交流系统接地检测仪技术方案

本实用新型专利技术公开了一种交流系统接地检测仪，包括一台主机、多个与之配套的支路检测模块及传感器三部分。所述主机包括母线绝缘检测模块、主处理器模块、显示模块、报警模块、超低频信号模块及电平转换模块；所述传感器分别接在交流母线的每个支路上；所述母线绝缘检测模块包括与主处理器模块的采样电压输入端口连接的模数转换器、连接在模数转换器与母线之间的电位器、连接在数模转换器与母线之间的直流电压源与馈送隔离电路所在的支路。本实用新型专利技术可以解决交流系统接地检测仪的支路选线功能，提高抗较大分布电容与感性电路干扰的能力，提高测量的精度与灵敏度等技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发电厂与变电站的电力检测设施。
技术介绍
交流系统绝缘故障是发电与电力系统中的常见故障，需要时刻监视，及时处理，不然会严重影响到电力系统的安全运行。随着我国经济的发展与科学的进步，对电力的需求越来越大，对供电质量要求越来越高，中小型发电厂与中小容量变电站满足不了新形势下的需求，迫切需要建设大型核发电厂与大容量变电站。近些年来，我国陆续新建了不少的大型发电厂与大容量变电站。这些发电厂与变电站的电力设施比较复杂，自动化的程度也较高；联网区域广泛，除有交流主屏之外，还有若干个交流分屏，主、分屏控制的回路较多，有的站支路总数可达几百多路；布局面较广，主、分屏之间的间隔达一公里。控制设备量的增加与控制线路的增多，必然会增加电磁场的干扰与对地分布电容的干扰。这对交流系统接地检测仪提出了新的挑战与更高的要求：要求交流系统接地检测仪增加检测各分支路的功能，提高检测速度和检测精度，并提高抗电磁干扰与对地分布电容干扰的能力。目前国内外电力设备厂家所生产的交流系统接地检测仪，只能监测交流系统母线绝缘状况，没有支路选线功能。一旦交流系统出现绝缘故障，不能在短时间内锁定接地支路，只能人为逐一排查。为满足新建大型发电厂及大容量变电站的要求，迫切需要研究与开发出一种新型的交流系统绝缘监测仪，满足我国电力发展的需求，确保电力系统安全可靠的运行。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种交流系统接地检测仪，以解决交流系统接地检测仪的支路选线功能，提高抗较大分布电容与电磁干扰的能力，提高测量的精度与灵敏度等技术问题。为了实现上述专利技术目的，本技术所采用的技术方案如下：交流系统接地检测仪，包括一台主机、多个与之配套的支路检测模块及传感器三部分；所述主机包括母线绝缘检测模块、主处理器模块、显示模块、报警模块、超低频信号模块及电平转换模块；母线绝缘检测模块与主处理器模块的采样电压输入端口连接，显示模块及报警模块分别与主处理器模块的显示信号输出端口及报警信号输出端口连接；主处理器模块的串行通信端口的控制指令信号端与超低频信号源连接，该超低频信号源同步信号输出端口分别与多个支路检测模块连接，正弦波信号输出端与交流母线连接；主处理器模块的串行通信端口的发送接收指令信号端通过第一电平转换芯片分别与多个支路检测模块连接；所述支路绝缘检测模块包括依次连接的模拟选择开关、信号放大器、前级滤波器、相位比较器、后级滤波器、模数转换器、协处理器和第二电平转换芯片；模拟选择开关与传感器连接，相位比较器与超低频信号源连接，第二电平转换芯片与第一电平转换芯片连接；所述传感器分别接在交流母线的每个支路上；所述母线绝缘检测模块包括与主处理器模块的采样电压输入端口连接的模数转换器、连接在模数转换器与母线之间的电位器、连接在数模转换器与母线之间的直流电压源与馈送隔离电路所在的支路。超低频信号模块主要由超低频信号发生器组成，超低频信号发生器的同步信号输出端与多个支路检测模块连接，超低频信号发生器的方波信号输出端口通过数模转换器、功率放大器和馈送隔离器与母线连接。主处理器模块的串行通信端口与上位机连接。主处理器模块采用8051单片机STC12C5A60S2。支路绝缘检测模块中采用中心带为2Hz的带通滤波电路。本技术的优点如下：本技术不但能够监测母线绝缘状况，而且对于分支母线的绝缘状况也能监测。本检测仪采用馈信号的检测方式监测各分支母线的绝缘状况，一旦某分支母线绝缘下降，检测仪可以在几分钟内定位绝缘故障分支母线。本技术信号发生器产生2Hz超低频正弦信号的同时产生2Hz的方波信号，由主机输送到各个信号采集模块，消除不同步感应信号的影响。在电路设计上本技术采用中心带为2Hz的带通滤波电路滤掉各种谐波，保证提取出来的信号是纯净的2Hz低频正弦信号。附图说明图1是技术的电路原理框图。图2是本技术的一个实施例电路原理图。图3是本技术的超低频信号发生器的电路原理图。图4是本技术的母线绝缘检测模块的电路原理图。具体实施方式参见图1所示，本检测仪为模块化分散式结构，由一台主机、多个与之配套的支路检测模块及传感器三部分组成。