一種單相接地故障檢測電路、方法以及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種單相接地故障檢測電路，包括：報警電路、電壓傳感器、電壓比較電路以及計時電路。其中，電壓傳感器采集變壓器與過渡觸頭之間的連接排上的電壓值，當電壓傳感器采集到的電壓值大于預設電壓值時，輸出第一控制信號至計時電路，在預設時間到來時，該計時電路產(chǎn)生第二控制信號控制報警電路中的報警器發(fā)出報警。有效的對單相接地故障進行預警，保障了供電系統(tǒng)的安全。
【專利說明】一種單相接地故障檢測電路、方法以及系統(tǒng)【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電力故障檢測【技術領域】，更具體的說是涉及一種單相接地故障檢測電路、方法以及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電氣化水平的日益提高，電能的消耗也越來越大。通常，我國配電網(wǎng)采用中性點不直接接地的方式進行電能的傳送，該方式也稱為小電流接地供電方式。
[0003]目前，受電網(wǎng)供電負荷等影響，IlOkV變電站中主變壓器(以三圈變?yōu)槔?的主變35kV開關經(jīng)常較長時間處于熱備用狀態(tài)，形成了主變IlOkV側只供IOkV的特殊運行方式。[0004]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在上述運行方式下，主變中壓側套管至35kV過渡觸頭柜之間的聯(lián)絡電纜容易發(fā)生擊穿，進而導致主變差動保護動作跳閘的故障。具體的，在該中性點不直接接地的方式進行供電時，如果在運行過程中發(fā)生單相接地，運行人員也不能及時發(fā)現(xiàn)。雖然35kV系統(tǒng)是中性點不接地系統(tǒng)，允許單相接地運行一段時間，但在單相接地方式下系統(tǒng)絕緣很脆弱，如果受到一些電網(wǎng)的擾動或者電纜本身絕緣不良，極有可能發(fā)展成為兩點接地故障，使供電系統(tǒng)過電壓，從而使主要變壓器附近區(qū)域短路，發(fā)生停電現(xiàn)象，并影響供電系統(tǒng)的安全。
[0005]可見，在上述運行方式下，提供一種單相接地故障檢測裝置，對電壓進行檢測和預警是相當重要的，它能夠在第一時間告知操作人員電纜(或母排)的工況，一旦發(fā)生單相接地故障，可以及時采取防范措施，避免事故的擴大和大范圍的停電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種單相接地故障檢測電路，有效的對單相接地故障進行預警，保障了供電系統(tǒng)的安全。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
[0008]一種單相接地故障檢測電路，其特征在于，包括:
[0009]報警電路，所述報警電路至少包括報警器；
[0010]采集變壓器與過渡觸頭之間的連接排上的電壓值的電壓傳感器；
[0011]與所述電壓傳感器相連，當所述電壓傳感器采集到的電壓值大于預設電壓值時，輸出第一控制信號的電壓比較電路；
[0012]與所述電壓比較電路相連，接收所述第一控制信號，在預設時間到來時，產(chǎn)生第二控制信號控制所述報警器報警的計時電路。
[0013]優(yōu)選的，還包括:
[0014]設置在所述電壓比較電路與所述計時電路之間，在所述電壓比較電路輸出所述第一控制信號時點亮的指示燈。
[0015]優(yōu)選的，所述電壓傳感器至少包括:[0016]串接在所述變壓器的信號輸出端與地之間的第一電容。
[0017]優(yōu)選的，所述預設電壓值為所述連接排上的額定相電壓的1.2倍，所述預設時間為兩分鐘。
[0018]優(yōu)選的，還包括:
[0019]與所述計時電路的信號輸出端相連，在接收到所述第二控制信號后，發(fā)送報警信息的GSM收發(fā)模塊。
[0020]一種單相接地故障檢測方法，包括:
[0021]采集變壓器與過渡觸頭之間的連接排上的電壓值；
[0022]比較采集到的所述電壓值與預設電壓值的大小，當采集到的所述電壓值大于預設電壓值時，輸出第一控制信號；
[0023]接收所述第一控制信號，在預設時間到來時，產(chǎn)生第二控制信號控制報警器報警。
[0024]優(yōu)選的，所述預設電壓值為所述連接排上的額定相電壓的1.2倍，所述預設時間為兩分鐘。
[0025]優(yōu)選的，還包括:
