接地点接地状态及漏电流检测装置的制作方法

本申请涉及电力系统继电器保护领域，尤其涉及一种接地点接地状态及漏电流检测装置。

背景技术：

1、在电力系统继电保护领域，电压互感器二次回路中性点n600的可靠接地是保障继电保护装置正确动作的关键环节。n600接地的作用在于确保二次回路各相电压的对称性，防止因中性点电位漂移导致保护装置采样异常。在实际运行中，若n600出现接触不良或多点接地，将造成中性点电压相位偏移，进而引起距离保护、零序方向保护等关键保护的拒动或误动，严重威胁电网安全稳定运行。随着变电站二次设备数量的增加和运行年限的增长，对接地状态进行实时、准确的在线检测成为保障电网安全运行的迫切需求。

2、在现有技术中，对接地点的在线检测主要采用钳形电流互感器安装于n600接地线上，实时采集流过接地线的电流信号，采集信号经放大电路和模数转换后输入微处理器，微处理器将检测电流值与预设的动作告警电流阈值进行比较，当电流超过整定值并经过延时后，触发告警接点输出告警信号。另一种技术路径是通过信号发生器向n600回路注入低频电流信号，利用可移动检测器在各支路测量分流电流，依据各支路电流分布情况判断接地点所在位置。

3、然而，现有的检测方式仅依靠单一电流幅值阈值进行故障判定，对接地系统复杂故障模式的识别能力有限，存在故障误判与漏判的问题。

技术实现思路

1、本申请实施例提供的接地点接地状态及漏电流检测装置，用以解决现有的检测方式仅依靠单一电流幅值阈值进行故障判定，对接地系统复杂故障模式的识别能力有限，存在故障误判与漏判的问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种接地点接地状态及漏电流检测装置，包括非接触式电流传感器模组、接触式电流传感器模组以及数据处理单元；

3、非接触式电流传感器模组用于非接触地套设在目标接地母线上，以采集流经目标接地母线的漏电流，并输出与漏电流对应的第一检测信号至数据处理单元；

4、接触式电流传感器模组用于夹持在电流二次回路的支路接地线上，以采集流经支路接地线的支路电流，并输出与支路电流对应的第二检测信号至数据处理单元；

5、数据处理单元用于接收第一检测信号和第二检测信号，并基于第一检测信号换算得到表征接地环路漏电流的第一电流值，基于第二检测信号换算得到表征支路绝缘状态的第二电流值；

6、数据处理单元还用于基于第一电流值和第二电流值，确定接地状态。

7、在一种可能的实施方式中，非接触式电流传感器模组包括依次连接的rogowski线圈单元、前置差分放大单元和积分还原单元；rogowski线圈单元采用非铁磁性材料骨架，用于感应漏电流的变化率并输出差分电压信号；前置差分放大单元用于以预设增益放大差分电压信号；积分还原单元用于对放大后的差分电压信号进行积分运算，以还原出与漏电流成正比的电压信号，并将电压信号作为第一检测信号输出至数据处理单元。

8、在一种可能的实施方式中，非接触式电流传感器模组还包括阻性负载恒流单元；阻性负载恒流单元连接在前置差分放大单元与数据处理单元之间，用于在接地电位发生偏移时，产生与偏移电压成正比的恒定电流信号，并将恒定电流信号作为另一路第一检测信号输出至数据处理单元，以使数据处理单元确定电压相位偏移状态。

9、在一种可能的实施方式中，接触式电流传感器模组包括依次连接的磁路钳口单元、霍尔敏感单元、电桥平衡单元、信号调理单元和输出驱动单元；磁路钳口单元由高磁导率软磁材料构成，用于夹持支路接地线并形成闭合磁路；霍尔敏感单元置于磁路钳口单元的磁路气隙中，用于感知闭合磁路中的磁感应强度并输出霍尔电压；电桥平衡单元采用包含霍尔敏感单元的惠斯通电桥结构，用于消除霍尔敏感单元的零位漂移，并输出与磁感应强度成正比的差分电压信号；信号调理单元用于对差分电压信号进行放大和滤波，以转换为直流电压信号；输出驱动单元用于将直流电压信号转换为标准电流信号，并将标准电流信号作为第二检测信号输出至数据处理单元。

10、在一种可能的实施方式中，数据处理单元在基于第一电流值和第二电流值，确定接地状态时，具体用于：当第一电流值处于第一预设范围且第二电流值处于第二预设范围时，确定接地状态为多点接地与绝缘不良的复合故障状态；当第一电流值处于第一预设范围且第二电流值未处于第二预设范围时，确定接地状态为接地电位偏移状态；当第一电流值未处于第一预设范围且第二电流值处于第二预设范围时，确定接地状态为电流回路绝缘损坏状态。

