專利名稱：變電站電壓互感器二次中性點多點接地監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變電站電壓互感器二次中性點多點接地監(jiān)測裝置，屬于電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
本案以500kV變電站為例進(jìn)行說明，當(dāng)500kV變電站電壓互感器二次中性點(N600)存在多點接地時，發(fā)生線路短路故障，故障電流在地網(wǎng)中流通形成電壓，該電壓迭加進(jìn)二次中性點，導(dǎo)致繼電保護裝置感受的相電壓發(fā)生畸變，造成繼電保護裝置拒動或者誤動，造成電網(wǎng)事故。申請?zhí)枮?01120254560.1的發(fā)明專利是一種簡易的二次中性點多點接地監(jiān)測裝置。它的構(gòu)造如圖1所示，包括變電站的保護屏，在保護屏上連接有電壓互感器二次中性點，在電壓互感器二次中性點上連接有一點接地回路，在一點接地回路上連接有零序電流互感器，在零序電流互感器的二次引出端上連接有電流指示表。當(dāng)發(fā)生接地故障時的各相電流的向量和不為零，故障電流使零序電流互感器的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通，零序電流互感器的二次引出端使電流指示表發(fā)生變化，從而幫助運行維護人員對二次中性點是否存在多點接地進(jìn)行實施監(jiān)視。在實際使用過程中，由于電壓互感器二次負(fù)載的不平衡，與接地點地位接地電阻不為零的原因，中性線中有一不平衡電流流過，電流的大小與負(fù)載的不平衡度有關(guān)，是一變化量。但該發(fā)明無法對電流值進(jìn)行判斷，并對超過設(shè)定值的電流進(jìn)行報警，所以達(dá)不到無人值守的要求；并且該發(fā)明無法對短暫發(fā)生過的多點接地事件進(jìn)行記憶和存儲，為電網(wǎng)安全運行留下了隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題提供了一套安裝方便實用性強，可實時的對電壓互感器二次中性線(點)電流進(jìn)行檢測，并可在其超過設(shè)定值時進(jìn)行報警，同時可以對報警事件進(jìn)行自動存儲，而且可以實時的將檢測結(jié)果，通過數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)上傳至遠(yuǎn)程監(jiān)控管理部門，能夠在無人值守的情況下正常工作，對于無人站的建設(shè)更具重要的實用意義。本發(fā)明的技術(shù)方案是:.變電站電壓互感器二次中性點多點接地監(jiān)測裝置，包括與電壓互感器二次中性點連接的一點接地回路，在一點接地回路上連接有單匝穿心電流傳感器，其特征是在電流感應(yīng)線圈上連接有Α/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，Α/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連入MCU微處理器，在MCU微處理器上連接有報警電路、內(nèi)存、通訊模塊、電源處理模塊、IXD顯示模塊、按鍵操作模塊、電源處理模塊和時鐘信號控制模塊。所述的變電站電壓互感器二次中性點多點接地監(jiān)測裝置，其特征是所述Α/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊用于將采集到的二次中性線電流轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳入MCU微處理器，所述MCU微處理器采用STCDC5620AD芯片，對Α/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器傳入的信號進(jìn)行大小判斷，若大于設(shè)定值則存入內(nèi)存并報警，同時通過以太網(wǎng)傳至遠(yuǎn)程終端。所述的變電站電壓互感器二次中性點多點接地監(jiān)測裝置，其特征是所述MCU微處理器將測試結(jié)果用數(shù)據(jù)總線傳輸，將測試結(jié)果通過LCD顯示模塊顯示。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過對二次中性線電流的監(jiān)測和大小判定，可以在電流值超過設(shè)定值時存儲、報警并發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺。相對于傳統(tǒng)的監(jiān)測方法，做到了無人值守，節(jié)省了以往監(jiān)測過程中耗費的大量的時間和勞力。


