一种互感器二次侧多点接地故障查找装置的制作方法

1.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查找装置。


背景技术：

2.发电厂和变电站的接地网不是等电位面，不同点之间会存在电位差，当较大的一次设备的大接地故障电流注入地网时，该电位差也会相应增加。若互感器二次侧在发电厂和变电站的不同点同时存在接地情况，那么地网上的电位差将窜入互感器二次侧，产生继电保护的电压波形畸变，及测量数据不准确等情况，从而影响阻抗元件和方向元件的动作。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，排查过程主要依靠人力操作进行。综上，相关技术存在的问题亟需得到解决。


技术实现要素：

3.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。
4.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查找装置，本装置能够降低故障查找操作对人工的依赖，有利于提高故障查找效率。
5.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：
6.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查找装置，包括：微处理器模块、显示模块、电源模块、采集模块和开关模块；其中，所述显示模块与所述微处理器模块相连，所述微处理器模块通过所述开关模块与所述采集模块相连，所述微处理器模块与所述采集模块相连；所述电源模块为所述显示模块、所述微处理器模块、所述采集模块和所述开关模块供电；所述采集模块包括第一电流检测装置和第二电流检测装置；所述开关模块包括第一接触器、第二接触器和电子负载，所述二次侧的接地点通过所述第一接触器的第一常开触点与所述电子负载的第一端口相连，所述电子负载的第二端口通过所述第一电流检测装置与地线相连；所述微处理器模块的第一输出端口与所述第一接触器的线圈相连；所述微处理器模块的第二输出端口与所述电子负载的第三端口相连；所述微处理器模块的第三输出端口与所述第一电流检测装置相连，所述微处理器模块的第四输出端口与所述第二接触器的线圈相连，所述微处理器模块的第五输出端口与所述第二电流检测装置相连。
7.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查找装置，还可以具有以下附加的技术特征：
8.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和所述第二电流检测装置均包括tvb10芯片。
9.进一步地，在本实用新型的一个实施例中，所述显示模块包括第一指示灯；所述电源模块通过所述第一接触器的第二常开触点与所述第一指示灯相连。
10.进一步地，在本实用新型的一个实施例中，所述显示模块还包括第二指示灯；所述
电源模块通过所述第二接触器的第二常闭触点与所述第二指示灯相连。
11.进一步地，在本实用新型的一个实施例中，所述采集模块还包括模数转换电路，所述微处理器模块通过所述模数转换电路与所述第一电流检测装置相连。
12.进一步地，在本实用新型的一个实施例中，所述电源模块包括多节5号电池。
13.进一步地，在本实用新型的一个实施例中，所述电源模块还包括转压电路，所述转压电路用于输出3.3v的直流电。
14.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：
15.本技术实施例中提出的一种互感器二次侧多点接地故障查找装置，该装置包括：微处理器模块、显示模块、电源模块、采集模块和开关模块；显示模块与微处理器模块相连，微处理器模块通过开关模块与采集模块相连，微处理器模块与采集模块相连；电源模块为显示模块、微处理器模块、采集模块和开关模块供电；采集模块包括第一电流检测装置和第二电流检测装置；开关模块包括第一接触器、第二接触器和电子负载。本装置能够降低故障查找操作对人工的依赖，且装置简单易操作，有利于提高故障查找效率。
附图说明
16.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查找装置的结构示意图；
17.图2为本实用新型提供的一种实施例中开关模块的结构示意图；
18.图3为本实用新型提供的一种实施例中采集模块的电路原理图；
19.图4为本实用新型提供的一种实施例中显示模块的电路原理图；
20.图5为本实用新型提供的另一种实施例中显示模块的电路原理图；
21.图6为本实用新型提供的一种实施例中模数转换电路原理图；
22.图7为本实用新型提供的一种实施例中转压电路原理图。
具体实施方式
23.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。
24.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。
25.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。
