CN214473775U - 一种ct二次电流短封装置及电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种CT二次电流短封装置及电路，该电流短封装置包括壳体，壳盖，变阻器，电流数显屏，微处理器，电流互感器，插头，电源，开关；其中微处理器上连接有电流数显屏形成主机模块；其特征在于：在壳体内设置有主机模块、电源、电流互感器，具体的在壳体或壳盖上加工有与电流数显屏适配的开口，电流数显屏安装在开口上并通过螺栓固定在壳体或壳盖上；在壳体的壁上或壳盖上设置有插头、开关；壳盖加盖在壳体上；该装置简化了电流回路排查与巡视流程，减少单间隔电流二次回路可靠短封的工作耗时，使得单间隔电流回路可靠短封时间由40min缩短至10min左右。

Description

一种CT二次电流短封装置及电路

技术领域

本实用新型涉及电路检测设备领域，具体涉及一种CT二次电流短封装置及电路。

背景技术

变电站由一次设备与二次设备组成，两者之间通过众多的二次电缆在端子箱进行汇集、分配紧密联系在一起。随着电网运行可靠性要求的不断提高，在一次设备不停电的情况下，进行二次设备的技术改造和检修工作愈加繁重。

在不停电情况下，将需要更换的装置安全退出运行是一项重要工作。由于CT（CT：指电流互感器，是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流，用于二次设备测量使用的仪器）一次在运行时，CT二次回路（二次回路：指测量回路、继电保护回路、信号回路、操作电源回路等，对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路）严禁开路，需将二次装置的前一级，通常在室外端子箱，进行ABCN端子进行短连接，并且划开连接片，才能将待检修、技改的二次装置从回路中隔离出来。

二次设备的技改与检修工作时限以批准的检修期为准，通常是时间短任务重。短封是继电保护班组作业人员在技改与检修工作中的关键环节，现有短封方式严重消耗作业时间和劳动力，甚至导致延时送电。

传统短封工作的两个步骤中是比较耗费时间的；第一是电流回路排查：从众多长距离电缆中依据标示，准确排查到对应电缆，正确短封回路；需排查的回路数量众多。以典型的220kV母线保护为例，该保护装置共有10组电流回路，代表220kV的10个间隔；单间隔有7组电流回路——若要退出母线保护装置，需从70组电流回路中，根据清晰的电缆标示来准确找到10组回路进行短封；另外接线标示不规范，增加排查难度。老旧变电站中存在接线标识不规范、不清甚至无标示；随着时间推移，环境风化和人为因素导致的标示不清晰问题会长期存在。第二是正确短封后，需要作业人员重复性巡视、检查端子的短接情况是否良好；现有的回路短封工作，虽然保证了供电可靠性，但严重影响工作效率，威胁人身、电网、设备安全。

对于人身安全来讲，传统回路排查过程中，工作人员的肢体会频繁接触箱体内的接线，易造成接线开路和误碰事故发生，前期需做大量安全措施，费时费力；并且在电流短接时，易产生弧光放电伤人的安全事故；

对于电网安全来讲，错误短封，将导致保护跳闸造成电网安全事故、计量电量的经济损失、测量回路的数据误导运行人员。

对于设备安全来讲：若出现端子松动、封接不牢固、外力误碰等引起电流回路开路，会造成过电压导致保护误动、CT异常运行，甚至当开路发现与处理不及时，将造成设备烧毁甚至扩大至相邻间隔，引发电网事故及人员伤亡，严重违反安全生产要求。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种CT二次电流短封装置及电路，该装置简化了电流回路排查与巡视流程，减少单间隔电流二次回路可靠短封的工作耗时，使得单间隔电流回路可靠短封时间由40min缩短至10min左右。