11、在一种可能的实施方式中，数据处理单元还用于输出与各接地状态对应的告警代码。

12、在一种可能的实施方式中，该装置还包括与数据处理单元连接的多参数显示控制屏，多参数显示控制屏用于图形化显示第一电流值、第二电流值以及接地状态对应的判定结果；多参数显示控制屏还用于通过外接存储介质导出数据处理单元记录的历史数据。

13、在一种可能的实施方式中，数据处理单元还用于根据接地状态的判定级别，采用与判定级别对应的数据存储周期，执行分级数据记录。

14、在一种可能的实施方式中，该装置还包括与数据处理单元连接的数据信号变送模块，数据信号变送模块用于将第一电流值转换为目标模拟量信号，并提供告警信号接点；目标模拟量信号和告警信号接点被配置为上传至后台监控系统。

15、在一种可能的实施方式中，该装置还包括内置转换电源模块，内置转换电源模块的输入端连接交流电源和/或直流电源，用于输出电压值不同的第一直流电压和第二直流电压；第一直流电压为数据信号变送模块供电；第二直流电压分别为非接触式电流传感器模组、接触式电流传感器模组、数据处理单元及多参数显示控制屏供电。

16、第二方面，本申请实施例提供一种变电站接地状态检测系统，包括：

17、如上第一方面和/或第一方面各种可能的实施方式中的接地点接地状态及漏电流检测装置；

18、后台监控系统，与接地点接地状态及漏电流检测装置通信连接，用于接收接地点接地状态及漏电流检测装置输出的目标模拟量信号和告警信号接点。

19、本申请实施例提供的接地点接地状态及漏电流检测装置，通过采用非接触式电流传感器模组与接触式电流传感器模组协同检测的双传感器架构，由非接触式电流传感器模组非接触地套设在目标接地母线上采集表征接地环路漏电流的第一检测信号，同时由接触式电流传感器模组夹持在电流二次回路的支路接地线上采集表征支路绝缘状态的第二检测信号，进而由数据处理单元基于两路检测信号分别换算得到第一电流值和第二电流值后综合确定接地状态，能够对n600接地系统的接地环路电位异常和支路绝缘劣化两种不同性质的故障模式进行同步检测与区分识别，避免了现有技术中仅依靠单一电流幅值阈值判定而无法区分故障类型所导致的误判与漏判问题；同时，双传感器分别针对接地母线和支路接地线这两个不同的检测节点进行独立采集，使数据处理单元能够依据两个维度的电流数据进行交叉验证和关联分析，实现了对接地状态更精准的判别，提高了复杂故障模式下接地检测的准确性和可靠性。

1.一种接地点接地状态及漏电流检测装置，其特征在于，包括非接触式电流传感器模组、接触式电流传感器模组以及数据处理单元；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述非接触式电流传感器模组包括依次连接的rogowski线圈单元、前置差分放大单元和积分还原单元；

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述非接触式电流传感器模组还包括阻性负载恒流单元；所述阻性负载恒流单元连接在所述前置差分放大单元与所述数据处理单元之间，用于在接地电位发生偏移时，产生与偏移电压成正比的恒定电流信号，并将所述恒定电流信号作为另一路所述第一检测信号输出至所述数据处理单元，以使所述数据处理单元确定电压相位偏移状态。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接触式电流传感器模组包括依次连接的磁路钳口单元、霍尔敏感单元、电桥平衡单元、信号调理单元和输出驱动单元；

5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述数据处理单元在基于所述第一电流值和所述第二电流值，确定接地状态时，具体用于：

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述数据处理单元还用于输出与各所述接地状态对应的告警代码。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与所述数据处理单元连接的多参数显示控制屏，所述多参数显示控制屏用于图形化显示所述第一电流值、所述第二电流值以及所述接地状态对应的判定结果；

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述数据处理单元还用于根据所述接地状态的判定级别，采用与所述判定级别对应的数据存储周期，执行分级数据记录。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与所述数据处理单元连接的数据信号变送模块，所述数据信号变送模块用于将所述第一电流值转换为目标模拟量信号，并提供告警信号接点；所述目标模拟量信号和所述告警信号接点被配置为上传至后台监控系统。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括内置转换电源模块，所述内置转换电源模块的输入端连接交流电源和/或直流电源，用于输出电压值不同的第一直流电压和第二直流电压；