本实用新型专利技术公开了一种小电流接地系统单相接地选线保护装置，包括数据检测单元和控制单元，所述数据检测单元包括第一微控制器和通信电路，所述第一微控制器的输入端接有A/D转换电路、弧光检测电路和时钟电路，所述控制单元包括第二微控制器、数据存储器和Ethernet模块，所述第二微控制器的输入端接有按键操作电路，所述第二微控制器的输出端接有报警电路、液晶显示屏和继电器保护电路，所述A/D转换电路的输入端接有零序电压检测模块和零序电流检测模块。本实用新型专利技术电路简单，设计合理，及时确定接地故障线路并断开，防止形成短路回路影响负载供电，提高小电流接地系统的安全性和可靠性，实用性强。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于电力系统中单相接地选线保护装置
，具体涉及一种小电流接地系统单相接地选线保护装置。
技术介绍
我国的配电网多采用小电流接地系统，小电流接地系统包括中性点不接地、中性点经消弧线圈接地或经高阻接地系统。在配电网故障中多为单相接地故障，在工况企业供电系统中，对供电可靠性提出更高要求。小电流接地系统发生单相接地故障时，非故障相电压升高，线路绝缘要求高；同时，如果不能及时确定故障线路完成对故障线路处理，容易扩大为两相或多相对地短路，威胁电力系统的安全运行。甚至会出现间歇性弧光过电压，容易导致绝缘击穿，严重时会击穿设备，引发相间短路，引发事故扩大。单相接地故障是配电网发生几率最多的故障，故障发生时，必须准确的判断故障支路，即选线；并切除故障支路。目前，对于单相接地故障的处理，需要进行人工判定，并需要人工排除故障。因此，现如今缺少一种结构简单、成本低、设计合理、易操作的小电流接地系统单相接地选线保护装置，通过设置零序电压检测模块和零序电流检测模块实时检测零序电压和零序电流，确定接地故障线路，并予以选择性切除，以确保不形成短路回路，不影响负载供电，通过设置弧光检测电路实时检测弧光，通过继电器保护电路及时断开故障线路，避免发事故的扩大，提高小电流接地系统的安全性和可靠性。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种小电流接地系统单相接地选线保护装置，本技术设计电路简单，设计合理，通过设置零序电压检测模块和零序电流检测模块，实时检测零序电压和零序电流，确定接地故障线路，防止形成短路回路影响负载供电，通过设置弧光检测电路实时检测弧光，通过继电器保护电路及时断开故障线路，避免发事故的扩大，提高小电流接地系统的安全性和可靠性，实用性强，便于推广使用。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种小电流接地系统单相接地选线保护装置，其特征在于：包括数据检测单元和与所述数据检测单元连接的控制单元，所述数据检测单元包括第一微控制器和与第一微控制器相接的通信电路，所述第一微控制器的输入端接有A/D转换电路、弧光检测电路和时钟电路，所述控制单元包括第二微控制器和与第二微控制器相接的数据存储器和用于与上位机进行通信的Ethernet模块，所述第二微控制器的输入端接有按键操作电路，所述第二微控制器的输出端接有报警电路、液晶显示屏和继电器保护电路，所述第一微控制器通过通信电路与第二微控制器进行数据通信，所述A/D转换电路的输入端接有零序电压检测模块和零序电流检测模块，所述零序电压检测模块包括电压互感器和与电压互感器输出端相接的第一信号调理电路，所述零序电流检测模块包括电流互感器和与电流互感器输出端相接的第二信号调理电路，所述第一信号调理电路的输出端和第二信号调理电路的输出端均与A/D转换电路的输入端相接；所述第一信号调理电路包括运放U1和运放U2，所述运放U1的同相输入端分两路，一路与电阻R4的一端相接，另一路经电容C6接地；所述电阻R4的另一端分两路，一路经电容C4接地，另一路经电阻R3与电压互感器的信号输出端相接；所述运放U1的输出端分两路，一路与所述运放U1的反相输入端相接，另一路与电阻R5的一端相接；所述电阻R5的另一端分两路，一路经电阻R1与3.3V电源输出端相接，另一路与运放U2的同相输入端相接；所述运放U2的输出端分两路，一路与所述运放U2的反相输入端相接，另一路与电阻R2的一端相接；所述电阻R2的另一端分三路，一路经电容C5接地，另一路与稳压二极管DW1的阴极相接，第三路与A/D转换电路的输入端相接。