CN216526232U - 一种互感器二次侧多点接地故障监测装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例中公开的一种互感器二次侧多点接地故障监测装置，包括微处理器模块、显示模块、电源模块、第一采集模块和第二采集模块，能够及时发现互感器二次侧多点接地故障，提高了时效性；装置操作简单，无需大量人工操作；能够查找故障接地点，有利于降低排查难度。本实用新型可广泛应用于电力系统技术领域内。

Description

一种互感器二次侧多点接地故障监测装置

技术领域

本实用新型涉及电力系统技术领域，尤其是一种互感器二次侧多点接地故障监测装置。

背景技术

在电力系统中，互感器是变电站用来测量、保护高压电网的设备，是以一定比例将高压电压或电流转化为低压电压或电流，用于实现高压侧的监视和保护。由于变电站的电网并非理想的等电位面，如果互感器二次侧出现两点或两点以上的接地点，则两个接地点之间就会形成电位差，影响互感器的测量效果，产生保护误动和拒动等事故。相关技术中，通常每半年进行一次互感器二次侧多点接地故障排查工作，使用钳形电流表检查互感器二次侧接地点处电流。因此存在时效差，不能实时反应互感器二次侧多点接地故障；而且操作复杂，需要大量的人力，增加排查的难度。综上，相关技术存在的问题亟需得到解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少一定程度上解决相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型实施例的一个目的在于提供一种互感器二次侧多点接地故障监测装置，本装置能够及时发现互感器二次侧多点接地故障，提高了时效性；能够查找故障接地点，有利于降低排查难度。

为了达到上述技术目的，本实用新型实施例所采取的技术方案包括：

本实用新型实施例提供了一种互感器二次侧多点接地故障监测装置，包括：微处理器模块、显示模块、电源模块、第一采集模块和第二采集模块；其中，所述显示模块与所述微处理器模块相连，所述微处理器模块与所述第一采集模块相连，所述微处理器模块与所述第二采集模块相连；所述电源模块为所述显示模块、所述微处理器模块、所述第一采集模块和所述第二采集模块供电；所述第一采集模块包括第一电流检测装置和第二电流检测装置，所述微处理器模块与所述第一电流检测装置相连，所述微处理器模块与所述第二电流检测装置相连；所述第一电流检测装置用于检测第一接地点处的电流；所述第二电流检测装置用于检测第一互感器二次侧N线上靠近所述第一接地点处的电流；所述第二采集模块包括第三电流检测装置和第四电流检测装置，所述微处理器模块与所述第三电流检测装置相连，所述微处理器模块与所述第四电流检测装置相连；所述第三电流检测装置用于检测第二接地点处的电流；所述第四电流检测装置用于检测第二互感器二次侧N线上靠近所述第二接地点处的电流。

另外，根据本实用新型上述实施例的一种互感器二次侧多点接地故障监测装置，还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，所述第一电流检测装置包括电流传感器，所述第二电流检测装置包括电流传感器，所述第三电流检测装置包括电流传感器，所述第四电流检测装置包括电流传感器。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，所述装置还包括：存储模块，所述存储模块与所述微处理器模块相连，所述存储模块用于记录所述第一电流检测装置、所述第二电流检测装置、所述第三电流检测装置和所述第四电流检测装置所检测的电流。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，所述第一采集模块包括第一转换单元和第二转换单元；所述微处理器模块通过所述第一转换单元与所述第一电流检测装置相连，所述微处理器模块通过所述第二转换单元与所述第二电流检测装置相连。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，所述第二采集模块包括第三转换单元和第四转换单元；所述微处理器模块通过所述第三转换单元与所述第三电流检测装置相连，所述微处理器模块通过所述第四转换单元与所述第四电流检测装置相连。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，所述第一转换单元和所述第二转换单元均包括运算放大单元和模数转换单元。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，该装置还包括：语音模块；所述语音模块与所述微处理器模块相连。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，所述语音模块包括蜂鸣器或喇叭。

