一种单相接地保护选线的硬件判据电路制造技术

一种单相接地保护选线的硬件判据电路，包括电流采样模块、电压采样模块，电流采样模块连接第一滤波电路，电压采样模块连接第二滤波电路，第一滤波电路连接微分电路，第二滤波电路连接相位校正电路，微分电路连接第一放大电路，相位校正电路连接第二放大电路，第一放大电路连接电流方向判断电路，第二放大电路连接电压方向判断电路，电流方向判断电路和电压方向判断电路连接功率方向判断电路；通过各电路组成的判据电路，完全硬件触发，捕捉瞬间的暂态功率，采用暂态功率法，使判据准确度提高；通过硬件便可判断暂态方向，单片机就可休眠，降低了功耗需求；还能提供暂态信号，支持多判据的形式，使判据不再单一，充分保证单相接地的判断准确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于线路接地保护
，具体涉及一种单相接地保护选线的硬件判据电路。
技术介绍
在变电所中、开关站和发电场中，66千伏、35千伏、10千伏、6千伏和3千伏配电线路，是电力系统的主要组成部分；在这些电压等级的系统中，变压器和发电机的中性点都采取了不接地或经过消弧线圈、电阻接地的方式进行输配电，并且在同一电压等级的母线又有多条输出或输入配电线路相连接，大部分采用铝或铜排架空引出或高压电力电缆线引出；而线路数量一般有五六条、十几条或二三十条不等，每一条配电线路又有很多分支，按照辐射状架设，再与各配电变压器连接，由配电变压器降成低压后供给用户使用。在这种类型的配电线路中，经常会发生相间短路、过电流、过负荷和单相接地等故障现象，其中单相接地的发生最为频繁；短路故障也多为单相接地后演变成多相接地而形成的。单相接地是指配电线路上的A、B、C三相中，任意一相导线发生断线落地或接触树木、建筑物或电线杆、塔倒地与大地之间形成导电回路；以及大气雷电或其它原因形成过电压，致使配电设备的绝缘材料遭到破坏后，对地绝缘电阻明显过低等现象；由于系统中主变压器的的中性点不接地或经过消弧线圈、高电阻接地；当在同一母线上有多条配电线路时，无论哪一条发生单相接地，都不能与主变压器的绕组线圈直接构成回路，线路中不会出现短路和过负荷等大电流现象；仅有线路与大地之间形成的电容电流发生变化，表现为每一条线路中会出现微弱的零序电流；而此电流非常小，从几毫安到几百毫安或数安培不等，与线路的长度成正比。在系统中，由于电压互感器的一次绕组采用了 YO方式接线与系统的母线相连，当任意一条线路发生单相接地时，在二次绕组的三角开口都有零序电压产生，可以设定零序过电压报警，但不能选择某一条线路；接地时由于非接地相线对地电压上升可达相电压的数倍，当系统再伴随有铁磁谐振产生时，就会使相电压升高，形成过电压，加速了电力设备绝缘材料的老化，缩短了使用寿命，从而导致绝缘设备被击穿，就会出现两相或多相同时接地而发生短路事故，加大了电力设备的损坏程度。因此，在电力系统中经常会发生电压互感器、断路器爆炸，配电变压器烧毁，电力电缆和瓷瓶被击穿等事故；已有的继电保护或综合自动化保护装置中的“短路保护”、“过电流保护”和“零序电流”保护，都属于大电流启动保护装置；单相接地时的小电流不能驱动这类保护装置动作，因此，不能动作于高压开关(断路器)跳闸，故障线路和非故障线路也就不能被隔离。为了避免事故的扩大，需要及时地把故障线路与非故障线路进行区分；在变电所、开关站或发电厂中，若没有安装可靠的单相接地保护选线装置，就需要人工逐次拉闸停电试查才能选择故障线路，有时甚至要把与母线相连的所有配电线路拉闸停电，才能找出；这样就会造成无故障线路供电的中断，导致大面积停电；同时，也增加了高压开关的动作次数，缩短了使用寿命，降低了供电的可靠性和供电量；而在线路上要查找接地点，还需要把众多的分支线路与主线路逐次断开，再用绝缘电阻仪表测量各段或各分支对地的绝缘电阻值，由人工判断故障点范围。这一过程非常复杂，工作量很大；为了人身安全，需要设置多种安全措施，要耗费大量的人力、物资和时间，增加了电力工人的劳动强度，同时对人身还具有不安全的隐患。而目前的接地保护选线电路的单相接地判据采用电场法来判据，单相接地的判据十分单一，导致其信号不稳定，容易误判漏判；而且需要单片机ADC实时采样电流和电压信号，对于单片机的运算负担大，导致暂态漏掉信号。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供判据充分全面，能提高接地保护判断准确度，让CPU休眠或不全速采样，能减轻运算负担，降低功耗的一种单相接地保护选线的硬件判据电路。