[0026]在接收到所述第二控制信號后，發(fā)送報警信息至預設電子設備。
[0027]一種單相接地故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括遠程監(jiān)控平臺以及任意一項上述的單相接地故障檢測電路。
[0028]經(jīng)由上述的技術方案可知，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供了一種單相接地故障檢測電路，包括:報警電路、電壓傳感器、電壓比較電路以及計時電路。其中，電壓傳感器采集變壓器與過渡觸頭之間的連接排上的電壓值，當電壓傳感器采集到的電壓值大于預設電壓值時，輸出第一控制信號至計時電路，在預設時間到來時，該計時電路產(chǎn)生第二控制信號控制報警電路中的報警器發(fā)出報警。有效的對單相接地故障進行預警，保障了供電系統(tǒng)的安全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1為本發(fā)明提供的一種單相接地故障檢測電路的原理框圖；
[0031]圖2為本發(fā)明提供的一種單相接地故障檢測電路的原理示意圖；
[0032]圖3為本發(fā)明提供的又一種單相接地故障檢測電路的原理示意圖；
[0033]圖4為本發(fā)明提供的一種單相接地故障檢測電路的具體電路圖；
[0034]圖5為本發(fā)明提供的一種單相接地故障檢測方法的流程圖；
[0035]圖6為本發(fā)明提供的又一種單相接地故障檢測方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0036]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0037]請參閱圖1，為本發(fā)明提供的一種單相接地故障檢測電路的原理框圖，該單相接地故障檢測電路，包括:電壓傳感器101、電壓比較電路102、計時電路103以及報警電路104，其中，報警電路104包括報警器1041。
[0038]其中，電壓傳感器101用于采集變壓器與過渡觸頭之間的連接排上的電壓值。電壓比較電路與電壓傳感器相連，接收電壓傳感器采集到的電壓值，并將該接收到的電壓值與預設電壓值進行比較，當采集到的電壓值大于預設電壓值時，輸出第一控制信號至計時電路。在預設時間到來時，計時電路產(chǎn)生第二控制信號控制報警電路中的報警器發(fā)生報警。
[0039]可見，本發(fā)明提供了一種單相接地故障檢測電路，有效的對單相接地故障進行預警，保障了供電系統(tǒng)的安全。
[0040]優(yōu)選的，本發(fā)明還提供了一種單相故障檢測電路的原理示意圖，如圖2所示，該檢測電路包括:電壓傳感器101、電壓比較電路102、計時電路103以及報警電路104，其中，報警電路104包括報警器。從圖中不難發(fā)現(xiàn)，該報警電路104中包括:繼電器1042、開關管以及報警器。
[0041]其中，各器件的連接關系為:開關管的控制端與計時電路的信號輸出端相連，繼電器的線圈串接在開關管的輸入端與計時模塊的第一輸出端之間，開關管的輸出端接地，繼電器的常開開關與報警器相連。
[0042]結合該報警電路的具體結構，該實施例提供的單相故障檢測電路的工作原理為:
[0043]電壓傳感器101用于采集變壓器與過渡觸頭之間的連接排上的電壓值。電壓比較電路102與電壓傳感器101相連，接收電壓傳感器101采集到的電壓值，并將該接收到的電壓值與預設電壓值進行比較，當采集到的電壓值大于預設電壓值時，輸出第一控制信號至計時電路103。在預設時間到來時，計時電路產(chǎn)生第二控制信號至開關管，控制開關管開啟，此時，繼電器1042通電發(fā)生動作，即常開開關閉合，則報警器通電，發(fā)生報警。
[0044]采用本發(fā)明提供了一種單相接地故障檢測電路，能夠有效的對單相接地故障進行預警，保障了供電系統(tǒng)的安全。
[0045]優(yōu)選的，結合實際情況，本實施例還給出了預設電壓值和預設時間的最優(yōu)方案，如定義預設電壓值為連接排上的額定相電壓的1.2倍，預設時間為兩分鐘等。需要說明的是，此處的限定只是為了舉例說明，并不將本申請的保護范圍局限于此。此處的預設時間和預設電壓可以通過對電壓比較電路102以及計時電路103的更改實現(xiàn)。