本实用新型的优点和有益效果将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到：

本申请实施例中提出的一种互感器二次侧多点接地故障监测装置，包括微处理器模块、显示模块、电源模块、第一采集模块和第二采集模块，能够及时发现互感器二次侧多点接地故障，提高了时效性；装置操作简单，无需大量人工操作；能够查找故障接地点，有利于降低排查难度。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种互感器二次侧多点接地故障监测装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种实施例中第一采集模块和第二采集模块结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种实施例中电流检测装置位置示意图；

图4为本实用新型提供的一种实施例中故障检测原理图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在电力系统中，互感器是变电站用来测量、保护高压电网的设备，是以一定比例将高压电压或电流转化为低压电压或电流，用于实现高压侧的监视和保护。由于变电站的电网并非理想的等电位面，如果互感器二次侧出现两点或两点以上的接地点，则两个接地点之间就会形成电位差，影响互感器的测量效果，产生保护误动或拒动等事故。使用过程中，由于线路老化、施工等原因，互感器二次侧容易发生多点接地故障，影响互感器二次侧的测量效果，从而威胁电网的正常运行。因此，需要及时有效的发现并检出互感器二次侧的多点接地故障点，为电力系统的安全运行保驾护航。

相关技术中的检测方法是按照一定的原则，将互感器及相应的测量、继电保护停止运行，对每个互感器回路进行解线，再借助摇表对各个回路绝缘电阻进行测量。此方法需要在高压侧停电检测的时候进行，且操作复杂，耗费大量人工，而且容易引发其他故障，提高了检测的风险。

另一种方法是利用小电流钳形电流表，通过人工的方式测量，逐一测量全站各个互感器接地点处的电流，若测得的接地电流超过50mA，或者比较最近一次测量值的变化超过20mA时，则判定为可能存在多点接地故障。此方法解决了只能在停电时对互感器多点接地情况进行排查的问题，但是判断准确性较低，同时需要耗费大量人工。

对此，本实用新型提出一种互感器二次侧多点接地故障监测装置，能够及时发现互感器二次侧多点接地故障，提高了时效性；装置操作简单，节省了人力成本；能够查找故障接地点，有利于降低排查难度。下面结合附图详细说明本实用新型所提出的故障监测装置的结构及工作原理。

参照图1，本实用新型实施例提供了一种互感器二次侧多点接地故障监测装置，所述装置包括：微处理器模块110、显示模块140、电源模块、第一采集模块120和第二采集模块130；

其中，所述显示模块140与所述微处理器模块110相连，所述微处理器模块110与所述第一采集模块120相连，所述微处理器模块110与所述第二采集模块130相连；所述电源模块为所述显示模块140、所述微处理器模块110、所述第一采集模块120和所述第二采集模块130供电；

参照图2所示的第一采集模块和第二采集模块结构示意图和图3所示的电流检测装置位置示意图，所述第一采集模块120包括第一电流检测装置210和第二电流检测装置220，所述微处理器模块110与所述第一电流检测装置210相连，所述微处理器模块110与所述第二电流检测装置220相连；所述第一电流检测装置210用于检测第一接地点处310的电流；所述第二电流检测装置220用于检测第一互感器二次侧N线330上靠近所述第一接地点310处的电流；

所述第二采集模块130包括第三电流检测装置230和第四电流检测装置240，所述微处理器模块110与所述第三电流检测装置230相连，所述微处理器模块110与所述第四电流检测装置240相连；所述第三电流检测装置230用于检测第二接地点320处的电流；所述第四电流检测装置240用于检测第二互感器二次侧N线340上靠近所述第二接地点320处的电流。