主机工作原理：主机模块包括母线绝缘检测模块、主处理器模块、显示模块、报警模块、超低频信号模块及电平转换模块；母线绝缘检测模块与主处理器模块的采样电压输入端口连接，显示模块及报警模块分别与主处理器模块的显示信号输出端口及报警信号输出端口连接；主处理器模块的串行通信端口的控制指令信号端与超低频信号源连接，该超低频信号源同步信号输出端口分别与多个支路检测模块连接，方波信号输出端与交流母线连接；主处理器模块的串行通信端口的发送接受指令信号端通过第一电平转换芯片分别与多个支路检测模块连接。参见图1所示，主机由母线绝缘检测模块、主处理器模块、显示模块、报警模块、超低频信号模块及电平转换模块组成。母线绝缘检测模块负责采集母线总电压、母线对地电压及直流电压源在内阻上的分压，并将采集到的电压信号送到主处理器模块中的A/D转换芯片。A/D转换芯片将接收到的模拟电压信号转换成数字信号，然后将数字信号通过转换芯片的内置高速串行接口送到主处理器CPU。主处理器CPU将接收到的数据信号经过计算处理后，先将数据与系统数据做比较，比较结果送至报警模块；然后将数据及比较结果送至显示模块及上位机。主处理器CPU采用高速、低功耗、超级抗干扰的新一代8051单片机STC12C5A60S2，STC12C5A60S2是单机器周期(1T)单片机，指令代码完全兼容传统8051，运行速度比传统8051快8-12倍。A/D转换芯片AD7895是一款快速、12位A/D转换芯片，内置一个3.8微秒(μs)逐次逼近型模数转换器、一个片内采样保持放大器、一个片内时钟和一个高速串行接口。母线绝缘检测模块：所述母线绝缘检测模块包括与主处理器模块的采样电压输入端口连接的模数转换器、连接在模数转换器与母线之间的电位器、连接在数模转换器与母线之间的支流电压源与馈送隔离电路所在的支路。参见图4所示，母线绝缘检测模块主要由一个平衡电路和一个直流电压源组成。平衡电路主要负责采集母线总电压及母线对地电压。直流电压源则被用来测量母线绝缘状况：直流电压经过涌浪抑制电路由交流母线对地注入交流系统；当交流母线上有电阻接地时，直流电压通过母线电源内阻与接地电阻形成回路，通过测量在接地电阻上的分压便可计算出母线系统对地绝缘电阻的大小。支路检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
交流系统接地检测仪，其特征在于，包括一台主机、多个与之配套的支路检测模块及传感器三部分；所述主机包括母线绝缘检测模块、主处理器模块、显示模块、报警模块、超低频信号模块及电平转换模块；母线绝缘检测模块与主处理器模块的采样电压输入端口连接，显示模块及报警模块分别与主处理器模块的显示信号输出端口及报警信号输出端口连接；主处理器模块的串行通信端口的控制指令信号端与超低频信号源连接，该超低频信号源同步信号输出端口分别与多个支路检测模块连接，正弦波信号输出端与交流母线连接；主处理器模块的串行通信端口的发送接收指令信号端通过第一电平转换芯片分别与多个支路检测模块连接；所述支路绝缘检测模块包括依次连接的模拟选择开关、信号放大器、前级滤波器、相位比较器、后级滤波器、模数转换器、协处理器和第二电平转换芯片；模拟选择开关与传感器连接，相位比较器与超低频信号源连接，第二电平转换芯片与第一电平转换芯片连接；所述传感器分别接在交流母线的每个支路上；所述母线绝缘检测模块包括与主处理器模块的采样电压输入端口连接的模数转换器、连接在模数转换器与母线之间的电位器、连接在数模转换器与母线之间的直流电压源与馈送隔离电路所在的支路。...

【技术特征摘要】
1.交流系统接地检测仪，其特征在于，包括一台主机、多个与之配套的支路检测模
块及传感器三部分；所述主机包括母线绝缘检测模块、主处理器模块、显示模块、报警模
块、超低频信号模块及电平转换模块；母线绝缘检测模块与主处理器模块的采样电压输入
端口连接，显示模块及报警模块分别与主处理器模块的显示信号输出端口及报警信号输出
端口连接；主处理器模块的串行通信端口的控制指令信号端与超低频信号源连接，该超低
频信号源同步信号输出端口分别与多个支路检测模块连接，正弦波信号输出端与交流母线
连接；主处理器模块的串行通信端口的发送接收指令信号端通过第一电平转换芯片分别与
多个支路检测模块连接；所述支路绝缘检测模块包括依次连接的模拟选择开关、信号放大
器、前级滤波器、相位比较器、后级滤波器、模数转换器、协处理器和第二电平转换芯片；
模拟选择开关与传感器连接，相位比较器与超低频信号源连接，第二电平转换芯片与第一
电平转换芯片连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：张素平，包彦省，卫毓清，陈景荣，杨伟星，荆波，王瑞青，李祖选，黎晨，
申请(专利权)人：浙江省星炬科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33