圖1現(xiàn)有技術(shù)的二次中性點檢測裝置結(jié)構(gòu) 圖2為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)方框 圖3為電源處理模塊；
圖4為A/D轉(zhuǎn)換模塊；
圖5為MCU主控制器模塊；
圖6為時鐘、存儲及IXD顯示模塊；
圖7為485通訊模塊。圖中，1-保護屏；2_中性點；3_接地回路；4_零序電流互感器；5_報警接點；6-報
I=I目.0
具體實施例方式本裝置的總體結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由MCU中心處理模塊及與所述MCU中心處理模塊連接的電源處理模塊、Α/D轉(zhuǎn)換模塊、存儲數(shù)據(jù)模塊、時鐘信號控制模塊、IXD顯示模塊、報警電路、485通訊模塊等部分構(gòu)成的框圖。圖3、4、5、6、7分別為本發(fā)明具體實施例中各部分所選用的芯片之間的功能腳及其所用的元器件的連接示意圖。圖3電源模塊，220V交流電源經(jīng)JXD2.5-0505-WFCIE輸出兩路電壓分別為:5V/0.lA、5V/0.4A，一路經(jīng)C1、E1、L1、L2、C14、C15、R30等構(gòu)成的濾波電路處理后，為MCU中心處理模塊、Α/D轉(zhuǎn)換模塊、存儲數(shù)據(jù)模塊、時鐘信號控制模塊、LCD顯示模塊及報警電路提供工作電壓；另一路經(jīng)C2、E2濾波后為485通訊模塊提供工作電壓。
圖4六/1)轉(zhuǎn)換模塊，經(jīng)(:1'采集來的信號經(jīng)過1 1、1 2、1 3、1 4、1 5、01、03、(:4、05組成的濾波電路處理后送至Α/D芯片CS5460的15、16腳即IIN-和IIN+腳，芯片LM236D及R8R9C13構(gòu)成的電路為Α/D芯片CS5460提供了基準(zhǔn)電壓接至CS5460芯片的11、13腳即VREF0UT和VA-引腳，CS5460芯片2、8、18腳懸空，4.096M的晶振Y2接在CS5460的XOUT和XIN引腳之間，C9對地接在VA+起到濾波的作用，VIN+和VIN-引腳接地，R6、R7串聯(lián)后和ClO并聯(lián)取R6兩端的電壓接至VD+和PFMON的引腳上R33、R34分別接至EDIR和EOUT端然后一同接至 VCC，C9、VREFIN 接 2.5V 的固定電壓，RESET、CS、SD1、SDO、SCLK, INT 分別和 MCU 主芯片 STC12C5620AD 中的 PL 7/SCLK/ADC7、Pl.4/SS/ADC4、P2.0/CEX2/PCA2/PWM2、PL 5/M0SI/ADC5、PL 6/MIS0/ADC6、Ρ3.2/ΙΝΤ0 引腳相連，CIO、R6、R7、R33、R34、Y2 等元器件構(gòu)成了芯片CS5460工作的基本條件。圖5 MCU主控制器模塊，采用STC12C5620AD芯片，C6、C7、Yl構(gòu)成時鐘電路接至芯片的XTALl、XTAL2的引腳上，E3、R10構(gòu)成復(fù)位信號接至芯片的RST引腳上，C8對地接至VCC引腳，GND接地，VCC、GND、RXD、TXD構(gòu)成數(shù)據(jù)下載接口，P2.5通過R16接BGl的基極，BGl的集電極接到BEEP構(gòu)成報警電路。
圖6時鐘、存儲及IXD顯示模塊:
a)、時鐘芯片主要選PCF8563T，D2、D3、Cll、BTl構(gòu)成時鐘芯片的電源部分接至芯片的VDD引腳，VSS接地，晶振Y3和可變電容CWl組合為時鐘芯片工作提供了基本條件，INT和CLKOUT引腳懸空，SDA和SCL分別與芯片STC12C5620AD的P2.6和P2.7相連。b)、存儲芯片主要選AT24C32D，AO、GND接地，Al、A2接VCC，Cl接VCC起到濾波作用，SDA、SCL分別通過R18、R17接VCC,同時SDA、SCL分別接到芯片STC12C5620AD的P2.6和P2.7的引腳上。c)、IXD顯示部分主要選用0CMJ1223C的液晶屏，三極管BG3的發(fā)射極接VCC，基極通過電阻R32接至芯片STC12C5620AD的PL 3/ADC3，集電極接0CMJ1223C的LED+引腳，CLK、DATA分別接Pl.0和Pl.1引腳上。