CN215219111U - 一种电压互感器多点接地的在线实时监测及告警装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电压互感器多点接地的在线实时监测及告警装置，包括：监控主机，屏幕，n个电流采集模块，开口式CT。本实用新型能实现实时监测各个电压互感器的N线末端以及N600的接地点电流变化情况，从而能快速判断电压互感器二次发生的多点接地故障并实现告警功能，同时实现故障信息的记录和显示。
Description
技术领域
本实用新型属于变电站电压互感器安全防灾领域，具体的说是一种电压互感器二次侧多点接地在线实时监测及告警装置。
背景技术
变电站电压互感器(PT)作用主要是测量线路的电压、电流等线路主要参数，用来进行保护、测量等用途。为保障人员和设备安全以及保证测量准确性，电压互感器(PT)二次侧必须有且只有一点可靠接地。如果电压互感器(PT)二次侧出现二点接地时，会导致中性点、相位错乱，导致测量误差，严重时会造成保护误动和拒动。由于线路老化、施工等原因，容易造成互感器二次回路发生多点接地故障，给系统的安全运行带来严重危害。
传统的人工监测方法是按照一定的原则，将电压互感器二次侧回路的各个支路进行分解，对每个小回路进行接线处理，再借助摇表对各个小回路进行接地测试。这种的方法需要在一次侧停电检测的时候进行，而且操作复杂，耗费大量人工，还存在容易损坏设备元件的隐患。
另一种方法是利用高精度的钳形电流表，通过人工的方式测量每个，对全站电压互感器接地点电流逐个测量，一般接地电流超过50mA，或者比较最近一次测量值上升20mA时，则判定为可能存在多点接地故障。此办法虽然可以在不停电时对电压互感器多点接地情况进行排查，但是判定方式不明确，判断准确性较低，而且也需要耗费大量人工。
实用新型内容
本实用新型是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种电压互感器多点接地的在线实时监测及告警装置，以期能实现实时监测各个电压互感器的N线末端以及N600的接地点电流变化情况，从而能快速判断电压互感器二次侧发生的多点接地故障并实现告警功能，同时实现故障信息的记录和显示。
本实用新型为达到上述实用新型目的，采用如下技术方案：
本实用新型一种电压互感器多点接地的在线实时监测及告警装置的特点是由监控主机、屏幕、n个电流采集模块和开口式CT组成；
每个电流采集模块分别连接m个开口式CT，其中，一个开口式CT用于采集一个N600一点接地回路的电流数据，其余的开口式CT用于采集电压互感器的N线末端回路的电流数据；m属于[1,8]；
所述监控主机根据所述电流数据的变化情况来判断是否发生多点接地故障，若发生，则生成故障信息并存储在内部存储器中；
所述监控主机包含四个接口，分别为：屏幕通讯接口、12V电源接口、485通讯接口、24V电源接口；
所述监控主机通过所述12V电源接口和屏幕通讯接口分别与所述屏幕连接，其中，12V电源接口用于为所述屏幕提供工作电源，所述屏幕通讯接口用于传输所述屏幕和监控主机之间的通讯数据，包括电流数据和故障信息；
所述监控主机通过所述24V电源接口和485通讯接口分别与所述电流采集模块连接，其中，所述24V电源接口用于为所述电流采集模块提供工作电源，所述485通讯接口用于传输所述电流采集模块和监控主机之间的电流数据。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
1、本实用新型设计了电压互感器多点接地在线实时监测及告警装置，实现了电压互感器多点接地故障实时监测并自动判断及告警，解决了传统电压互感器接地故障排查方法的时效性差、不能及时反应电压互感器接地故障情况的缺点。
2、本实用新型研究了两种判断电压互感器多点接地故障的原理，并采用了高精度的开口式CT，使得故障判断准确率达到100％，提高了监测效率，提高了系统的安全性。
3、本实用新型在线式的监测装置可以实时监测电压互感器接地故障，自带告警和节点输出，可以智能化管理，节约了大量人工和经费。
4、本实用新型装置内置大容量储存器，能够储存2000条异常记录，对电流异常情况进行存储管理，方便分析各组电压互感器电流便变化趋势，预测电压互感器的老化和损坏。
附图说明
图1为本实用新型特征电流法的示意图；
图2为本实用新型不平衡电流法的示意图；
图3为本实用新型电压互感器多点接地在线监测装置的拓扑图；
图4为本实用新型霍尔电流传感器开口式CT的工作原理图。
具体实施方式
本实施例中，为了实时监测电压互感器二次侧的接地情况，设计一种电压互感器多点接地的在线实时监测及告警装置，以实现实时监测各个电压互感器的N线末端以及N600的接地点电流变化情况，从而判断电压互感器二次发生多点接地故障并告警的功能，并选出故障电压互感器的组别，具体的说，如图3所示，该装置是由监控主机、屏幕、n个电流采集模块和开口式CT组成；
由于变电站地网并非理想的等电位面，在地网的不同地点存在不同电位，因此在不同的接地点之间存在一个点位差。如图1所示，当电压互感器二次侧发生多点接地故障时，两个接地点之间就存在电位差Vs，而且两点之间通过大地和N线构成回路，从而形成特征电流Is，在故障回路上产生电流突变的点，就是故障接地的位置。
因此，如图1所示，在接地N600接地点以及每组电压互感器的N线末端安装高精度的开口式CT，如图2所示，在N线及A、B、C三相各钳入一个高精度的开口式CT，每个电流采集模块最多可以连接8个开口式CT；其中，一个开口式CT用于采集一个N600一点接地回路的电流数据，其余的开口式CT用于采集电压互感器的N线末端回路的电流数据和三相不平衡电流；如图4所示：开口式CT的工作原理是霍尔互感器原理，其原理是通过使开口式CT的磁心达到磁平衡时二次线圈电流来反应一次侧电流也就是被测电流。当被测电流Ia流过导体使产生初级磁场，使霍尔元件产生霍尔电势Uh，霍尔电势Uh控制运算放大器产生次级线圈的补偿电流Ib，在导体材料产生次级磁场，当初级磁场与次级磁场达到平衡时，Ib就可以精确反映被测电流Ia。
