CN220381270U - 一种ct二次回路多点接地带电监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种CT二次回路多点接地带电监测装置，包括：电流互感器、分压电路、单片机、报警电路和电源模块；电流互感器设在CT二次回路的一点接地线上，以监测CT二次回路的接地电流；电流互感器通过分压电路与单片机连接，单片机与报警电路连接，报警电路与电源连接。本实用新型通过在设备运行过程中检测CT二次回路地线电流异常变化来监测CT回路接地异常，并及时上送告警信息，实现CT二次回路多点接地实时带电监测。

Description

一种CT二次回路多点接地带电监测装置

技术领域

本实用新型涉及CT二次回路监测技术领域，更具体的说是涉及一种CT二次回路多点接地带电监测装置。

背景技术

为保证人身和设备安全，电流互感器的二次回路，必须且只能有一个接地点。大型变电站电流二次回路连接设备繁多，延伸范围广，常常由于人为接线错误或一些不可避免的自然规律，如绝缘老化等，发生CT二次回路多点接地的情况。

目前，最接近的技术方案就是利用直流系统接地故障查找仪来检测接地故障，该仪器利用信号采集器，可在不停电时，进行绝缘接地查找；直流系统接地故障查找仪由信号发生器、信号接收器和信号采集器(卡钳)三部分组成。用信号发生器对故障母线与地之间发射一个低频电压信号，使故障点与人为地间形成环路，从而产生泄露电流，卡钳相当一个小零序CT，接收故障电流，并在LCD上显示。但是，该方案针对直流接地而非CT回路交流。

可见，当前只能采用人工巡检的方式来实现CT回路多点接地检查。但是，人工巡检费时费力。CT二次回路绝缘检查，需将一次设备停电进行人工巡检，既消耗二次人员大量的时间精力，也无法做到对CT二次回路绝缘情况的实时管控。而且，在日常巡检过程中无法对CT二次回路绝缘异常进行有效监测，若CT回路存在多点接地情况，此时系统一旦发生不对称故障，将会造成继电保护不正确动作，扩大停电范围，给电力系统和用户造成重大损失。因此如何及时发现CT二次回路的绝缘老化问题，是我们亟待解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种CT二次回路多点接地带电监测装置，通过在设备运行过程中检测CT二次回路地线电流异常变化来监测CT回路接地异常，并及时上送告警信息，实现CT二次回路多点接地实时带电监测。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种CT二次回路多点接地带电监测装置，包括：电流互感器、分压电路、单片机、报警电路和电源模块；电流互感器设在CT二次回路的一点接地线上，以监测CT二次回路的接地电流；电流互感器通过分压电路与单片机连接，单片机与报警电路连接，报警电路与电源连接。

进一步，所述装置还包括继电器输出电路、液晶显示电路、按键输入电路、复位电路和晶振电路，单片机分别与继电器输出电路、液晶显示电路、按键输入电路、复位电路和晶振电路连接，继电器输出电路、液晶显示电路、复位电路和晶振电路分别与电源模块连接。

进一步，报警电路包括：三极管Q2的发射极与电源模块连接，三极管Q2的基极与电阻R4的第一端连接，三极管Q2的集电极与蜂鸣器BUZ1的第一端连接，蜂鸣器BUZ1的第二端接地，电阻R4的第二端与单片机U1的二十五脚连接。

进一步，继电器输出电路包括：继电器RL2的线圈的第一端分别与电源、二极管D2的阴极连接，继电器RL2的线圈的第二端分别与二极管D2的阳极、三极管Q1的集电极连接，继电器RL2的常开触点的第一端与电源连接，继电器RL2的常开触点的第二端与发光二极管D2的阳极连接，三极管Q1的基极串联电阻R6后与单片机U1的二十六脚连接，三极管Q1的发射极、发光二极管D1的阴极分别接地；继电器RL3的线圈的第一端分别与电源、二极管D4的阴极连接，继电器RL3的线圈的第二端分别与二极管D4的阳极、三极管Q3的集电极连接，继电器RL3的常开触点的第一端与电源连接，继电器RL3的常开触点的第二端与发光二极管D3的阳极连接，三极管Q3的基极串联电阻R7后与单片机U1的二十七脚连接，三极管Q3的发射极、发光二极管D3的阴极分别接地。