第一方面，本申请提供了一种CT二次电流短封装置及电路，该电流短封装置包括壳体，壳盖，变阻器，电流数显屏，微处理器，无线通信模块，电流互感器，插头，电源，开关；其中微处理器上连接有无线通讯模块和电流数显屏形成主机模块；在壳体内设置有主机模块、电源、电流互感器，具体的在壳体或壳盖上加工有与电流数显屏适配的开口，电流数显屏安装在开口上并通过螺栓固定在壳体或壳盖上；在壳体的壁上或壳盖上设置有插头、开关；壳盖加盖在壳体上；变阻器安装在壳盖或壳体上，由于变阻器在实施时，变阻器使用频率比较高，因此将变阻器设置在正面或右侧面较佳。

本申请具体的技术方案中，插头包括常规电流插头、香蕉电流插头和短连片等，本申请中选用香蕉电流插头。其操作便捷，能够适应变电站内所有类型电流端子。

本申请中的插头即可固定在壳体或壳盖上，也可以通过导线处连接至壳体外；若采用固定在壳体或壳盖上的形式，在使用时，需要外接（具有相同插头）导线使用，不使用时可以将导线拔掉，该种情况下导线属于快拆式的；另一种是直接将导线连接到壳体外，导线无法快拆。

本申请具体的技术方案中，变阻器共有滑线变阻器、圆盘可调变阻器和微调变阻器三种型号可选，本申请中采用圆盘可调变阻器。而滑线变阻器元件笨重，阻值变化控制平滑性差；微调变阻器转动行程小，阻值变化较难控制，因此选择圆盘可调变阻器，其转动灵活，可平滑改变阻值。

在本申请的技术方案中，电流数显屏共有多功能电力仪表、指针式电流表和OLED液晶屏三种可选，本申请中采用OLED液晶屏或多功能电力仪表。而指针式电流表是直接串入回路读取数值，数值精度差，其余两种各有优缺，可以结合其他功能再做选择。

在本申请的技术方案中，微处理器共有PLC和单片机可供选择，本申请中采用单片机。其性价比和便携性更优。

在本申请的技术方案中，无线通讯模块共有WiFi模块、蓝牙模块和红外三种方式可选，本申请中选用蓝牙模块。因无线传输性能全面，但价格高，且需要借助固定环境下的服务器与路由器工作，不同环境下需要频繁变更通信协议，不太实用；红外模块性能差，（传输距离与方式上）满意满使用要求；只有蓝牙模块传输性能可以满足小范围工作，且接收端为移动客户端，应用场景灵活；综合考虑到传输内容主要为告警提示的简单数字量，蓝牙的传输能力可满足，因此选定蓝牙传输方式。

第二方面，本申请提供了一种CT二次电流短封电路，该电路包括：

微处理器，微处理器上连接有电流数显屏、无线通信模块和电流互感器，其中电流互感器具有三组；

变阻器，变阻器分为三组，三组变阻器的其中一个接线端依次串联，并接有第一路插头，记作N；变阻器的另一个接线端分别与电流互感器连接，并分别连接有第二路插头、第三路插头、第四路插头，分别记作A、B、C；

电源，电源连接在微处理器的电机端，且在电源所在的电路上连接有开关。

本实用新型的有益效果在于以下：该装置的使用大大降低了技改工期和人员劳动强度，减少时间成本和停电时间，增加电网效益，同时也避免了传统传统巡视频次高、距离远的劣势，提高了作业效率。

此外，新装置的使用避免了因短封回路引起的人身、电网、设备的安全问题。

人身：传统排查方法存在肢体误动带电部分的风险，该装置仅在端子排操作，发生误碰风险为零；摒除传统直接封接电流产生弧光放电伤人现象，经电阻短接不产生放电，大大提高作业安全性、便捷性。

电网：短封操作正确率提高至100%，保证了系统稳定可靠运行，为电网增加售电量提供了保障。

设备：开路现象可被及时通知，能尽早遏制设备损坏的风险。

附图说明

图1为本实用新型的装置整体结构示意图。

图2为本实用新型的爆炸结构示意图。

图3为本实用新型的电路连接示意图。

图中，壳体1，壳盖2，变阻器3，主机模块4，电流互感器5，插头6（分别为A、B、C、N），电源7，开关8。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