[0046]為了更好的進行預警，如圖3所示，本實施例還在電壓比較電路102與計時電路103之間設置有指示燈105。該指示燈105在電壓比較電路102輸出第一控制信號時點亮。也即，當檢測到的電壓高于單相額定電壓的1.2倍時，指示燈點亮。除此，本實施例還在電壓比較電路102與計時電路103之間設置有光電耦合器106。該光電耦合器的輸入端串接在電壓比較電路的輸出端與地之間，其輸出端與計時電路的輸入端相連。
[0047]具體的，本實施例還提供了一種單相接地故障檢測電路的具體實現(xiàn)電路，如圖4所示，其中，該檢測電路包括:電壓傳感器、電壓比較電路、計時電路以及報警電路。
[0048]其中，電壓傳感器至少包括串接在變壓器的信號輸出端與地之間的第一電容。通過該電容實現(xiàn)對電壓的保持采集。具體的，電壓傳感器包括:壓敏電阻、限流電阻、去耦電容、第一整流二極管、第二整流二極管、穩(wěn)壓管、濾波電容以及分流電阻。
[0049]其連接關系為:
[0050]壓敏電阻的第一端與限流電阻的第一端相連且作為電壓傳感器的輸入端，限流電阻的第二端分別與去耦電容的第一端、第一整流二極管的陽極以及第二整流二極管的陰極相連，第一整流二極管的陰極分別與穩(wěn)壓管的陰極、濾波電容的第一端以及分流電阻的第一端相連且作為電壓傳感器的輸出端，壓敏電阻的第二端、去耦電容的第二端、第一整流二極管的陽極、穩(wěn)壓管的陽極、濾波電容的第二端以及分流電阻的第二端均接地。
[0051]計時電路包括:供電電阻、延時電容、第一分壓電阻、第二分壓電阻、第一穩(wěn)壓二極管以及運算放大器；
[0052]供電電阻的第一端分別與第一分壓電阻的第一端以及第一穩(wěn)壓二極管的陰極相連且作為計時電路的第一輸出端，供電電阻的第二端與光電耦合器的第一輸出端相連，第一分壓電阻的第二端分別與運算放大器的反相輸入端以及第二分壓電阻的第一端相連，光電耦合器的第二輸出端分別與延時電容的第一端以及運算放大器的同相輸入端相連，延時電容的第二端、第二分壓電阻的第二端以及第一穩(wěn)壓管的陰極均接地且作為計時電路的第二輸出端，運算放大器的輸出端作為計時電路的信號輸出端。
[0053]結合上述具體的連接關系，本單相接地故障檢測電路的工作原理為:
[0054]壓敏電阻fl和穩(wěn)壓二極管DWl進行過壓保護，通過限流電阻Rl對去耦電容Cl進行充電，即采集電壓的過程，在本電路中，增加了整流二極管Dl和D2，用于使電流平穩(wěn)。濾波電容C4則是對采集的電壓進行濾波處理，電阻R4是用于調節(jié)啟輝閥的值。此后，將采集到的電壓信號輸入比較器Ul的輸入端，當比較器Ul的輸入電壓大于預設值時,輸出第一控制信號，使發(fā)光二極管LEDl以及光電稱合器U4導通。
[0055]然后光電耦合器U4的輸出信號經(jīng)過電阻RlO給延時電容C7充電，此處需要說明的是，設置不同電容的容量可以決定延時的時間，當電容C7上充有足夠的電時，即此時比較器的同相輸入端的電壓高于反相輸入端的電壓時，比較器輸出第二控制信號至開關管Ql, Ql導通使得繼電器動作，報警器發(fā)出報警。
[0056]結合上述電路連接關系，不難發(fā)現(xiàn)，本實施例提供的單相接地故障檢測裝置是采用開關量信號的傳輸，相較于電壓或電流的直接傳輸，能夠有效的避免電壓或電流傳輸存在的電壓畸形和失真的現(xiàn)象，傳輸效率高。
[0057]優(yōu)選的，還可以設置短信收發(fā)模塊，在接收到所述第二控制信號后，發(fā)送報警信息至操作人員的手機或遠程控制臺，以便操作人員能計時的對現(xiàn)場的故障進行處理。
[0058]需要說明的是，本實施例提供的一種單相接地故障檢測裝置還具備帶電顯示裝置，該帶電顯示裝置和現(xiàn)有技術中開關柜面板上的帶電顯示裝置的結構和功能相同。在主變正常運行狀態(tài)下，母線單相接地由母線壓變進行檢測和告警，本單相接地故障檢測裝置不工作。當主變開關斷開時，主變至主變開關之間的母線發(fā)生單相接地，此時，本單相接地故障檢測裝置工作，有效的對單相接地故障進行預警，保障了供電系統(tǒng)的安全。
[0059]除上述實施例外，本發(fā)明還提供了一種單相接地故障檢測方法，如圖5所示，包括步驟:
[0060]SlOl:采集變壓器與過渡觸頭之間的連接排上的電壓值。
[0061]S102:比較采集到的所述電壓值與預設電壓值的大小，當采集到的所述電壓值大于預設電壓值時，輸出第一控制信號。
[0062]S103:接收所述第一控制信號，在預設時間到來時，產(chǎn)生第二控制信號控制報警器報警。
[0063]結合上述電路結構，其工作原理為:電壓傳感器101用于采集變壓器與過渡觸頭之間的連接排上的電壓值。電壓比較電路與電壓傳感器相連，接收電壓傳感器采集到的電壓值，并將該接收到的電壓值與預設電壓值進行比較，當采集到的電壓值大于預設電壓值時，輸出第一控制信號至計時電路。在預設時間到來時，計時電路產(chǎn)生第二控制信號控制報警電路中的報警器發(fā)生報警。