进一步，液晶显示电路包括：液晶显示器LCD1的第一端接地，液晶显示器LCD1的第二端与电源模块连接，液晶显示器LCD1的第三端与单片机U1的四十五脚连接，液晶显示器LCD1的第四端与单片机U1的四十六脚连接。

进一步，按键输入电路包括：按键S1的第一端、按键S2的第一端、按键S3的第一端、按键S4的第一端分别接地；按键S1的第二端与单片机U1的三十脚连接，按键S2的第二端与单片机U1的三十一脚连接，按键S3的第二端与单片机U1的三十二脚连接，按键S4的第二端与单片机U1的三十三脚连接。

进一步，复位电路包括：按键S5的第一端分别与电阻R1的第一端、电容C1的第一端、单片机U1的七脚连接，按键S5的第二端、电容C1的第二端接地，电阻R1的第二端与电源模块连接。

进一步，晶振电路包括：晶振X1的第一端分别与电容C2的第一端、单片机U1的三脚连接，晶振X1的第二端分别与电容C3的第一端、单片机U1的四脚连接，晶振X2的第一端分别与电容C4的第一端、电容R2的第一端、单片机U1的五脚连接，晶振X2的第二端分别与电容C5的第一端、电阻R2的第二端、单片机U1的六脚连接；电容C2的第二端、电容C3的第二端、电容C4的第二端、电容C5的第二端分别接地。

进一步，单片机采用型号为STM32F103C8的单片机，单片机U1的四十脚接地，单片机U1的十脚、十一脚分别与分压电路连接。

进一步，继电器RL2和继电器RL3均采用型号为G5C-1-DC5的继电器。

对比现有技术，本实用新型有益效果在于：本实用新型公开了一种CT二次回路多点接地带电监测装置，利用非接触式电流互感器，可在不停电时，实时监测接地处接地线中的电流等电气量并发送至单片机，通过单片机识别出CT回路因多点接地引起的异常情况，并利用报警电路发出报警信号，同时通过液晶显示电路实时显示各类信息。

本实用新型填补了CT二次回路多点接地在线监测的空白，能够及时发现CT回路因多点接地引起的异常，可以很好的避免CT二次回路多点接地运行，保证不会由于在多个接地点时发生不对称故障造成保护装置不正确动作，极大的保证了电网的安全稳定运行。

由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型具体实施方式的结构原理图。

图2是本实用新型具体实施方式的单片机的电路原理图。

图3是本实用新型具体实施方式的报警电路的电路原理图。

图4是本实用新型具体实施方式的继电器输出电路的电路原理图。

图5是本实用新型具体实施方式的液晶显示电路的电路原理图。

图6是本实用新型具体实施方式的按键输入电路的电路原理图。

图7是本实用新型具体实施方式的复位电路的电路原理图。

图8是本实用新型具体实施方式的晶振电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做出说明。

如图1所示的一种CT二次回路多点接地带电监测装置，电流互感器、分压电路、单片机、报警电路、电源模块、继电器输出电路、液晶显示电路、按键输入电路、复位电路和晶振电路。

电流互感器设在CT二次回路的一点接地线上，以监测CT二次回路的接地电流；电流互感器通过分压电路与单片机连接，单片机分别与报警电路、继电器输出电路、液晶显示电路、按键输入电路、复位电路和晶振电路连接，报警电路、继电器输出电路、液晶显示电路、复位电路和晶振电路分别与电源模块连接。

其中，电流互感器为实现电流采集的核心部件，它能够监测采集到电缆中电流的大小，并将该模拟量传输给单片机进行计算分析。本实用新型采用非接触式电流互感器，即将电流互感器套接入原电流回路，原电流回路电缆从电流互感器中穿过，不会对原有CT回路造成影响。具有采样精度高，平均误差小于2％，成本适中，运行稳定性好等优点。