本申请的实施例提供的CT二次电流短封装置，是针对变电站中的二次设备进行更换，更换要求是在不停电情况下，将需要更换的装置安全退出运行，由于CT一次在运行时，CT二次回路严禁开路，需将二次装置的前一级，通常在室外端子箱，进行ABCN短连接并且划开连接片，才能将待检修、技改的二次装置从回路中隔离出来。二次设备的技改与检修工作时限以批准的检修期为准，通常是时间短任务重。短封是继电保护班组作业人员在技改与检修工作中的关键环节，现有短封方式严重消耗作业时间和劳动力，甚至导致延时送电。为了解决上述问题，本申请提供了一种CT二次电流短封装置及电路。

为了清楚的理解本申请技术方案，下面将结合具体实施例和附图对本申请提供的“装置”进行详细说明。

以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，在本申请以下各实施例中，“至少一个”、“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

图1和图2为本申请的装置结构示意图，其展示装置内部的电子元件及连接部件，本申请的结构包括壳体1，壳盖2，变阻器3，电流数显屏，微处理器，无线通信模块，电流互感器5，插头6，电源7，开关8；其中微处理器（的相应接线端子）上连接有无线通讯模块和电流数显屏形成主机模块4；在壳体1内安装有主机模块4、电源7、电流互感器5（型号为南京向上电子OPCT5V/0.333V），具体的在壳盖2上（壳盖2位于壳体1的顶部）加工有与电流数显屏适配的开口，电流数显屏安装在开口上并通过螺栓固定在壳体1或壳盖2上，电源7通过粘胶或螺栓固定在壳体1的底部，电流互感器5通过粘胶粘接在壳体1上；在壳体1的前端设有插头6，插头分别设有四组，分别为A、B、C、N四个接线端，在壳体1的侧面或在顶盖上设有开关8；变阻器3安装在壳盖2上，由于变阻器3在实施时，变阻器3使用频率比较高，因此将变阻器3设置在正面或右侧面较佳。

在一些实施例中、上述提到的插头6包括常规电流插头6、香蕉电流插头6和短连片等，本申请中选用香蕉电流插头6；原因是插头6与插孔的紧密程度决定了导电性能，紧密程度越差，导电性越差，端子越容易发热损坏，影响安全运行。电流短封严禁开路，对牢固性有极高的要求，要能够防止误碰引起脱落，因此，经对购三种类型的插头6进行紧密性与牢固性试验后（既测试电流插头6在接入相同电流端子的接触电阻以及标准速度（25mm/min）下的拔力），根据实验结果，香蕉电流插头6的拔力更大一些，平均为86N。而且香蕉电流插头6其操作便捷，能够适应变电站内所有类型电流端子。

此外，在实施本申请时，前述所提到的插头6即可固定在壳体1或壳盖2上，也可以通过导线处连接至壳体1外；若采用固定在壳体1或壳盖2上的形式，在使用时，需要外接（具有相同插头6）导线使用，不使用时可以将导线拔掉，该种情况下导线属于快拆式的；另一种是直接将导线连接到壳体1外，导线无法快拆，上述两种方式均可。

对于香蕉电流插头6：其一端是插入端，另一端是插孔端，在电器插头6中属常见插头6类型，其可与同类型的香蕉电流插头6进行任意数量的对接。

在一些实施例中、上述提到的变阻器3共有滑线变阻器3、圆盘可调变阻器3和微调变阻器3三种型号可供选择，本申请中采用三个30Ω圆盘可调变阻器3，在实施时应当分别对三个圆盘可调变阻器3的阻值进行零值与极限值的阻值测量，计算阻值偏差；测试阻值调节的精度，要求阻值误差不超过1％、阻值的调节精度高于2%。

在一些实施例中，电流数显屏共有多功能电力仪表、指针式电流表和OLED液晶屏三种可选，本申请中采用一块2.8寸的OLED液晶屏（适用于STM32型单片机的9个IO驱动的显示屏）。

在本申请的技术方案中，微处理器共有PLC和单片机可供选择，由于单片机性价比和便携性更优，因此选用单片机（PCB单面板），具体为C51单片机，在实施时，利用印制电路板（PCB）设计回路，设置开路下限告警值为0.06A（即“CT断线告警”值取最高），设置各相开路时液晶屏显示“OPEN！”。

