專利名稱：一種中性點接地電阻突變電流測錄儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電流測錄儀，尤其涉及一種中心點經(jīng)過電阻接地的 配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的中性點接地電阻突變電流測錄儀。技術(shù)背景在電力系統(tǒng)中，接地方式主要有電阻接地，諧振接地和不接地這幾 種接地方式。隨著電網(wǎng)中電纜化率的不斷提高，系統(tǒng)電容電流逐漸增大， 電阻接地方式得到了越來越廣泛的應(yīng)用。中性點接地用的電阻數(shù)量也隨 之增多，如何控制接地電阻的工況成為了一個需要重視的問題。隨著接地電阻的使用和不斷改進，從鑄鐵電阻到不銹鋼電阻，再到 組合式電阻柜，但是對于接地電阻的工況控制一直未得到重視。由于接 地電阻在正常運行中不承受系統(tǒng)電壓，只有當(dāng)電網(wǎng)中出現(xiàn)單相接地的時 候，才承受系統(tǒng)電壓。因此一般認為接地電阻本身不需要進行保護或者 監(jiān)視。中性點接地電阻故障除了電阻本身質(zhì)量及結(jié)構(gòu)問題外，流過中性 點接地電阻的電流，是對接地電阻工況影響最大的一個因素。由于系統(tǒng)中的接地保護整定時間都控制在4.5秒以內(nèi)，接地電阻熱 穩(wěn)定核算， 一般按照10秒1000安。目前接地電阻相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和型式試驗 都是建立在此基礎(chǔ)上的。通常不考慮接地電流長時間通過接地電阻，沒 有針對這種情況采取監(jiān)測措施。通常認為在電阻接地系統(tǒng)中單相接地，可以啟動零序電流或者零序 電壓保護，從而切除故障，因此不會對接地電阻產(chǎn)生影響。但在實際情 況中，由于各種情況可能造成間歇性的接地和大阻值過渡電阻的接地， 例如絕緣導(dǎo)線斷線容易引起間歇性接地，而電纜接頭在工井中接地容易 引起大阻值過渡電阻接地。對于大阻值過渡電阻接地,由于故障電流數(shù)值達不到保護整定要求，可能引起保護不動作；對于間歇性接地，由于 兩次間隙間隔時間較短，不足以啟動保護，也會引起保護不動作。這兩 種接地故障都有可能導(dǎo)致中性點接地電阻長時間通過電流，以致縮短接 地電阻的運行壽命，甚至產(chǎn)生接地電阻故障。在這種情況下產(chǎn)生的接地 電阻故障對于系統(tǒng)的影響是巨大的。因為在這種情況下，沒有保護動作 和信號報警，只有當(dāng)故障進一步發(fā)展才有可能啟動保護動作或者信號報 警，即系統(tǒng)有可能長時間存在故障，進而擴大故障，對整個系統(tǒng)會造成 巨大的影響。中性點電阻由于其運行特性即在正常運行中不承受系統(tǒng)電壓，因此 對于中性點接地電阻健康狀況的判斷，主要依賴于設(shè)備停役時的預(yù)試。 對于在運行狀態(tài)下的接地電阻，除了由巡視人員采用看、聽、視、嗅等 方法外，還要求在出現(xiàn)單相接地故障后，對接地電阻進行紅外成像檢測。 這些手段一般都只在系統(tǒng)正常情況即中性點電阻未流經(jīng)電流的情況下 進行，對于未達到啟動整定值的接地情況，是無法起到作用的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為克服以上缺點而提供一種中性點接地電阻突變 電流測錄儀，該側(cè)錄儀能夠監(jiān)測接地電阻的工作狀況并監(jiān)測用電網(wǎng)絡(luò)的 三相平衡度及各相對地的故障情況，保證接地電阻以良好的狀態(tài)運行， 并且能夠記錄數(shù)據(jù)為故障分析提供依據(jù)。實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是:一種中性點接地電阻突變電流測錄儀， 包括一設(shè)置有操作面板和若干接線端子的殼體，以及位于殼體內(nèi)與對應(yīng) 接線端子相連的互感器，其中，所述的殼體內(nèi)還設(shè)置有一測錄系統(tǒng)，該 測錄系統(tǒng)包括一中央處理器，以及分別與該中央處理器相連的輸入模 塊、輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲器、信號采樣模塊、通訊模塊和時鐘及失電存 儲模塊，其中所述的信號釆樣模塊接收來自互感器的電壓或電流輸出信號作為 其輸入信號，然后將該信號經(jīng)過處理后輸出給中央處理器；所述的輸入模塊接收來自操作面板上的輸入信號，然后將其輸出至中央處理器；所述的輸出模塊接收來自中央處理器經(jīng)過處理后的輸出信號，并 將其顯示和報警。