如图2所示，单片机采用型号为STM32F103C8的单片机，单片机U1的四十脚接地，单片机U1的十脚、十一脚分别与分压电路连接。

如图3所示，报警电路包括：三极管Q2的发射极与电源模块连接，三极管Q2的基极与电阻R4的第一端连接，三极管Q2的集电极与蜂鸣器BUZ1的第一端连接，蜂鸣器BUZ1的第二端接地，电阻R4的第二端与单片机U1的二十五脚连接。

如图4所示，继电器输出电路包括：继电器RL2的线圈的第一端分别与电源、二极管D2的阴极连接，继电器RL2的线圈的第二端分别与二极管D2的阳极、三极管Q1的集电极连接，继电器RL2的常开触点的第一端与电源连接，继电器RL2的常开触点的第二端与发光二极管D2的阳极连接，三极管Q1的基极串联电阻R6后与单片机U1的二十六脚连接，三极管Q1的发射极、发光二极管D1的阴极分别接地；继电器RL3的线圈的第一端分别与电源、二极管D4的阴极连接，继电器RL3的线圈的第二端分别与二极管D4的阳极、三极管Q3的集电极连接，继电器RL3的常开触点的第一端与电源连接，继电器RL3的常开触点的第二端与发光二极管D3的阳极连接，三极管Q3的基极串联电阻R7后与单片机U1的二十七脚连接，三极管Q3的发射极、发光二极管D3的阴极分别接地。继电器RL2和继电器RL3均采用型号为G5C-1-DC5的继电器。

如图5所示，液晶显示电路包括：液晶显示器LCD1的第一端接地，液晶显示器LCD1的第二端与电源模块连接，液晶显示器LCD1的第三端与单片机U1的四十五脚连接，液晶显示器LCD1的第四端与单片机U1的四十六脚连接。

如图6所示，按键输入电路包括：按键S1的第一端、按键S2的第一端、按键S3的第一端、按键S4的第一端分别接地；按键S1的第二端与单片机U1的三十脚连接，按键S2的第二端与单片机U1的三十一脚连接，按键S3的第二端与单片机U1的三十二脚连接，按键S4的第二端与单片机U1的三十三脚连接。

通过液晶显示电路和按键输入电路，使本装置实现了LCD显示屏+按键的交互方式，该方式能够将采集到的电流信号直观展示在屏幕上，并通过人机交互的方式修改定值。该方式性价比高，体积小便于组装，功耗低省电。

如图7所示，复位电路包括：按键S5的第一端分别与电阻R1的第一端、电容C1的第一端、单片机U1的七脚连接，按键S5的第二端、电容C1的第二端接地，电阻R1的第二端与电源模块连接。

如图8所示，晶振电路包括：晶振X1的第一端分别与电容C2的第一端、单片机U1的三脚连接，晶振X1的第二端分别与电容C3的第一端、单片机U1的四脚连接，晶振X2的第一端分别与电容C4的第一端、电容R2的第一端、单片机U1的五脚连接，晶振X2的第二端分别与电容C5的第一端、电阻R2的第二端、单片机U1的六脚连接；电容C2的第二端、电容C3的第二端、电容C4的第二端、电容C5的第二端分别接地。

另外，电源模块可采用接入220V电源的220-5V交/直转换模块，免维护，输出电压波动≤±5％，连续供电性好，使用可靠，可直接利用变电站现场端子箱交流供电，节约成本，维护方便。

结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

Claims (10)