上述的一种小电流接地系统单相接地选线保护装置，其特征在于：所述第二信号调理电路包括运放U3和运放U4，所述运放U3的同相输入端分两路，一路与电阻R11的一端相接，另一路经电容C13接地；所述电阻R11的另一端分两路，一路经电容C11接地，另一路与电阻R10的一端相接，所述电阻R10的另一端分两路，一路经电阻R13接地，另一路与电流互感器的信号输出端相接；所述运放U3的输出端分两路，一路与所述运放U3的反相输入端相接，另一路与电阻R12的一端相接；所述电阻R12的另一端分两路，一路经电阻R8与3.3V电源输出端相接，另一路与运放U4的同相输入端相接；所述运放U4的输出端分两路，一路与所述运放U4的反相输入端相接，另一路与电阻R9的一端相接；所述电阻R9的另一端分三路，一路经电容C12接地，另一路与稳压二极管DW2的阴极相接，第三路与A/D转换电路的输入端相接。上述的一种小电流接地系统单相接地选线保护装置，其特征在于：所述电压互感器包括传感器ZMPT101B，所述电流互感器包括传感器ACS712ELC-20A。上述的一种小电流接地系统单相接地选线保护装置，其特征在于：所述弧光检测电路包括硅光电二极管PD1和三极管Q2，所述硅光电二极管PD1的阴极与+5V电源输出端相接，所述硅光电二极管PD1的阳极分两路，一路经电阻R16接地，另一路与三极管Q2的基极相接；所述三极管Q2的集电极分两路，一路经电阻R14与+5V电源输出端相接，另一路与第一微控制器相接；所述三极管Q2的发射极接地。上述的一种小电流接地系统单相接地选线保护装置，其特征在于：所述A/D转换电路包括芯片MAX125。上述的一种小电流接地系统单相接地选线保护装置，其特征在于：所述继电器保护电路包括继电器K1和三极管Q1，所述三极管Q1的基极经电阻R15与第二微控制器相接，所述三极管Q1的发射极与+5V电源输出端相接，所述三极管Q1的集电极分三路，一路经电容C14接地，另一路与整流二极管D1的阳极相接，第三路与继电器K1的线圈的一端相接；所述继电器K1的线圈的另一端和整流二极管D1的阴极均接地。上述的一种小电流接地系统单相接地选线保护装置，其特征在于：所述通信电路为RS232串口通信电路。上述的一种小电流接地系统单相接地选线保护装置，其特征在于：所述时钟电路包括芯片DS1302。上述的一种小电流接地系统单相接地选线保护装置，其特征在于：所述第一微控制器为DSP微控制器，所述第二微控制器为ARM微控制器。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、本技术通过设置零序电压检测模块和零序电流检测模块，实时检测并采集小电流接地系统中的零序电压信号和零序电流信号，当出现单相接地故障时，确定接地故障线路，并予以选择性切除，防止短路回路影响负载供电。2、本技术通过设置弧光检测电路，实时检测小电流接地系统中的弧光，当检测到弧光时，且通过继电器保护电路，及时切断故障线路，避免发事故的扩大，提高小电流接地系统的安全性和可靠性。3、本技术通过设置第一微控制器负责零序电流、零序电压和弧光信号等数据采集，并通过通信电路将采集到的零序电流、零序电压和弧光信号数据发送至第二微控制器，第二微控制器负责数据的处理，通过液晶显示屏进行实时显示，同步存储至数据存储器中，对不符合设定值的参数通过报警电路报警提示，并通过Ethernet模块与上位机进行数据通信，方便监控室内的工作人员远距离监控。综上所述，本技术电路简单，设计合理，通过设置零序电压检测模块和零序电流检测模块，实时检测零序电压和零序电流，确定接地故障线本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种小电流接地系统单相接地选线保护装置，其特征在于：包括数据检测单元和与所述数据检测单元连接的控制单元，所述数据检测单元包括第一微控制器(1)和与第一微控制器(1)相接的通信电路(9)，所述第一微控制器(1)的输入端接有A/D转换电路(4)、弧光检测电路(7)和时钟电路(8)，所述控制单元包括第二微控制器(13)和与第二微控制器(13)相接的数据存储器(11)和用于与上位机(17)进行通信的Ethernet模块(16)