上述的一種中性點接地電阻突變電流測錄儀，其中，所述的信號采樣模塊包括一信號調(diào)理濾波子模塊和與該子模塊相連的A/D轉(zhuǎn)換子模塊，該信號調(diào)理濾波子模塊首先接收輸入信號，經(jīng)調(diào)理濾波后的信號通過A/D轉(zhuǎn)換子模塊輸出至中央處理器。上述的一種中性點接地電阻突變電流測錄儀，其中，所述的輸出 模塊包括一輸出功率放大子模塊和與之相連的輸出報警子模塊和顯示 子模塊，輸出功率放大子模塊將來自中央處理器的經(jīng)過處理后的信號放 大后輸出給輸出報警子模塊和顯示子模塊。上述的一種中性點接地電阻突變電流測錄儀，其中，所述的通訊 模塊包括一通訊切換選擇子模塊和若干與之相連的通訊模式子模塊，通 訊切換選擇子模塊可切換選擇不同的通訊模式子模塊以使系統(tǒng)工作在 不同的通訊方式下。上述的一種中性點接地電阻突變電流測錄儀，其中，所述的通訊 模式子模塊包括RS485通訊模式子模塊和/或RS232通訊模式子模塊和 /或GSM通訊模式子模塊和/或紅外通訊模式子模塊。上述的一種中性點接地電阻突變電流測錄儀，其中，所述的輸入 模塊采用鍵盤輸入的方式。上述的一種中性點接地電阻突變電流測錄儀，其中，所述的互感 器為電流互感器和電壓互感器。上述的一種中性點接地電阻突變電流測錄儀，其中，所述的電流 互感器與信號采樣模塊的電流輸入端之間還設(shè)置有聯(lián)結(jié)端子。上述的一種中性點接地電阻突變電流測錄儀，其中，所述的互感 器采用非晶態(tài)合金材料繞制而成。上述的一種中性點接地電阻突變電流測錄儀，其中，所述的數(shù)據(jù) 存儲器采用串行E2PROM存儲器。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明一種中性點接地電阻突變電流測錄儀通過對流經(jīng)中性點電阻的電流采樣(也可對零序電壓采樣)，監(jiān)測接地電 阻的工作狀態(tài)、各相對地的故障情況，保證接地電阻以良好的狀態(tài)運行， 通過零序電流(也可通過零序電壓)啟動測錄儀記錄數(shù)據(jù)，有利于捕捉 和分析系統(tǒng)的異常情況，對變電站接地電阻的正常運行及日常維護起到了重要作用。同時由于該側(cè)錄儀價格較為便宜，可以普遍安裝在35千伏變電站內(nèi)。


圖1是本發(fā)明的一種中性點接地電阻突變電流測錄儀的系統(tǒng)框圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種中性點接地電阻突變電流測錄儀 作進一步說明。請參閱圖1，圖中示出了本發(fā)明的一種中性點接地電阻突變電流測 錄儀，它包括一設(shè)置有操作面板和若干接線端子的殼體(圖中未示出)、 位于殼體內(nèi)與對應(yīng)接線端子相連的互感器(圖中未示出)和殼體(圖中 未示出)內(nèi)的一測錄系統(tǒng)。測錄系統(tǒng)包括一高速運算的、晶振頻率達22MHZ的中央處理器1， 以及分別與該中央處理器1相連的輸入模塊3、輸出模塊5、數(shù)據(jù)存儲 器4、信號采樣模塊2、通訊模塊7和時鐘及失電存儲模塊6，其中信號采樣模塊2接收來自互感器的電壓或電流輸出信號作為其輸 入信號，然后將該信號經(jīng)過處理后輸出給中央處理器l，信號采樣模塊 2包括一信號調(diào)理濾波子模塊21和與該子模塊相連的A/D轉(zhuǎn)換子模塊 22，該信號調(diào)理濾波子模塊21首先接收輸入信號，經(jīng)調(diào)理濾波后的信 號通過A/D轉(zhuǎn)換子模塊22輸出至中央處理器1，其中，A/D轉(zhuǎn)換子模 塊22采用的是同時具備電壓電流采樣的具有DSP (數(shù)字信號處理)內(nèi) 核的A/D轉(zhuǎn)換芯片(圖中未示出)，轉(zhuǎn)換速率為4000點/秒，保證了電 流有效值、電壓有效值測量精度，采樣得到的數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)存儲器4 內(nèi)，供中央處理器1進行運算及判斷；輸入模塊3接收來自操作面板(圖中未示出)上的輸入信號，然后將其輸出至中央處理器1，本實施例中，采用鍵盤輸入的方式，可以鍵入各種命令、參數(shù)設(shè)置等；數(shù)據(jù)存儲器4采用串行E2PROM存儲器(可在線電擦除和電寫入 