26.发电厂和变电站的接地网不是等电位面，不同点之间会存在电位差，当较大的一次设备的大接地故障电流注入地网时，该电位差也会相应增加。若互感器二次侧在发电厂和变电站的不同点同时存在接地情况，那么地网上的电位差将窜入互感器二次侧，产生继电保护的电压波形畸变，及测量数据不准确等情况，从而影响阻抗元件和方向元件的动作。因此使用过程中，互感器二次侧需只有一个接地点。相关技术中的条例已明确规定如下，电流互感器及电压互感器的二次回路必须分别有且只能有一点接地。相关单位的技术文件中也指出，对220kv及以上厂站的电压互感器二次回路，对是否存在2点或多点接地进行排查，且每6个月测量一次n600接地电流。
27.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，排查过程主要依靠人力操作进行。操作过程如下，首先将第一刀闸连接于接地点和地线；将第二刀闸与滑线电阻的串联电路，接于接地点和地线之间。其次，闭合第一刀闸，断开接地点处原接地线；调整滑线电阻的阻值为零欧姆，闭合第二刀闸，断开第一刀闸，测量此时滑线电阻上的第一电流。再次，闭合第一刀闸，断开第二刀闸，调整滑线电阻的阻值为10欧姆，断开第一刀闸，测量此时滑线电阻上的第二电流；最后，对滑线电阻上的第一电流和第二电流进行分析，判断互感器二次侧是否存在多点接地故障。上述操作过程中，需要多次对刀闸和滑线电阻按照步骤进行调整，需要依靠大量的人工操作，且步骤繁琐，容易出错。
28.对此，本实用新型提出一种互感器二次侧多点接地故障查找装置，能够降低故障查找操作对人工的依赖，且装置简单易操作，有利于提高故障查找效率。下面结合附图详细说明本实用新型所提出的故障查找装置的结构及工作原理。
29.参照图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查找装置，该装置包括：微处理器模块120、显示模块110、电源模块、采集模块140和开关模块130；
30.其中，所述显示模块110与所述微处理器模块120相连，所述微处理器模块120通过所述开关模块130与所述采集模块140相连，所述微处理器模块120与所述采集模块140相连；所述电源模块为所述显示模块110、所述微处理器模块120、所述采集模块140和所述开关模块130供电；
31.参照图2所示的本实用新型一种实施例中开关模块的结构示意图，所述采集模块140包括第一电流检测装置210和第二电流检测装置220；
32.所述开关模块130包括第一接触器230、第二接触器240和电子负载250，所述二次侧的接地点260通过所述第一接触器230的第一常开触点231与所述电子负载250的第一端口相连，所述电子负载250的第二端口通过所述第一电流检测装置210与地线270相连；
33.所述接地点260通过所述第二接触器240的第一常闭触点241与所述第二电流检测装置220的第一端口相连，所述第二电流检测装置220的第二端口与所述地线270相连；
34.所述微处理器模块120的第一输出端口121与所述第一接触器230的线圈相连；所述微处理器模块120的第二输出端口122与所述电子负载250的第三端口相连；所述微处理器模块120的第三输出端口123与所述第一电流检测装置210相连，所述微处理器模块120的第四输出端口124与所述第二接触器240的线圈相连，所述微处理器模块120的第五输出端口125与所述第二电流检测装置220相连。
35.本技术实施例中的微处理器模块用于接收采集模块所测量的电流数据，并对电流数据进行分析处理后，得出互感器二次侧是否存在多点接地故障的结论，并将该结论发送至显示模块进行显示。在一些可能的实施方式中，本技术中的微处理器模块可采用at mega 64控制芯片，即可满足本故障查找装置的功能。显示模块接收微处理器模块的指令，对多点接地故障进行显示。在一些可能的实施方式中，本技术中的显示模块可采用可触摸的led屏，除了对多点接地故障进行显示外，led屏还可以接收用户的操作指令，并将该操作指令发送至微处理器模块进行相应的处理后进行执行，以满足用户的多样化需求。
36.本技术实施例中的采集模块包括第一电流检测装置和第二电流检测装置，用于检测所在支路上的电流，并将所检测的电流数据发送至微处理器模块进行处理计算。同时，微处理器模块还可以对所采集的电流数据执行存储操作，方便用户进行记录和查找。
37.本技术实施例中的开关模块包括第一接触器、第二接触器和电子负载。互感器二次侧的接地点通过所述第一接触器的第一常开触点与电子负载的第一端口相连，电子负载的第二端口通过第一电流检测装置与地线相连。同时，互感器二次侧的接地点通过第二接触器的第一常闭触点与所述第二电流检测装置的第一端口相连，第二电流检测装置的第二端口与地线相连。同时，微处理器模块的第一输出端口与第一接触器的线圈相连，微处理器模块的第二输出端口与电子负载的第三端口相连，微处理器模块的第三输出端口与第一电流检测装置相连，微处理器模块的第四输出端口与第二接触器的线圈相连，微处理器模块的第五输出端口与第二电流检测装置相连。通过微处理器模块控制开关模块的按照故障查找的顺序执行相应的动作，同时控制第一电流检测装置和第二电流检测装置执行电流的测量工作，并将所测得的电流数据发送至微处理器模块。因此，故障查找过程由微处理器模块进行控制，有利于缓解故障查找过程中对人工的依赖。本实用新型提出的故障查找装置，在使用时，只需要将本装置相应的接线端口接于接地点和地线即可，使用方便，有利于提升故障查找的效率。