圖7為485通訊模塊，Ql、Q2光耦隔離器主要起到信號隔離的作用，Ql的4腳接地,6腳接芯片STC12C5620AD的P3.0/RXD同時通過R19接到VCC, I腳通過R21接5V，3腳和485芯片R引腳相連，Q2的3腳接芯片STC12C5620AD的P3.1/TXD, I腳通過R20接到VCC，6腳接至485芯片的D引腳上，同時通過R23接至BG3的基極，4腳接到BG3的發(fā)射極同時接5G，R22、R23、R24和BG3組成共發(fā)射極放大電路，BG3集電極接到485芯片的RE和DE引腳上，Cll接在485芯片的GND和VCC之間其濾波作用，L3、R25、R26、R27、R28、FLl和FL2組成485接口電路。
外電源，外接220V交直流變5V直流電源，經(jīng)過一系列的濾波穩(wěn)壓后，輸出的電壓作為本發(fā)明裝置的工作電源。以下敘述本發(fā)明的工作過程:
電流變送器采用無殘壓全隔離的電流檢測方式，選用單匝穿芯電流傳感器、先進(jìn)的微處理技術(shù)以及獨有的瞬態(tài)參數(shù)測試技術(shù)進(jìn)行線性化處理及計算，將測試結(jié)果用總線進(jìn)行數(shù)字傳輸；數(shù)據(jù)采集器實時采集電流變送器測量數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，就地顯不O
權(quán)利要求
1.變電站電壓互感器二次中性點多點接地監(jiān)測裝置，包括與電壓互感器二次中性點連接的一點接地回路，在一點接地回路上連接有單匝穿心電流傳感器，其特征是在電流感應(yīng)線圈上連接有Α/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，Α/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連入MCU微處理器，在MCU微處理器上連接有報警電路、內(nèi)存、通訊模塊、電源處理模塊、LCD顯示模塊、按鍵操作模塊、電源處理模塊和時鐘信號控制模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站電壓互感器二次中性點多點接地監(jiān)測裝置，其特征是所述Α/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊用于將采集到的二次中性線電流轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳入MCU微處理器，所述的MCU微處理器采用ST⑶C5620AD芯片，對Α/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器傳入的信號進(jìn)行大小判斷，若大于設(shè)定值則存入內(nèi)存并報警，同時通過以太網(wǎng)傳至遠(yuǎn)程終端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站電壓互感器二次中性點多點接地監(jiān)測裝置，其特征是所述MCU微處理器將測試結(jié)果用數(shù)據(jù)總線傳輸，將測試結(jié)果通過LCD顯示模塊顯示。
全文摘要
變電站電壓互感器二次中性點多點接地監(jiān)測裝置，包括與電壓互感器二次中性點連接的一點接地回路，在一點接地回路上連接有單匝穿心電流傳感器，其特征是在電流感應(yīng)線圈上連接有A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連入MCU微處理器，在MCU微處理器上連接有報警電路、內(nèi)存、通訊模塊、電源處理模塊、LCD顯示模塊、按鍵操作模塊、電源處理模塊和時鐘信號控制模塊。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過對二次中性線電流的監(jiān)測和大小判定，可以在電流值超過設(shè)定值時存儲、報警并發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺。相對于傳統(tǒng)的監(jiān)測方法，做到了無人值守，節(jié)省了以往監(jiān)測過程中耗費的大量的時間和勞力。
文檔編號G01R19/25GK103207345SQ20131007630
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者李社勇, 張中明, 申洲 申請人:李社勇