霍尔原理的开口式CT具有响应速度快(小于等于0.1μs)，测量精度高等特点，完全能够满足变化电流的测量。
开口式CT的磁心设计了开口式，磁心可以打开，并通过螺丝后连接，这样的设计CT安装方便，且不需要停电施工。
监控主机是整个装置的控制和数据处理中心，负责电流采集模块和屏幕的供电，收集模块上传的数据、储存和显示，以及告警和节点输出。
监控主机与电流采集模块之间的通讯采用RS485通讯协议；装置开机时先自检是否存在通讯故障，当装置存在通讯故障时，进行通讯故障告警。若不存在通讯故障，则开始采集电流数据，
监控主机根据电流数据的变化情况分析各个开口式CT(如图1的CT2、CT3、CT4)是否大于等于设定的阈值，来判断是否发生多点接地故障，如图1所示，当CT1检测到电流突变，同时N线末端同时也检测到一个突变电流，则监测主机将两个电流值进行处理，得出两个电流的变化值在时间和大小具有一致性，并判断为产生突变电流的N线所在的组别电压互感器产生了多点接地故障，生成异常事件记录后存储在内部存储器中并告警。
监控主机内置高性能32位CPU芯片和大容量内部存储器，具有出色的数据处理能力，能够保存2000条数据记录。
监控主机还可以对N线的对地电流及A、B、C的负荷电流进行实时监测，计算剩余电流判断多点接地故障，跟踪剩余电流查找故障位置。如图2所示，当A、B、C三相不平衡时，CT5、CT6、CT7测量到的电流的矢量和，就是对应的N线上产生不平衡电流，当CT1监测到电流漏电流Is，且CT2监测到的不平衡电流不等于CT4、CT5、CT6测量到的电流适量和时，则判定为该组电压互感器存在多点接地故障，生成故障信息并存储在内部存储器中；此方法可以有效地去除系统不平衡电流的干扰，实现互感器多点接地的准确判断。
由此可知，特征电流法和不平衡电流法原理上相似，都是由N600接地点和N线末端产生突变电流判断接地故障。
监控主机包含四个接口，分别为：屏幕通讯接口、12V电源接口、485通讯接口、24V电源接口；
监控主机通过12V电源接口和屏幕通讯接口与屏幕连接，其中，12V电源接口用于为屏幕提供工作电源，屏幕通讯接口用于传输屏幕和监控主机之间的通讯数据，包括电流数据和故障信息；
屏幕采用7寸彩色触摸液晶屏，屏幕能够通过触摸屏幕查看各个通道电流信息、历史记录等信息，还可以在屏幕修改参数，如站点名称、时间、通道数量、通道地址和告警阈值等。屏幕采用外接方式连接主机，方便安装和固定。
监控主机通过24V电源接口和485通讯接口分别与电流采集模块连接，其中，24V电源接口用于为电流采集模块提供工作电源，485通讯接口用于传输电流采集模块和监控主机之间的电流数据。
综上所述，本装置能够实时测量多个电压互感器的二次侧相线或零线电流，通过电流大小和变化情况判断是否存在电压互感器多点接地故障，并且选出存在多点接地故障的电压互感器组别，对故障进行告警，对故障信息在屏幕上进行显示。
Claims (1)
1.一种电压互感器多点接地的在线实时监测及告警装置，其特征是由监控主机、屏幕、n个电流采集模块和开口式CT组成；
每个电流采集模块分别连接m个开口式CT，其中，一个开口式CT用于采集一个N600一点接地回路的电流数据，其余的开口式CT用于采集电压互感器的N线末端回路的电流数据；m属于[1,8]；
所述监控主机根据所述电流数据的变化情况来判断是否发生多点接地故障，若发生，则生成故障信息并存储在内部存储器中；
所述监控主机包含四个接口，分别为：屏幕通讯接口、12V电源接口、485通讯接口、24V电源接口；
所述监控主机通过所述12V电源接口和屏幕通讯接口分别与所述屏幕连接，其中，12V电源接口用于为所述屏幕提供工作电源，所述屏幕通讯接口用于传输所述屏幕和监控主机之间的通讯数据，包括电流数据和故障信息；
所述监控主机通过所述24V电源接口和485通讯接口分别与所述电流采集模块连接，其中，所述24V电源接口用于为所述电流采集模块提供工作电源，所述485通讯接口用于传输所述电流采集模块和监控主机之间的电流数据。
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| CN202121623083.1U CN215219111U (zh) | 2021-07-16 | 2021-07-16 | 一种电压互感器多点接地的在线实时监测及告警装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN (1) | CN215219111U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116455933A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-07-18 | 国网重庆市电力公司超高压分公司 | 一种二次交流回路多点接地监测系统 |
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2021
- 2021-07-16 CN CN202121623083.1U patent/CN215219111U/zh active Active
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| CN116455933A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-07-18 | 国网重庆市电力公司超高压分公司 | 一种二次交流回路多点接地监测系统 |
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