本专利技术通过以下技术方案实现:一种单相接地保护选线的硬件判据电路，包括电流采样模块、电压采样模块，所述电流采样模块连接第一滤波电路，所述电压采样模块连接第二滤波电路，所述第一滤波电路连接微分电路，所述第二滤波电路连接相位校正电路，所述微分电路连接第一放大电路，所述相位校正电路连接第二放大电路，所述第一放大电路连接电流方向判断电路，所述第二放大电路连接电压方向判断电路，所述电流方向判断电路和电压方向判断电路连接功率方向判断电路；所述第一滤波电路和第二滤波电路相同，由第一电阻，第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容组成，所述第一电阻的一端连接第二电阻的一端，所述第一电阻的一端还连接第一电容的一端，所述第一电容的另一端接地，所述第二电阻的另一端连接第三电容的一端，所述第三电容的另一端连接第二电容的一端，所述第三电容的另一端还连接第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端接地，所述第二电容的另一端与所述第一电阻的另一端连接；所述微分电路包括第四电容和第四电阻，所述第四电容的一端连接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端接地；在交流信号中，所述相位校正电路与所述微分电路构成相同；所述第一放大电路和第二放大电路相同，由第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第五电容、VCC电源、第一运算放大器、第二运算放大器；所述VCC电源连接所述第十二电阻的一端，所述第十二电阻的另一端连接第十一电阻的一端，所述第十一电阻的另一端接地，所述第十二电阻的另一端还连接第一运算放大器的同相输入端，所述第一运算放大器的反向输入端连接第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端连接第五电容的一端，所述第五电容的另一端接地，所述第一运算放大器的反向输入端连接所述第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端连接所述第一运算放大器的输出端，所述第一运算放大器的正极供电端连接VCC电源，所述第一运算放大器的负极供电端接地，所述第一运算放大器的输出端连接所述第九电阻的一端，所述第九电阻的另一端连接所述第十电阻的一端，所述第十电阻的另一端接地，所述第九电阻的另一端还连接所述第二运算放大器的同相输入端，所述第二运算放大器的反相输入端连接第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端接地，所述第二运算放大器的正极供电端和负极供电端悬空，所述第二运算放大器的反相输入端还连接所述第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端与所述第二运算放大器的输出端连接；所述电压方向判断电路与电流方向判断电路相同，由第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、VCC电源、第一三极管、第二三极管构成，所述第一三极管的集电极连接第十七电阻的一端，所述第一三极管的集电极还连接第十电容的一端，所述第十七电阻的另一端、第十电容的另一端、第十八电阻的一端连接VCC电源，所述第十八电阻的另一端还连接所述第一三极管的基极，所述第一三极管的发射极连接第二十电阻的一端，所述第一三极管的发射极还连接第十一电容的一端，所述第二十电阻的另一端、第十一电容的另一端、第十九电阻的一端接地，所述第十九电阻的另一端连接所述第一三极管的基极，所述第一三极管的基极还连接所述第六电容的一端，所述第六电容的另一端连接所述第七电容的一端，所述第七电容的另一端连接所述第二三极管的基极，所述第二三极管的基极与所述第十三电阻的一端连接，所述第二三极管的基极还与所述第十四电阻的一端连接，所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相接地保护选线的硬件判据电路，包括电流采样模块、电压采样模块，其特征在于：所述电流采样模块连接第一滤波电路，所述电压采样模块连接第二滤波电路，所述第一滤波电路连接微分电路，所述第二滤波电路连接相位校正电路，所述微分电路连接第一放大电路，所述相位校正电路连接第二放大电路，所述第一放大电路连接电流方向判断电路，所述第二放大电路连接电压方向判断电路，所述电流方向判断电路和电压方向判断电路连接功率方向判断电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑坚江，张继鹏，
申请(专利权)人：宁波三星医疗电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33