，所述第二微控制器(13)的输入端接有按键操作电路(10)，所述第二微控制器(13)的输出端接有报警电路(14)、液晶显示屏(12)和继电器保护电路(15)，所述第一微控制器(1)通过通信电路(9)与第二微控制器(13)进行数据通信，所述A/D转换电路(4)的输入端接有零序电压检测模块和零序电流检测模块，所述零序电压检测模块包括电压互感器(2)和与电压互感器(2)输出端相接的第一信号调理电路(3)，所述零序电流检测模块包括电流互感器(5)和与电流互感器(5)输出端相接的第二信号调理电路(6)，所述第一信号调理电路(3)的输出端和第二信号调理电路(6)的输出端均与A/D转换电路(4)的输入端相接；所述第一信号调理电路(3)包括运放U1和运放U2，所述运放U1的同相输入端分两路，一路与电阻R4的一端相接，另一路经电容C6接地；所述电阻R4的另一端分两路，一路经电容C4接地，另一路经电阻R3与电压互感器(2)的信号输出端相接；所述运放U1的输出端分两路，一路与所述运放U1的反相输入端相接，另一路与电阻R5的一端相接；所述电阻R5的另一端分两路，一路经电阻R1与3.3V电源输出端相接，另一路与运放U2的同相输入端相接；所述运放U2的输出端分两路，一路与所述运放U2的反相输入端相接，另一路与电阻R2的一端相接；所述电阻R2的另一端分三路，一路经电容C5接地，另一路与稳压二极管DW1的阴极相接，第三路与A/D转换电路(4)的输入端相接。...
【技术特征摘要】
1.一种小电流接地系统单相接地选线保护装置，其特征在于：包括数据检测单元和与所述数据检测单元连接的控制单元，所述数据检测单元包括第一微控制器(1)和与第一微控制器(1)相接的通信电路(9)，所述第一微控制器(1)的输入端接有A/D转换电路(4)、弧光检测电路(7)和时钟电路(8)，所述控制单元包括第二微控制器(13)和与第二微控制器(13)相接的数据存储器(11)和用于与上位机(17)进行通信的Ethernet模块(16)，所述第二微控制器(13)的输入端接有按键操作电路(10)，所述第二微控制器(13)的输出端接有报警电路(14)、液晶显示屏(12)和继电器保护电路(15)，所述第一微控制器(1)通过通信电路(9)与第二微控制器(13)进行数据通信，所述A/D转换电路(4)的输入端接有零序电压检测模块和零序电流检测模块，所述零序电压检测模块包括电压互感器(2)和与电压互感器(2)输出端相接的第一信号调理电路(3)，所述零序电流检测模块包括电流互感器(5)和与电流互感器(5)输出端相接的第二信号调理电路(6)，所述第一信号调理电路(3)的输出端和第二信号调理电路(6)的输出端均与A/D转换电路(4)的输入端相接；所述第一信号调理电路(3)包括运放U1和运放U2，所述运放U1的同相输入端分两路，一路与电阻R4的一端相接，另一路经电容C6接地；所述电阻R4的另一端分两路，一路经电容C4接地，另一路经电阻R3与电压互感器(2)的信号输出端相接；所述运放U1的输出端分两路，一路与所述运放U1的反相输入端相接，另一路与电阻R5的一端相接；所述电阻R5的另一端分两路，一路经电阻R1与3.3V电源输出端相接，另一路与运放U2的同相输入端相接；所述运放U2的输出端分两路，一路与所述运放U2的反相输入端相接，另一路与电阻R2的一端相接；所述电阻R2的另一端分三路，一路经电容C5接地，另一路与稳压二极管DW1的阴极相接，第三路与A/D转换电路(4)的输入端相接。2.按照权利要求1所述的一种小电流接地系统单相接地选线保护装置，其特征在于：所述第二信号调理电路(6)包括运放U3和运放U4，所述运放U3的同相输入端分两路，一路与电阻R11的一端相接，另一路经电容C13接地；所述电阻R11的另一端分两路，一路经电容C11接地，另一路与电阻R10的一端相接，所述电阻R10的另一端分两路，一路经电阻R13...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵建文，张广骁，梁静，方子朝，张乃元，李春辉，张军明，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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