CN2816829Y

CN2816829Y - 一种小电流接地选线装置

Info

Publication number: CN2816829Y
Application number: CN 200520027083
Authority: CN
Inventors: 冯西正; 周立安; 曹永辉
Original assignee: Baoding Zhongheng Electric Co ltd
Current assignee: Baoding Zhongheng Electric Co ltd
Priority date: 2005-08-22
Filing date: 2005-08-22
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2015-08-22

Abstract

一种小电流接地选线装置，属检测技术领域，用于解决选线装置中工频干扰的问题。其技术方案是：它设有电流互感器、陷波电路、信号调理电路、A/D转换电路、CPU、显示通讯电路，改进后，增设陷波电路，所述陷波电路由运放器U1、U3组成，运放器U1的同相输入端接电流互感器的信号输出端，U1的输出端接U3的同相输入端，在U1和U3之间设有一个50赫兹两端口网络选频电路，所述运放器U1、U3设置成缓冲放大器状态。本实用新型会对50Hz干扰信号进行全部衰减，提高了有效信号的幅值测量精度，选线准确率大大提高。经实测，选线准确率由70％提高98％。

Description

一种小电流接地选线装置

技术领域

本实用新型涉及一种交流小电流接地选线装置，属检测技术领域。

背景技术

小电流系统是指中性点不直接接地系统，包括中性点不接地系统，中性点经消弧线圈接地系统或中性点经电阻接地系统。66kV及其以下电压等级的电网中，一般都采用这种系统。小电流系统发生单相接地后，故障特征不明显，导致要求快速准确地指示接地回路有了一定的难度。自八十年代小电流接地选线装置问世以来，已经历了几次更新换代，其检测水平虽然不断提高，但均存在着误判率较高的问题。

误判率较高既有选线原理方面的原因，也有其它因素。

目前常用的选线原理有三种：功率方向法、谐波分析法(即群体比幅比相法)与信号注入法。

功率方向法采用判断每条线路的零序电流的功率方向来确定故障线路，这种方法从原理上就无法实现100％的准确率，可能出现多判或一条都判断不出的结果。目前，这种方法常被综合自动化系统中分布采样单元或功率方向继电器采用；

谐波分析法采用单相接地后零序稳态信号的群体比幅比相法，由于比幅比相时，采用的是相对原理，因此这种方法从理论上讲不存在死区，不受运行方式及接地电阻的影响，可以实现100％的准确，但对CT不平衡导致的零序电流，这种方法不能有效解决；

信号注入法接线简单，不需零序CT回路，但由于注入信号大小及方法的限制，一般主要用于10KV及以下电压等级系统。另外，探头的灵敏度和可靠性易受各种外界因素影响，使用有些不便。

其它因素中主要是零序电流互感器精度太低。当原方零序电流在5A以下时，有的零序电流互感器带上规定二次负荷后，变比误差达20％以上，角误差达20度以上，这样的误差根本就无法保证接地选线的准确。

另一原因是选线装置须引入零序电压及零序电流回路，而66kV及以下系统，在设计时有的只装两相CT，没有零序回路，因此零序回路的接线往往问题很多，如零序回路不对应；回路未引入；零序不平衡电流过大；极性不对等现象。

对于消弧线圈接地系统，一般采用提取5次谐波分量来选线，由于5次谐波分量较小(只占基波的2～3％)而且零序电流本身就小，这使得对5次谐波的提取在硬件电路上有很高的要求，因此带消弧线圈的系统选线困难更大些，处理不好，就可能误判。另外CT不平衡，导致正常运行时零序电流可能比故障零序电流还大，也会造成误判。

由于以上因素，使选线误判率总是达不到满意的精度。

当前电力系统中由于发电及变电设备的容量和电压不断提高，已经出现100万KW机组和750KV高压，它们产生的电磁干扰强度很大，工作频率主要是50Hz，因此对小电流接地选线装置的干扰也主要为50Hz。由于在小电流接地系统中的信号取样电路特别是150Hz信号取样电路中含有大量的50Hz工频信号干扰，去掉这些50Hz干扰信号将对提高取样的精度有极大的帮助，因此在提高接地选线装置选线准确性时，需要最大限度地滤除50Hz工频干扰信号。目前使用的小电流接地选线装置在消除50Hz工频干扰信号方面还不能达到足够的精度，亟须设法进行改进。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够有效滤除50Hz工频干扰信号，以提高接地选线准确性的小电流接地选线装置。