本申请实施例中，微处理器模块用于接收第一采集模块和第二采集模块采集的电流数据，对采集的电流数据进行处理，并将处理结果发送至显示模块进行显示。在一些可能的实施方式中，本申请中的微处理器模块可以是STM32F103ZET6微处理器。显示模块用于显示故障接地点和故障监测装置的运行状态；同时用户也可以根据需要进行相关操作，通过显示模块将操作指令发送至微处理器模块进行控制运算。具体地，可以通过显示模块对任意电流检测装置的检测数据进行查看，也可以查看故障监测装置的故障历史记录等信息，同时，还可以对任意测量支路进行实时电流采集与故障判断。第一采集模块和第二采集模块用于采集电流数据。其中第一采集模块包括第一电流检测装置和第二电流检测装置，第一电流检测装置用于检测第一接地点处的电流；第二电流检测装置用于检测第一互感器二次侧N线上靠近第一接地点处的电流；通过对第一电流检测装置和第二电流检测装置所测电流的数据进行比较分析，可得出第一互感器二次侧是否存在故障接地点。同样的，第二采集模块包括第三电流检测装置和第四电流检测装置，第三电流检测装置用于检测第二接地点处的电流；第四电流检测装置用于检测第二互感器二次侧N线上靠近第二接地点处的电流；通过对第三电流检测装置和第四电流检测装置所测电流的数据进行比较分析，可得出第二互感器二次侧是否存在故障接地点。在一些可能的实时例中，本申请可以包括三个采集模块、四个采集模块或多个采集模块，其中，每个采集模模块可以包括三个、四个或多个电流检测装置。当然，本申请还可以包括三个接地点、四个接地点或者多个接地点。本领域技术人员可以根据实际需要设定采集模块和电流检测装置的个数，本申请并不限定采集模块的个数和电流检测装置的个数。实际应用中，每个站点可以有多个电压互感器，多个接地点，每个接地点可以有多个互感器的N线接入，因此，本申请提供的互感器二次侧多点接地故障监测装置可以对站点的多个互感器进行监测，可以满足用户的需求。在一些可能的实施例中，如图4中所示的一种电流检测装置的连接图，图4所示的本申请中的第一采集模块包括四个电流检测装置，即第一电流检测装置210、第二电流检测装置220、第五电流检测装置221和第六电流检测装置222，其中，第一电流检测装置210用于检测第一接地点处310的电流，第二电流检测装置220用于检测第一互感器二次侧N线330上靠近第一接地点310处的电流，第五电流检测装置221用于检测第三互感器二次侧N线331上靠近第一接地点310处的电流，第六电流检测装置222用于检测第四互感器二次侧N线332上靠近第一接地点310处的电流。若线路中不存在故障接地点，则第一电流检测装置210、第二电流检测装置220、第五电流检测装置221和第六电流检测装置222所测得的电流数据均为零；若线路中存在故障接地点，如图4中所示，存在故障接地点410，则第一接地点310和此故障接地点410之间形成回路，存在电流I_S和压降V_S，此时第一电流检测装置210和第六电流检测装置222都会测到一个电流变化，且两个电流检测装置的电流数据是一样的。两个电流数据发送至微处理器模块后，微处理器模块进行分析判断第四互感器二次侧存在多点接地故障，并将此信息通过显示模块显示。综上，本装置能够及时发现互感器二次侧多点接地故障，提高了时效性；装置操作简单，节省了人力成本；能够查找故障接地点，有利于降低排查难度。

可选地，本申请实施例中的故障监测装置，所述第一电流检测装置包括电流传感器，所述第二电流检测装置包括电流传感器，所述第三电流检测装置包括电流传感器，所述第四电流检测装置包括电流传感器。

本申请实施例中的电流检测装置可以是电流传感器，对所在支路的电流数据进行采集。在一些可能的实施方式中，本申请中的电流检测装置还可以是霍尔电流传感器或者电流互感器。

可选地，本申请实施例中的故障监测装置，还包括：存储模块，所述存储模块与所述微处理器模块相连，所述存储模块用于记录所述第一电流检测装置、所述第二电流检测装置、所述第三电流检测装置和所述第四电流检测装置所检测的电流。