1.一种CT二次回路多点接地带电监测装置，其特征在于，包括：电流互感器、分压电路、单片机、报警电路和电源模块；

电流互感器设在CT二次回路的一点接地线上，以监测CT二次回路的接地电流；电流互感器通过分压电路与单片机连接，单片机与报警电路连接，报警电路与电源连接。

2.根据权利要求1所述的CT二次回路多点接地带电监测装置，其特征在于：所述装置还包括继电器输出电路、液晶显示电路、按键输入电路、复位电路和晶振电路，单片机分别与继电器输出电路、液晶显示电路、按键输入电路、复位电路和晶振电路连接，继电器输出电路、液晶显示电路、复位电路和晶振电路分别与电源模块连接。

3.根据权利要求2所述的CT二次回路多点接地带电监测装置，其特征在于，所述报警电路包括：三极管Q2的发射极与电源模块连接，三极管Q2的基极与电阻R4的第一端连接，三极管Q2的集电极与蜂鸣器BUZ1的第一端连接，蜂鸣器BUZ1的第二端接地，电阻R4的第二端与单片机U1的二十五脚连接。

4.根据权利要求2所述的CT二次回路多点接地带电监测装置，其特征在于，所述继电器输出电路包括：

继电器RL2的线圈的第一端分别与电源、二极管D2的阴极连接，继电器RL2的线圈的第二端分别与二极管D2的阳极、三极管Q1的集电极连接，继电器RL2的常开触点的第一端与电源连接，继电器RL2的常开触点的第二端与发光二极管D2的阳极连接，三极管Q1的基极串联电阻R6后与单片机U1的二十六脚连接，三极管Q1的发射极、发光二极管D1的阴极分别接地；

继电器RL3的线圈的第一端分别与电源、二极管D4的阴极连接，继电器RL3的线圈的第二端分别与二极管D4的阳极、三极管Q3的集电极连接，继电器RL3的常开触点的第一端与电源连接，继电器RL3的常开触点的第二端与发光二极管D3的阳极连接，三极管Q3的基极串联电阻R7后与单片机U1的二十七脚连接，三极管Q3的发射极、发光二极管D3的阴极分别接地。

5.根据权利要求2所述的CT二次回路多点接地带电监测装置，其特征在于，所述液晶显示电路包括：

液晶显示器LCD1的第一端接地，液晶显示器LCD1的第二端与电源模块连接，液晶显示器LCD1的第三端与单片机U1的四十五脚连接，液晶显示器LCD1的第四端与单片机U1的四十六脚连接。

6.根据权利要求2所述的CT二次回路多点接地带电监测装置，其特征在于，所述按键输入电路包括：

按键S1的第一端、按键S2的第一端、按键S3的第一端、按键S4的第一端分别接地；按键S1的第二端与单片机U1的三十脚连接，按键S2的第二端与单片机U1的三十一脚连接，按键S3的第二端与单片机U1的三十二脚连接，按键S4的第二端与单片机U1的三十三脚连接。

7.根据权利要求2所述的CT二次回路多点接地带电监测装置，其特征在于，所述复位电路包括：

按键S5的第一端分别与电阻R1的第一端、电容C1的第一端、单片机U1的七脚连接，按键S5的第二端、电容C1的第二端接地，电阻R1的第二端与电源模块连接。

8.根据权利要求2所述的CT二次回路多点接地带电监测装置，其特征在于，所述晶振电路包括：

晶振X1的第一端分别与电容C2的第一端、单片机U1的三脚连接，晶振X1的第二端分别与电容C3的第一端、单片机U1的四脚连接，晶振X2的第一端分别与电容C4的第一端、电容R2的第一端、单片机U1的五脚连接，晶振X2的第二端分别与电容C5的第一端、电阻R2的第二端、单片机U1的六脚连接；电容C2的第二端、电容C3的第二端、电容C4的第二端、电容C5的第二端分别接地。

9.根据权利要求1所述的CT二次回路多点接地带电监测装置，其特征在于，所述单片机采用型号为STM32F103C8的单片机，单片机U1的四十脚接地，单片机U1的十脚、十一脚分别与分压电路连接。

10.根据权利要求4所述的CT二次回路多点接地带电监测装置，其特征在于，所述继电器RL2和继电器RL3均采用型号为G5C-1-DC5的继电器。