具体地，如图2中所示，第一常闭触点241，使得故障查找装置故障或掉电时，接地点260仍可靠接地，有利于保护电力系统的安全性能。在一些可能的实施例中，本装置的工作过程如下所述：首先将本装置接入接地点和地线之间，启动装置，断开接地点处的电力系统的连接线。启动装置的多点接地查找功能，微处理器模块控制第一常闭触点闭合，并读取第二电流检测装置的电流数据，记为第三电流。微处理器模块收到第三电流数据后，控制第一常开触点闭合，同时控制第一常闭触点打开，控制电子负载的阻值调至0欧姆，并读取第一电流检测装置的电流数据，记为第四电流。微处理器模块在收到第四电流数据后，控制电子负载的阻值缓慢增大，同时读取第一电流检测装置的电流数据，若此时电流数据随着电阻负载的阻值的增大而减小，则判定存在多点接地故障。微处理器模块通过对电流数据进行判断分析，给出结论。综上，该装置能够降低故障查找操作对人工的依赖，且装置简单易操作，有利于提高故障查找效率。
38.可选地，本技术实施例中的故障查找装置中的第一电流检测装置和第二电流检测装置均包括tvb10芯片。
39.本技术实施例中的第一电流检测装置和第二电流检测装置可采用tvb10芯片，其原理是采用霍尔传感器原理，能够精确采集复杂波形的电流。tvb10芯片的电路原理图如图3所示，通过芯片u13的in、out两个引脚接入测量电路中，即将图3中的端口310和端口320接入测量电流中。tvb芯片将电流信号转换成模拟量信号，并通过芯片u13的o/p引脚输出。模
拟量的电流信号通过运算放大器u14及其外围电路处理后，通过端口330传送到微处理器模块的相应端口，微处理器模块对该信号处理后获得相应的电流值。
40.可选地，本技术实施例中的故障查找装置，所述显示模块包括第一指示灯，所述第一指示灯用于表征所述第一常开触点的状态；所述电源模块通过所述第一接触器的第二常开触点与所述第一指示灯相连。
41.本技术实施例中的，显示模块还包括第一指示灯，用于指示第一常开触点的状态。如图4所示的第一指示灯的电路原理图，电源模块150通过第一接触器230的第二常开触点232与第一指示灯410相连。具体地，第一常开触点和第二常开触点均属于第一接触器，因此，若微处理器模块的第一输出端口121通过指令控制第一接触器230的线圈得电后，第一常开触点231闭合，同时，第二常开触点232闭合，此时第一指示灯410接通点亮。同理，若第一常开触点断开的同时，第二常开触点也断开，此时第一指示灯不接通，即第一指示灯灭。因此，通过第一指示灯的状态表征第一常开触点的状态。
42.可选地，本技术实施例中的故障查找装置，所述显示模块还包括第二指示灯，所述第二指示灯用于表征所述第一常闭触点的状态；所述电源模块通过所述第二接触器的第二常闭触点与所述第二指示灯相连。
43.本技术实施例中的，显示模块还包括第二指示灯，用于指示第一常闭触点的状态。如图5所示的第二指示灯的电路原理图，电源模块150通过第二接触器240的第二常闭触点242与第二指示灯510相连。具体地，第一常闭触点和第二常闭触点均属于第二接触器，因此，若微处理器模块的第三输出端口123通过指令控制第二接触器240的线圈得电后，第一常闭触点241打开，同时，第二常闭触点242打开，此时第二指示灯510不接通，处于灭的状态。同理，若第二常闭触点闭合的同时，第二常闭触点也闭合，此时第二指示灯接通，即第二指示灯点亮。因此，通过第二指示灯的状态表征第一常闭触点的状态。
44.可选地，本技术实施例中的故障查找装置，所述采集模块还包括模数转换电路，所述微处理器模块通过所述模数转换电路与所述第一电流检测装置相连。
45.本技术实施例中的采集模块还包括模数转换电路，见图6所示的模数转换电路原理图。模数转换电路采用第一ad8552芯片630和第二ad8552芯片640。通过端口610和端口620连接电流检测装置，模数转换电路对电流检测装置所测得的电流数据进行模数转换和放大后，转换成微处理器模块能够识别的信号后，通过端口650发送至微处理器模块。同样地，本领域技术人员可以得知，微处理器模块通过模数转换电路与第二电流检测装置相连。
46.可选地，本技术实施例中的故障查找装置，所述电源模块包括多节5号电池。
47.本技术实施例中的电源模块可以包括多节5号电池。在一些可能的实施例中，可以通过3节5号电池串联电路，获得4.5v的直流电，供给显示模块使用。
48.可选地，本技术实施例中的故障查找装置，所述电源模块还包括转压电路，所述转压电路用于输出3.3v的直流电。
49.本技术实施例中的，电源模块还包括转压电路，具体地，参见图7所示的转压电路原理图。转压电路采用pw6566稳压芯片710降压，该芯片能够将2～6v的直流电压转为3.3v稳定直流电压，供给微处理器模块和采集模块使用。
50.综上所述，本技术实施例中提出的一种互感器二次侧多点接地故障查找装置，包括：微处理器模块、显示模块、电源模块、采集模块和开关模块，该装置能够降低故障查找操
作对人工的依赖，且装置简单易操作，有利于提高故障查找效率。本故障查找装置可广泛应用于电力系统技术领域内。
51.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。
52.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。