本申请实施例中的故障监测装置还包括存储模块，存储模块用于对采集模块所测量的电流数据进行存储，方便用户查阅历史记录，可以根据历史电流数据的记录，生成互感器的电流曲线或者历史电流表格，满足用户的多样化需求。同时，存储模块还可以对站点中的历史故障进行记录，方便用户对历史故障进行查阅，提升电力系统的可靠性，进而提升电力系统的安全性能。

可选地，本申请实施例中的故障监测装置，所述第一采集模块包括第一转换单元和第二转换单元；所述微处理器模块通过所述第一转换单元与所述第一电流检测装置相连，所述微处理器模块通过所述第二转换单元与所述第二电流检测装置相连。

本申请实施例中的第一采集模块还包括第一转换单元和第二转换单元。第一电流检测装置和第二电流检测装置所测得的电流数据，需要经过信号处理后，转换为微处理器模块可读取的电流数据后，发送至微处理器模块。因此，每个电流检测装置配置有一个转换单元。

可选地，本申请实施例中的故障监测装置，所述第二采集模块包括第三转换单元和第四转换单元；所述微处理器模块通过所述第三转换单元与所述第三电流检测装置相连，所述微处理器模块通过所述第四转换单元与所述第四电流检测装置相连。

本申请实施例中的第二采集模块还包括第三转换单元和第四转换单元。第三电流检测装置和第四电流检测装置所测得的电流数据，需要经过信号处理后，转换为微处理器模块可读取的电流数据后，发送至微处理器模块。因此，每个电流检测装置配置有一个转换单元。

可选地，本申请实施例中的故障监测装置，所述第一转换单元和所述第二转换单元均包括运算放大单元和模数转换单元。

本申请实施例中的转换单元包括运算放大单元和模数转换单元。针对采集到的电流模拟信号，首先进行运算放大，然后将模拟量转化成数字量，发送至微处理器模块，对数字量的电流数据进行运算分析，得出是否存在多点接地故障的结论。在一些可能的实施例中，本申请中的运算放大单元可以是运放与电阻、电容等基本元器件组成的二级放大电路；模数转换单元可以选用AD7714芯片进行模拟量与数字量的转化。同样，本领域技术人员可以得知，在一些可能的实施例中，本申请中的第三转换单元和第四转换单元也均包括运算放大单元和模数转换单元。示例性地，对于接口多，功能多的模数转换芯片，本申请中的第一转换单元、第二转换单元、第三转换单元和第四转换单元中的模数转换单元可以用一个芯片或两个芯片完成电流数据的转换，本申请并不限定具体模数转换单元的个数。

可选地，本申请实施例中的故障监测装置，还包括：语音模块；所述语音模块与所述微处理器模块相连。

本申请实施例中，故障监测装置还包括语音模块，语音模块用于达到提醒用户注意的效果。示例性地，发生多点接地故障时，语音模块可以通过声音提醒用户存在故障接地点，以便及时排查故障。微处理器模块通过分析判断发现存在故障接地点时，将发送控制信号至语音模块，使得语音模块产生动作，即发生声音，提醒用户注意，以达到实时监测的目的，提高了本装置的时效性。

可选地，本申请实施例中的故障监测装置，所述语音模块包括蜂鸣器或喇叭。

本申请实施例中的语音模块可以包括蜂鸣器或喇叭。通过选择音量或音色合适的器件，在有效提醒用户注意的同时，又不会产生噪声污染。在一些可能的实施方式中，本申请中的故障监测装置还可以通过显示模块关闭语音模块的运行，即用户在收到故障信号后，可以关闭蜂鸣器或喇叭的运行。当然，在一些实施例中，也可以通过计时功能实现每隔一段时间触发蜂鸣器或喇叭，直至用户关闭蜂鸣器或喇叭，或者设置为故障接地点被消除后，关闭蜂鸣器和喇叭的工作。

