交流系統接地檢測儀技術方案

本實用新型專利技術公開了一種交流系統接地檢測儀，包括一臺主機、多個與之配套的支路檢測模塊及傳感器三部分。所述主機包括母線絕緣檢測模塊、主處理器模塊、顯示模塊、報警模塊、超低頻信號模塊及電平轉換模塊；所述傳感器分別接在交流母線的每個支路上；所述母線絕緣檢測模塊包括與主處理器模塊的采樣電壓輸入端口連接的模數轉換器、連接在模數轉換器與母線之間的電位器、連接在數模轉換器與母線之間的直流電壓源與饋送隔離電路所在的支路。本實用新型專利技術可以解決交流系統接地檢測儀的支路選線功能，提高抗較大分布電容與感性電路干擾的能力，提高測量的精度與靈敏度等技術問題。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及發電廠與變電站的電力檢測設施。
技術介紹
交流系統絕緣故障是發電與電力系統中的常見故障，需要時刻監視，及時處理，不然會嚴重影響到電力系統的安全運行。隨著我國經濟的發展與科學的進步，對電力的需求越來越大，對供電質量要求越來越高，中小型發電廠與中小容量變電站滿足不了新形勢下的需求，迫切需要建設大型核發電廠與大容量變電站。近些年來，我國陸續新建了不少的大型發電廠與大容量變電站。這些發電廠與變電站的電力設施比較復雜，自動化的程度也較高；聯網區域廣泛，除有交流主屏之外，還有若干個交流分屏，主、分屏控制的回路較多，有的站支路總數可達幾百多路；布局面較廣，主、分屏之間的間隔達一公里。控制設備量的增加與控制線路的增多，必然會增加電磁場的干擾與對地分布電容的干擾。這對交流系統接地檢測儀提出了新的挑戰與更高的要求：要求交流系統接地檢測儀增加檢測各分支路的功能，提高檢測速度和檢測精度，并提高抗電磁干擾與對地分布電容干擾的能力。目前國內外電力設備廠家所生產的交流系統接地檢測儀，只能監測交流系統母線絕緣狀況，沒有支路選線功能。一旦交流系統出現絕緣故障，不能在短時間內鎖定接地支路，只能人為逐一排查。為滿足新建大型發電廠及大容量變電站的要求，迫切需要研究與開發出一種新型的交流系統絕緣監測儀，滿足我國電力發展的需求，確保電力系統安全可靠的運行。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種交流系統接地檢測儀，以解決交流系統接地檢測儀的支路選線功能，提高抗較大分布電容與電磁干擾的能力，提高測量的精度與靈敏度等技術問題。為了實現上述專利技術目的，本技術所采用的技術方案如下：交流系統接地檢測儀，包括一臺主機、多個與之配套的支路檢測模塊及傳感器三部分；所述主機包括母線絕緣檢測模塊、主處理器模塊、顯示模塊、報警模塊、超低頻信號模塊及電平轉換模塊；母線絕緣檢測模塊與主處理器模塊的采樣電壓輸入端口連接，顯示模塊及報警模塊分別與主處理器模塊的顯示信號輸出端口及報警信號輸出端口連接；主處理器模塊的串行通信端口的控制指令信號端與超低頻信號源連接，該超低頻信號源同步信號輸出端口分別與多個支路檢測模塊連接，正弦波信號輸出端與交流母線連接；主處理器模塊的串行通信端口的發送接收指令信號端通過第一電平轉換芯片分別與多個支路檢測模塊連接；所述支路絕緣檢測模塊包括依次連接的模擬選擇開關、信號放大器、前級濾波器、相位比較器、后級濾波器、模數轉換器、協處理器和第二電平轉換芯片；模擬選擇開關與傳感器連接，相位比較器與超低頻信號源連接，第二電平轉換芯片與第一電平轉換芯片連接；所述傳感器分別接在交流母線的每個支路上；所述母線絕緣檢測模塊包括與主處理器模塊的采樣電壓輸入端口連接的模數轉換器、連接在模數轉換器與母線之間的電位器、連接在數模轉換器與母線之間的直流電壓源與饋送隔離電路所在的支路。超低頻信號模塊主要由超低頻信號發生器組成，超低頻信號發生器的同步信號輸出端與多個支路檢測模塊連接，超低頻信號發生器的方波信號輸出端口通過數模轉換器、功率放大器和饋送隔離器與母線連接。主處理器模塊的串行通信端口與上位機連接。主處理器模塊采用8051單片機STC12C5A60S2。支路絕緣檢測模塊中采用中心帶為2Hz的帶通濾波電路。本技術的優點如下：本技術不但能夠監測母線絕緣狀況，而且對于分支母線的絕緣狀況也能監測。本檢測儀采用饋信號的檢測方式監測各分支母線的絕緣狀況，一旦某分支母線絕緣下降，檢測儀可以在幾分鐘內定位絕緣故障分支母線。本技術信號發生器產生2Hz超低頻正弦信號的同時產生2Hz的方波信號，由主機輸送到各個信號采集模塊，消除不同步感應信號的影響。在電路設計上本技術采用中心帶為2Hz的帶通濾波電路濾掉各種諧波，保證提取出來的信號是純凈的2Hz低頻正弦信號。附圖說明圖1是技術的電路原理框圖。圖2是本技術的一個實施例電路原理圖。圖3是本技術的超低頻信號發生器的電路原理圖。圖4是本技術的母線絕緣檢測模塊的電路原理圖。具體實施方式參見圖1所示，本檢測儀為模塊化分散式結構，由一臺主機、多個與之配套的支路檢測模塊及傳感器三部分組成。主機工作原理：主機模塊包括母線絕緣檢測模塊、主處理器模塊、顯示模塊、報警模塊、超低頻信號模塊及電平轉換模塊；母線絕緣檢測模塊與主處理器模塊的采樣電壓輸入端口連接，顯示模塊及報警模塊分別與主處理器模塊的顯示信號輸出端口及報警信號輸出端口連接；主處理器模塊的串行通信端口的控制指令信號端與超低頻信號源連接，該超低頻信號源同步信號輸出端口分別與多個支路檢測模塊連接，方波信號輸出端與交流母線連接；主處理器模塊的串行通信端口的發送接受指令信號端通過第一電平轉換芯片分別與多個支路檢測模塊連接。參見圖1所示，主機由母線絕緣檢測模塊、主處理器模塊、顯示模塊、報警模塊、超低頻信號模塊及電平轉換模塊組成。母線絕緣檢測模塊負責采集母線總電壓、母線對地電壓及直流電壓源在內阻上的分壓，并將采集到的電壓信號送到主處理器模塊中的A/D轉換芯片。A/D轉換芯片將接收到的模擬電壓信號轉換成數字信號，然后將數字信號通過轉換芯片的內置高速串行接口送到主處理器CPU。主處理器CPU將接收到的數據信號經過計算處理后，先將數據與系統數據做比較，比較結果送至報警模塊；然后將數據及比較結果送至顯示模塊及上位機。主處理器CPU采用高速、低功耗、超級抗干擾的新一代8051單片機STC12C5A60S2，STC12C5A60S2是單機器周期(1T)單片機，指令代碼完全兼容傳統8051，運行速度比傳統8051快8-12倍。A/D轉換芯片AD7895是一款快速、12位A/D轉換芯片，內置一個3.8微秒(μs)逐次逼近型模數轉換器、一個片內采樣保持放大器、一個片內時鐘和一個高速串行接口。母線絕緣檢測模塊：所述母線絕緣檢測模塊包括與主處理器模塊的采樣電壓輸入端口連接的模數轉換器、連接在模數轉換器與母線之間的電位器、連接在數模轉換器與母線之間的支流電壓源與饋送隔離電路所在的支路。參見圖4所示，母線絕緣檢測模塊主要由一個平衡電路和一個直流電壓源組成。平衡電路主要負責采集母線總電壓及母線對地電壓。直流電壓源則被用來測量母線絕緣狀況：直流電壓經過涌浪抑制電路由交流母線對地注入交流系統；當交流母線上有電阻接地時，直流電壓通過母線電源內阻與接地電阻形成回路，通過測量在接地電阻上的分壓便可計算出母線系統對地絕緣電阻的大小。支路檢測本文檔來自技高網...