解决上述问题的技术方案是：

一种小电流接地选线装置，它包括电流互感器、信号调理电路、A/D转换电路、CPU、显示通讯电路，电流互感器安装在被测电缆上，信号调理电路、A/D转换电路、CPU、显示通讯电路依次电连接，它的改进之处是，增设陷波电路，陷波电路的输入端连接电流互感器的信号输出端，其输出端连接信号调理电路的输入端；所述陷波电路由运放器U1、U3组成，运放器U1的同相输入端接电流互感器的信号输出端，U1的输出端接U3的同相输入端，在U1的输出端和U3的同相输入端之间设有一个50赫兹两端口网络选频电路，网络选频电路的一端，接运放器U2的输出端，另一端连接运放器U3的同相输入端，U3的输出端连接信号调理电路的输入端，所述运放器U1、U3设置成缓冲放大器状态。

上述小电流接地选线装置，所述50赫兹两端口网络选频电路由电阻R2、R3、R4、电容C1、C2、C3组成平衡桥电路，电阻R2、R3串联后与串联的电容C1、C2相并联，两个并联节点分别接运放器U1的输出端和U3的同相输入端，桥臂的两中点分别经电容C3的电阻R4后并接于运放器U2的输出端，陷波电路的输出端经电阻R5、R6、R7分压后接于运放器U2的同相输入端。

采用这种50Hz陷波电路的小电流接地选线装置，可以把电力系统的干扰信号基本消除掉，对提高有效信号的幅值测量精度非常有效，从而提高了小电流接地选线装置的选线准确率。经实际使用测定，选线准确率由安装陷波电路前的70％提高到安装后的98％。同时，这种电路结构简单、工作可靠，对现有产品的改装和调试都很方便。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理框图；

图2是陷波电路的电原理图。

图中各标号如下：输电线路1、负载2、电流互感器3、陷波电路4、信号调理电路5、A/D转换电路6、CPU7、显示通讯电路8。

具体实施方式

图1显示，输电线路1中的A、B、C三相交流电向负载供电，电流互感器3安装在负载2的供电电缆的工作位置处，电流互感器3的输出信号接到陷波电路4的输入端，然后依次传递给信号调理电路5、A/D转换电路6、CPU7、显示通讯电路8。本实用新型中的信号调理电路用于将输入的模拟信号进行幅值或电位参数的变换，以使下一级电路能够接收；A/D转换电路用于将电压模拟量转换成数字信号；CPU用于对输入的数据进行运算或处理，并输出相关信号用于显示、打印、通讯等；显示通讯电路用于将CPU送来的数据信号进行显示、或通过数据通讯口传递给远方的接受设备。

图2显示，所述陷波电路4由运放器U1、U2、U3、电阻R1～R7、电容C1～C3组成。

运放器U1的同相输入端接电流互感器的信号输入端，U1的输出端接U3的同相输入端，U1和U3工作在电压跟随器状态，其主要作用是消除前级阻抗对后级信号变换的影响。

在运放器U1、U3之间是电阻R2、R3、R4、电容C1、C2、C3组成的对称平衡电桥电路，这些阻容元件构成50赫兹两端口网络选频电路。阻容值可由公式计算选定，匹配后，会对50Hz频率的信号给予全部的衰减屏蔽。

运放器U2、电阻R6、R7组成一个负反馈电路，以增加50Hz的陷波程度，并可微调陷波点。

图2显示的实施例中，电阻、电容值分别是：R1＝R5＝R6＝10K，R2＝R3＝R4＝50K，R7＝1K，C1＝C2＝C3＝0.047？f。

在本实用新型中，运放器U1、U2、U3均采用OP27型。

本实用新型中信号调理电路5、A/D转换电路6、CPU7、显示通讯电路8的结构与已有技术相同，此处不再赘述。

Claims

1.一种小电流接地选线装置，它包括电流互感器[3]、信号调理电路[5]、A/D转换电路[6]、CPU[7]、显示通讯电路[8]，电流互感器[3]安装在被测电缆上，信号调理电路[5]、A/D转换电路[6]、CPU[7]、显示通讯电路[8]依次电连接，其特征在于：增设陷波电路，陷波电路的输入端连接电流互感器的信号输出端，其输出端连接信号调理电路的输入端；所述陷波电路由运放器U1、U3组成，运放器U1的同相输入端接电流互感器的信号输出端，U1的输出端接U3的同相输入端，在U1的输出端和U3的同相输入端之间设有一个50赫兹两端口网络选频电路，网络选频电路的一端端接运放器U2的输出端，另一端连接运放器U3的同相输入端，U3的输出端连接信号调理电路的输入端，所述运放器U1、U3设置成缓冲放大器状态。

2.根据权利要求1所述的小电流接地选线装置，其特征在于：所述50赫兹两端口网络选频电路由电阻R2、R3、R4、电容C1、C2、C3组成平衡桥电路，电阻R2、R3串联后与串联的电容C1、C2相并联，两个并联节点分别接运放器U1的输出端和U3的同相输入端，桥臂的两中点分别经电容C3的电阻R4后并接于运放器U2的输出端，陷波电路的输出端经电阻R5、R6、R7分压后接于运放器U2的同相输入端。