本申请实施例中，可增加计时模块，也可通过微处理器模块的定时器增加计时功能，当达到计时阈值时，进行电流数据的采集，并重置计时模块。具体地，计时阈值可设为一小时，每一个小时，采集一次电流数据，并输入微处理器模块分析判断。当然，计时阈值也可设置为两小时，具体数值的设定，可根据电流互感器所在电力系统的区域、使用频率、时刻等因素综合分析。通过周期性的对电流进行采集，并输入微处理器模块进行判断分析，既可以快速地及时发现多点接地故障，降低电力系统故障的危害程度，又可以节约能耗。

综上所述，本申请实施例中提出的一种互感器二次侧多点接地故障监测装置，包括微处理器模块、显示模块、电源模块、第一采集模块和第二采集模块，能够及时发现互感器二次侧多点接地故障，提高了时效性；装置操作简单，无需大量人工操作；能够查找故障接地点，有利于降低排查难度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“另一实施方式”或“某些实施方式”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种互感器二次侧多点接地故障监测装置，其特征在于，所述装置包括：微处理器模块、显示模块、电源模块、第一采集模块和第二采集模块；

其中，所述显示模块与所述微处理器模块相连，所述微处理器模块与所述第一采集模块相连，所述微处理器模块与所述第二采集模块相连；所述电源模块为所述显示模块、所述微处理器模块、所述第一采集模块和所述第二采集模块供电；

所述第一采集模块包括第一电流检测装置和第二电流检测装置，所述微处理器模块与所述第一电流检测装置相连，所述微处理器模块与所述第二电流检测装置相连；所述第一电流检测装置用于检测第一接地点处的电流；所述第二电流检测装置用于检测第一互感器二次侧N线上靠近所述第一接地点处的电流；

所述第二采集模块包括第三电流检测装置和第四电流检测装置，所述微处理器模块与所述第三电流检测装置相连，所述微处理器模块与所述第四电流检测装置相连；所述第三电流检测装置用于检测第二接地点处的电流；所述第四电流检测装置用于检测第二互感器二次侧N线上靠近所述第二接地点处的电流。

2.根据权利要求1所述的一种互感器二次侧多点接地故障监测装置，其特征在于，所述第一电流检测装置包括电流传感器，所述第二电流检测装置包括电流传感器，所述第三电流检测装置包括电流传感器，所述第四电流检测装置包括电流传感器。

3.根据权利要求1所述的一种互感器二次侧多点接地故障监测装置，其特征在于，还包括：存储模块，所述存储模块与所述微处理器模块相连，所述存储模块用于记录所述第一电流检测装置、所述第二电流检测装置、所述第三电流检测装置和所述第四电流检测装置所检测的电流。

4.根据权利要求1所述的一种互感器二次侧多点接地故障监测装置，其特征在于：所述第一采集模块包括第一转换单元和第二转换单元；所述微处理器模块通过所述第一转换单元与所述第一电流检测装置相连，所述微处理器模块通过所述第二转换单元与所述第二电流检测装置相连。

5.根据权利要求1所述的一种互感器二次侧多点接地故障监测装置，其特征在于：所述第二采集模块包括第三转换单元和第四转换单元；所述微处理器模块通过所述第三转换单元与所述第三电流检测装置相连，所述微处理器模块通过所述第四转换单元与所述第四电流检测装置相连。

6.根据权利要求4所述的一种互感器二次侧多点接地故障监测装置，其特征在于：所述第一转换单元和所述第二转换单元均包括运算放大单元和模数转换单元。

7.根据权利要求1所述的一种互感器二次侧多点接地故障监测装置，其特征在于，还包括：语音模块；所述语音模块与所述微处理器模块相连。

8.根据权利要求7所述的一种互感器二次侧多点接地故障监测装置，其特征在于：所述语音模块包括蜂鸣器或喇叭。

Images