调，与核心处理器ARM连接的GPRS模块负责实现核心处理器ARM与配电网监测中心之间的通信，GPRS传输速度快，且接入时间短，与核心处理器ARM连接的显示模块主要负责显示配电网中的零序电流和零序电压的有效值，正常情况下照常显示，发生故障时显示故障类型。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的带通滤波器结构示意图；
图3为本实用新型的采样保持电路图；
图4为本实用新型的GPRS串口通讯方式示意图。
图中：1、电流互感器，2、电压互感器，3、信号放大模块，4、接地故障检测器，5、带通滤波器，6、采样保持器，7、A/D转换器，8、核心处理器 ARM，9、报警模块，10、计时模块，11、GPRS模块，12、显示模块，13、配电网监控中心。
具体实施方式
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。
请参阅图1-4所示，一种10kV配电网故障检测装置，包括计时电流互感器1和电压互感器2共同连接的信号放大模块3，且所述信号放大模3块连接带通滤波器5；接地故障检测器4连接所述带通滤波器5，且所述带通滤波器 5连接采样保持器6；所述采样保持器6连接A/D转换器7，所述A/D转换器 7连接核心处理器ARM8；报警模块9连接所述核心处理器ARM8，计时模块10 连接所述核心处理器ARM8；所述核心处理器ARM8连接GPRS模块11，且所述 GPRS模块11连接配电网监控中心13；所述核心处理器ARM13连接显示模块 12。
作为本实用新型的一种技术优化方案，所述电流互感器1为一种零序CT 的电流互感器。
作为本实用新型的一种技术优化方案，所述电压互感器2为为一种零序 PT的电压互感器。
作为本实用新型的一种技术优化方案，所述带通滤波器5为一种三片 MAX263的带通滤波器。
作为本实用新型的一种技术优化方案，所述A/D转换器7为为一种16位高速6通道ADD73360，44脚TQFP的A/D转换器。
作为本实用新型的一种技术优化方案，所述核心处理器ARM8为一种 STM32F407的核心处理器ARM。
本实用新型在使用时，首先将电流互感器1和电压互感器2共同连接在信号放大模块3上，电流互感器和1电压互感器2主要采集电流信号和电压信号，主要包括线路的三相电流和三相电压，零序电流和零序电压，信号放大模块3中含有运算放大电路，负责将信号进行匹配放大，接地故障检测器4、电流互感器1和电压互感器2一同连接带通滤波器5，通过BPCIK引脚设置时钟频率，反馈电阻处并联滤波电容C107、C109使用带通滤波功能，除去时钟产生的阶梯噪声，并滤掉工频以及各种高次谐波信号。
与带通滤波器5连接的采样保持器6将不含谐波的模拟信号再次放大，并且保持交流信号的瞬时值，直到下一个交流信号的传入，其中当Ks处于高电平时，电路处于采样阶段，运放同相端接电阻产生分压V2，反相端接采样开关MS与电阻R产生的分压V1，自举电容的令一端接采样开关栅极，形成负反馈，通过运放调节栅极电压；当Kp为高电平时，电路处于保持阶段，运放同相端接共模电平，反向端以及输出端接采样电容Cs的两端，实现保持功能。 A/D转换器7将模拟信号转化为数字信号，核心处理器ARM8体积小，功耗低，低成本，是比DSP性能更优越的处理器，报警模块9与核心处理器ARM8连接，发生故障时进行报警操作，引起工作人员注意，计时模块10与核心处理器ARM8 连接，故障发生时开始计时，知道故障诊断结束，显示模块12主要负责显示三相线路的电流电压以及零序电流电压，发生故障时显示三相电流有效值和零序电流有效值，同时显示故障类型。
GPRS模块11与核心处理器ARM8连接，实现ARM与配电网监测中心13的通信，其工作频段为EGSM900MHz和DCS1800MHz，在数据量不大的情况下使用三线通信方式，RXD与TXD之间通过电平转换实现信号连接，与GPRS模块11 连接的配电网监控中心13接收到信息后，把同一时刻的线路测量的零序电流相位与变电站提取到的零序电流的相位进行比较，得出故障线路所在的区段并显示。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种10kV配电网故障检测装置，包括电流互感器(1)和电压互感器(2)共同连接的信号放大模块(3)，其特征在于；所述信号放大模块(3)块连接带通滤波器(5)；接地故障检测器(4)连接所述带通滤波器(5)，且所述带通滤波器(5)连接采样保持器(6)；所述采样保持器(6)连接A/D转换器(7)，所述A/D转换器(7)连接核心处理器ARM(8)；报警模块(9)连接所述核心处理器ARM(8)，计时模块(10)连接所述核心处理器ARM(8)；所述核心处理器ARM(8)连接GPRS模块(11)，且所述GPRS模块(11)连接配电网监控中心(13)；所述核心处理器ARM(8)连接显示模块(12)。
2.根据权利要求1所述的一种10kV配电网故障检测装置，其特征在于：所述电流互感器(1)为一种零序CT的电流互感器。
3.根据权利要求1所述的一种10kV配电网故障检测装置，其特征在于：所述电压互感器(2)为一种零序PT的电压互感器。
4.根据权利要求1所述的一种10kV配电网故障检测装置，其特征在于：所述带通滤波器(5)为一种三片MAX263的带通滤波器。
5.根据权利要求1所述的一种10kV配电网故障检测装置，其特征在于：所述A/D转换器(7)为一种16位高速6通道ADD73360，44脚TQFP的A/D转换器。
6.根据权利要求1所述的一种10kV配电网故障检测装置，其特征在于：所述核心处理器ARM(8)为一种STM32F407的核心处理器ARM。
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