在一些实施例中，上述中的无线通讯模块在本申请中选用蓝牙模块（蓝牙4.0），选择蓝牙模块的参数为：传输速率为24Mbps，工作频率为2.4GHz，信号强度为-80db ～ -100db，传输距离为100m之内。

对上述具体电器件设置好后，需要对其进行电路连接，具体接线方式如下：

微处理器，微处理器上连接有电流数显屏、无线通信模块和电流互感器5，其中电流互感器5具有三组；

变阻器3，变阻器3分为三组，三组变阻器3的其中一个接线端依次串联，并接有第一路插头6，记作N；变阻器3的另一个接线端分别与电流互感器5连接，并分别连接有第二路插头6、第三路插头6、第四路插头6，分别记作A、B、C；

电源7，电源7连接在微处理器的电机端，且在电源7所在的电路上连接有开关8（具体可参考图3所示）。

在完成接线后，先进行模拟电流回路排查，查看上述装置是否能够正常运行，具体如下：

将端子箱内相同颜色二次电流线标号管、走向牌拆除，以创造难以校线的工作场景；

然后将相线A和N分别插入端子箱内端子排上保护级电流回路的A相与N相，由大到小缓慢改变变阻器3阻值，增加短接线A相回路分流，由另一人观察保护装置电流幅值，当能够准确判断出该回路有可辨别的“细微”下降后停止A相回路操作；

测试各设备异常告警率：为实现现场各种负荷电流情况下，均可变流排查回路，对装置电流从5A至0.1A选取不同数值进行模拟，经过10次试验，在变阻分流直至明确排查出回路后，统计各设备异常告警（具体如表1所示），

通过测试结果可以看出：电流短接通过变化阻值能够引起电流可辨别的小幅值变化，且不影响各类二次装置正常运行。因此用变阻器3查找回路，整个操作过程安全，装置异常率为0%，阻值选择合理，目标实现。

本申请装置的使用大大降低了技改工期和人员劳动强度，减少时间成本和停电时间，增加电网效益，同时也避免了传统传统巡视频次高、距离远的劣势，提高了作业效率。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种CT二次电流短封装置，该电流短封装置包括壳体，壳盖，变阻器，电流数显屏，微处理器，电流互感器，插头，电源，开关；其中微处理器上连接有电流数显屏形成主机模块；其特征在于：在壳体内设置有主机模块、电源、电流互感器，具体的在壳体或壳盖上加工有与电流数显屏适配的开口，电流数显屏安装在开口上并通过螺栓固定在壳体或壳盖上；在壳体的壁上或壳盖上设置有插头、开关；壳盖加盖在壳体上。

2.根据权利要求1所述的CT二次电流短封装置，其特征在于：插头为香蕉电流插头。

3.根据权利要求1所述的CT二次电流短封装置，其特征在于：变阻器为圆盘可调变阻器。

4.根据权利要求1所述的CT二次电流短封装置，其特征在于：电流数显屏为OLED液晶屏或多功能电力仪表。

5.根据权利要求1所述的CT二次电流短封装置，其特征在于：所述微处理器为PLC或单片机。

6.根据权利要求1所述的CT二次电流短封装置，其特征在于：在微处理器上还设有无线通讯模块。

7.根据权利要求6所述的CT二次电流短封装置，其特征在于：所述无线通讯模块为WiFi模块、蓝牙模块或红外中的任意一种。

8.一种CT二次电流短封电路，其特征在于：

微处理器，微处理器上连接有电流数显屏、无线通信模块和电流互感器，其中电流互感器具有三组；

变阻器，变阻器分为三组，三组变阻器的其中一个接线端依次串联，并接有第一路插头，记作N；变阻器的另一个接线端分别与电流互感器连接，并分别连接有第二路插头、第三路插头、第四路插头，分别记作A、B、C；

电源，电源连接在微处理器的电机端，且在电源所在的电路上连接有开关。

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