[0064]優(yōu)選的，結合實際情況，本實施例還給出了預設電壓值和預設時間的最優(yōu)方案，如定義預設電壓值為連接排上的額定相電壓的1.2倍，預設時間為兩分鐘等。需要說明的是，此處的限定只是為了舉例說明，并不將本申請的保護范圍局限于此。
[0065]請參閱圖6，為了更加及時的通知操作人員故障信息，本方法還包括步驟:
[0066]S104:在接收到所述第二控制信號后，發(fā)送報警信息至預設電子設備。
[0067]除此，本發(fā)明還提供了一種單相接地故障檢測系統(tǒng)，包括遠程監(jiān)控平臺以及如任意一項上述的單相接地故障檢測電路。其檢測電路的工作原理以及結構請參見上述實施例，再次不做詳述。
[0068]綜上，本發(fā)明提供了一種單相接地故障檢測電路，包括:報警電路、電壓傳感器、電壓比較電路以及計時電路。其中，電壓傳感器采集變壓器與過渡觸頭之間的連接排上的電壓值，當電壓傳感器采集到的電壓值大于預設電壓值時，輸出第一控制信號至計時電路，在預設時間到來時，該計時電路產(chǎn)生第二控制信號控制報警電路中的報警器發(fā)出報警。有效的對單相接地故障進行預警，保障了供電系統(tǒng)的安全。
[0069]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例提供的裝置而言，由于其與實施例提供的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。
[0070]對所提供的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所提供的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種單相接地故障檢測電路，其特征在于，包括: 報警電路，所述報警電路至少包括報警器； 采集變壓器與過渡觸頭之間的連接排上的電壓值的電壓傳感器； 與所述電壓傳感器相連，當所述電壓傳感器采集到的電壓值大于預設電壓值時，輸出第一控制信號的電壓比較電路； 與所述電壓比較電路相連，接收所述第一控制信號，在預設時間到來時，產(chǎn)生第二控制信號控制所述報警器報警的計時電路。
2.根據(jù)權利要求1所述的單相接地故障檢測電路，其特征在于，還包括: 設置在所述電壓比較電路與所述計時電路之間，在所述電壓比較電路輸出所述第一控制信號時點亮的指示燈。
3.根據(jù)權利要求1所述的單相接地故障檢測電路，其特征在于，所述電壓傳感器至少包括: 串接在所述變壓器的信號輸出端與地之間的第一電容。
4.根據(jù)權利要求1所述的單相接地故障檢測電路，其特征在于，所述預設電壓值為所述連接排上的額定相電壓的1.2倍，所述預設時間為兩分鐘。
5.根據(jù)權利要求1所述的單相接地故障檢測電路，其特征在于，還包括: 與所述計時電路的信號輸出端相連，在接收到所述第二控制信號后，發(fā)送報警信息的GSM收發(fā)模塊。
6.一種單相接地故障檢測方法，其特征在于，包括: 采集變壓器與過渡觸頭之間的連接排上的電壓值； 比較采集到的所述電壓值與預設電壓值的大小，當采集到的所述電壓值大于預設電壓值時，輸出第一控制信號； 接收所述第一控制信號，在預設時間到來時，產(chǎn)生第二控制信號控制報警器報警。
7.根據(jù)權利要求6所述的單相接地故障檢測方法，其特征在于，所述預設電壓值為所述連接排上的額定相電壓的1.2倍，所述預設時間為兩分鐘。
8.根據(jù)權利要求6所述的單相接地故障檢測方法，其特征在于，還包括: 在接收到所述第二控制信號后，發(fā)送報警信息至預設電子設備。
9.一種單相接地故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括遠程監(jiān)控平臺以及如權利要求1-5中任意一項所述的單相接地故障檢測電路。
【文檔編號】G01R31/02GK103558502SQ201310595034
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權日:2013年11月21日
【發(fā)明者】吳英俊, 顧偉, 姜炯挺, 許育燕, 夏巧群, 劉鵬, 周海宏, 李丹, 俞軻, 虞殷樹 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)浙江省電力公司寧波供電公司