【技術保護點】
交流系統接地檢測儀，其特征在于，包括一臺主機、多個與之配套的支路檢測模塊及傳感器三部分；所述主機包括母線絕緣檢測模塊、主處理器模塊、顯示模塊、報警模塊、超低頻信號模塊及電平轉換模塊；母線絕緣檢測模塊與主處理器模塊的采樣電壓輸入端口連接，顯示模塊及報警模塊分別與主處理器模塊的顯示信號輸出端口及報警信號輸出端口連接；主處理器模塊的串行通信端口的控制指令信號端與超低頻信號源連接，該超低頻信號源同步信號輸出端口分別與多個支路檢測模塊連接，正弦波信號輸出端與交流母線連接；主處理器模塊的串行通信端口的發送接收指令信號端通過第一電平轉換芯片分別與多個支路檢測模塊連接；所述支路絕緣檢測模塊包括依次連接的模擬選擇開關、信號放大器、前級濾波器、相位比較器、后級濾波器、模數轉換器、協處理器和第二電平轉換芯片；模擬選擇開關與傳感器連接，相位比較器與超低頻信號源連接，第二電平轉換芯片與第一電平轉換芯片連接；所述傳感器分別接在交流母線的每個支路上；所述母線絕緣檢測模塊包括與主處理器模塊的采樣電壓輸入端口連接的模數轉換器、連接在模數轉換器與母線之間的電位器、連接在數模轉換器與母線之間的直流電壓源與饋送隔離電路所在的支路。...

【技術特征摘要】
1.交流系統接地檢測儀，其特征在于，包括一臺主機、多個與之配套的支路檢測模
塊及傳感器三部分；所述主機包括母線絕緣檢測模塊、主處理器模塊、顯示模塊、報警模
塊、超低頻信號模塊及電平轉換模塊；母線絕緣檢測模塊與主處理器模塊的采樣電壓輸入
端口連接，顯示模塊及報警模塊分別與主處理器模塊的顯示信號輸出端口及報警信號輸出
端口連接；主處理器模塊的串行通信端口的控制指令信號端與超低頻信號源連接，該超低
頻信號源同步信號輸出端口分別與多個支路檢測模塊連接，正弦波信號輸出端與交流母線
連接；主處理器模塊的串行通信端口的發送接收指令信號端通過第一電平轉換芯片分別與
多個支路檢測模塊連接；所述支路絕緣檢測模塊包括依次連接的模擬選擇開關、信號放大
器、前級濾波器、相位比較器、后級濾波器、模數轉換器、協處理器和第二電平轉換芯片；
模擬選擇開關與傳感器連接，相位比較器與超低頻信號源連接，第二電平轉換芯片與第一
電平轉換芯片連接...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張素平，包彥省，衛毓清，陳景榮，楊偉星，荊波，王瑞青，李祖選，黎晨，
申請(專利權)人：浙江省星炬科技有限公司，
類型：新型
國別省市：浙江;33