的存儲器)，可靠性高、功耗小，無需后備電池，失電時亦可保持數(shù)據(jù)；輸出模塊5接收來自中央處理器1經(jīng)過處理后的輸出信號，并將 其顯示和報警，該輸出模塊5包括一輸出功率放大子模塊51和與之相 連的輸出報警子模塊52和顯示子模塊53，輸出功率放大子模塊52將 來自中央處理器1的經(jīng)過處理后的信號放大后輸出給輸出報警子模塊 52和顯示子模塊53，本實施例中，采用繼電器(圖中未示出)來輸出 報警，顯示子模塊53通過數(shù)碼管顯示，可以觀察測錄儀釆樣的各種數(shù) 據(jù)及其它需要觀察的信息；時鐘及失電存儲模塊6采用了一 SD2001CPI芯片，它像系統(tǒng)提供 時鐘信號和同步信號，該芯片能提供高精度的日歷和時間以及定時鬧鐘 和中斷脈沖，還有一部分能失電保護數(shù)據(jù)的RAM存儲器(隨機存儲器)；通訊模塊7包括一通訊切換選擇子模塊71和若干與之相連的通訊 模式子模塊，通訊切換選擇子模塊可切換選擇不同的通訊模式子模塊以 使系統(tǒng)工作在不同的通訊方式下，系統(tǒng)的通訊方式多樣，在本實施例中， 采用了三個通訊模式子模塊RS485通訊模式子模塊72即可以隨時發(fā) 送系統(tǒng)的有關(guān)信息、RS232通訊模式子模塊73即通過手提電腦直接采 集數(shù)據(jù)、GSM通訊模式子模塊74，還可以通過短信方式，紅外通訊方 式即紅外通訊模式子模塊(圖中未示出)， 一旦發(fā)現(xiàn)接地電流異常即可 向有關(guān)操作人員發(fā)出報警信息，也可無線遠距離接收系統(tǒng)數(shù)據(jù)。本實施例中的互感器采用非晶態(tài)合金材料繞制而成，包括電流互 感器(圖中未示出)和電壓互感器(圖中未示出)，保證了信號的精度 和線性度，尤其明顯的是在小電流信號的情況下，同樣保證了全量程范 圍內(nèi)的測量精度。在電流互感器與信號釆樣模塊2的電流輸入端之間還 設(shè)置有聯(lián)結(jié)端子(圖中未示出)，方便測錄儀的維修和更換。在對接地電流進行監(jiān)測的同時，對中心點接地系統(tǒng)的零序電壓，也進行了監(jiān)測，以便一旦發(fā)生接地異常或故障時，可通過對電流，電壓 的綜合分析，得出對故障異常的正確判斷。整個系統(tǒng)在時鐘同步信號的協(xié)調(diào)下高速運轉(zhuǎn)，對電流信號不間斷 地以4000點/秒的速率進行采樣，保證了對異常信號的捕捉，采樣的信 號足以構(gòu)畫電流的波形曲線。但為了節(jié)約時間也節(jié)約存儲空間，本實施 例中只對交流電流的最大值進行校正運算并存儲，存儲數(shù)據(jù)所能構(gòu)畫的 是異常電流的包絡(luò)線，這些數(shù)據(jù)已完全能夠作出對異常電流的分析與判 斷。為了控制系統(tǒng)成本，也為了提高系統(tǒng)的可靠性，所以本實施例中的 測錄系統(tǒng)采用了單中央處理器方式。本測錄儀不用任何電位器或可調(diào)元 件，避免了因可調(diào)元件的數(shù)值改變而引起的誤差，儀表的校準(zhǔn)和設(shè)定工 作都是通過測錄系統(tǒng)來完成的。以上實施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明保護范圍的限 制。有關(guān)本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情 況下，還可以作出各種變換或變型，而所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)歸屬 于本發(fā)明保護的范疇之內(nèi)，由各權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1. 一種中性點接地電阻突變電流測錄儀，包括一設(shè)置有操作面板和若干接線端子的殼體，以及位于殼體內(nèi)與對應(yīng)接線端子相連的互感器，其特征在于所述的殼體內(nèi)還設(shè)置有一測錄系統(tǒng)，該測錄系統(tǒng)包括一中央處理器，以及分別與該中央處理器相連的輸入模塊、輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲器、信號采樣模塊、通訊模塊和時鐘及失電存儲模塊，其中所述的信號采樣模塊接收來自互感器的電壓或電流輸出信號作為其輸入信號，然后將該信號經(jīng)過處理后輸出給中央處理器；所述的輸入模塊接收來自操作面板上的輸入信號，然后將其輸出至中央處理器；所述的輸出模塊接收來自中央處理器經(jīng)過處理后的輸出信號，并將其顯示和報警。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中性點接地電阻突變電流測錄儀，其特征在 于所述的信號采樣模塊包括一信號調(diào)理濾波子模塊和與該子模塊相連的A/D 轉(zhuǎn)換子模塊，該信號調(diào)理濾波子模塊首先接收輸入信號，經(jīng)調(diào)理濾波后的信號 通過A/D轉(zhuǎn)換子模塊輸出至中央處理器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中性點接地電阻突變電流測錄儀，其特征在 于所述的輸出模塊包括一輸出功率放大子模塊和與之相連的輸出報警子模塊 和顯示子模塊，輸出功率放大子模塊將來自中央處理器的經(jīng)過處理后的信號放 大后輸出給輸出報警子模塊和顯示子模塊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中性點接地電阻突變電流測錄儀，其特征在 于所述的通訊模塊包括一通訊切換選擇子模塊和若干與之相連的通訊模式子 模塊，通訊切換選擇子模塊可切換選擇不同的通訊模式子模塊以使系統(tǒng)工作在 不同的通訊方式下。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種中性點接地電阻突變電流測錄儀，其特征在 于所述的通訊模式子模塊包括RS485通訊模式子模塊和/或RS232通訊模式 子模塊和/或GSM通訊模式子模塊和/或紅外通訊模式子模塊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中性點接地電阻突變電流測錄儀，其特征在于所述的輸入模塊采用鍵盤輸入的方式。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中性點接地電阻突變電流測錄儀，其特征在 于所述的互感器為電流互感器和電壓互感器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種中性點接地電阻突變電流測錄儀，其特征在 于所述的電流互感器與信號采樣模塊的電流輸入端之間還設(shè)置有聯(lián)結(jié)端子。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中性點接地電阻突變電流測錄儀，其特征在 于所述的互感器采用非晶態(tài)合金材料繞制而成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中性點接地電阻突變電流測錄儀，其特征 在于所述的數(shù)據(jù)存儲器采用串行E^ROM存儲器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種中性點接地電阻突變電流測錄儀，包括一設(shè)置有操作面板和若干接線端子的殼體，以及位于殼體內(nèi)與對應(yīng)接線端子相連的互感器，殼體內(nèi)還設(shè)置有一測錄系統(tǒng)，該測錄系統(tǒng)包括一中央處理器，以及分別與該中央處理器相連的輸入模塊、輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲器、信號采樣模塊、通訊模塊和時鐘及失電存儲模塊。本發(fā)明一種中性點接地電阻突變電流測錄儀能夠監(jiān)測接地電阻的工作狀況并監(jiān)測用電網(wǎng)絡(luò)的三相平衡度及各相對地的故障情況，保證接地電阻以良好的狀態(tài)運行，并且能夠記錄數(shù)據(jù)為故障分析提供依據(jù)，對變電站接地電阻的正常運行及日常維護起到了重要作用。同時由于該側(cè)錄儀價格較為便宜，可以普遍安裝在35千伏變電站內(nèi)。
文檔編號G01R19/04GK101256205SQ200710037708
公開日2008年9月3日 申請日期2007年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月27日
發(fā)明者周陶宏, 姚建歆, 宋若槑, 張建民, 錢維忠, 劍 黃 申請人:上海久電科技開發(fā)有限公司;上海市電力公司