一种适于小电流接地系统的单相接地故障分析系统技术方案

本实用新型专利技术涉公开了一种适于小电流接地系统的单相接地故障分析系统。其包括时序鉴别器、stm32微控制器、SPI通讯、TFT显示屏、TFT显示电路、按键、按键电路、零序电压测量电路、零序电流测量电路、零序电压滤波鉴幅光隔电路、零序电流滤波鉴幅光隔电路、485接口电路、分闸控制电路、故障记录存储电路、时钟日历电路、控制器复位电路、零序电压互感器和零序电流互感器，本实用新型专利技术便于小电流接地系统对单相接地故障进行及时的告警，同时记录故障时零序电压与零序电流的实时波形，便于用户分析故障产生的原因。

A single phase grounding fault analysis system suitable for small current grounding system

The utility model discloses a single phase grounding fault analysis system suitable for small current grounding system. It includes a timing discriminator, STM32 micro controller, SPI communication, TFT display, TFT display circuit, buttons, key circuit, zero sequence voltage measurement circuit, measuring circuit, zero current zero voltage amplitude filter optical isolation circuit and a zero sequence current filter amplitude discrimination circuit, 485 optical isolation interface circuit, switch control circuit, fault recording the calendar clock circuit, memory circuit, controller reset circuit, the zero sequence voltage transformer and current transformer, the utility model has the advantages of small current grounding system timely warning of single-phase ground fault, so the real-time waveform record of zero sequence current and voltage of the barrier at the same time, the reasons for failure analysis of the user.

【技术实现步骤摘要】
一种适于小电流接地系统的单相接地故障分析系统
本技术涉及一种供电系统保护仪器，具体地说是一种适于小电流接地系统的单相接地故障分析系统。
技术介绍
我国单相接地保护原理从过流、无功方向,发展到了群体比幅;日本在供电、钢铁、化工用电中普遍采用NUS或NRS,所以选线原理简单,采用基波无功方向方法。德国多使用NES,并于30年代就提出了反映接地故障开始时暂态过程的单相接地保护原理。法国在使用NRS几十年后,现在正以NES取代NRS,同时开发出了高新技术产品,零序导纳接地保护。现有的时序鉴别器只能用于故障判断、查看故障时间，无法查看和记录故障时的故障波形，无法现场改变零序电压与零序电流相位关系，无法为故障原因的分析提供数据作为参考。
技术实现思路
为解决上述存在的技术问题，本技术提供了一种适于小电流接地系统的单相接地故障分析系统，以便于小电流接地系统对单相接地故障进行及时的告警，同时记录故障时零序电压与零序电流的实时波形，便于用户分析故障产生的原因。为达到上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种适于小电流接地系统的单相接地故障分析系统，其特征在于：其包括时序鉴别器、stm32微控制器、SPI通讯、TFT显示屏、TFT显示电路、按键、按键电路、零序电压测量电路、零序电流测量电路、零序电压滤波鉴幅光隔电路、零序电流滤波鉴幅光隔电路、485接口电路、分闸控制电路、故障记录存储电路、时钟日历电路、控制器复位电路、零序电压互感器和零序电流互感器，其中，stm32微控制器通过SPI通讯与时序鉴别器连接，时序鉴别器还与零序电压滤波鉴幅光隔电路、零序电流滤波鉴幅光隔电路连接，stm32微控制器通过TFT显示电路与TFT显示屏连接，stm32微控制器通过按键电路与按键连接，stm32微控制器还与零序电压测量电路、零序电流测量电路、485接口电路、分闸控制电路、故障记录存储电路、时钟日历电路及控制器复位电路连接，零序电压互感器两端分别与零序电压测量电路、零序电压滤波鉴幅光隔电路连接，零序电流互感器两端分别与零序电流测量电路、零序电流滤波鉴幅光隔电路连接。单相接地监控装置采集接地系统的零序电压信号、零序电流信号分别输入零序电压互感器、零序电流互感器。零序电压测量电路，将零序电压互感器输入的零序电压信号转换后输入stm32微控制器进行测量记录。零序电流测量电路，将零序电流互感器输入的零序电流信号转换后输入stm32微控制器进行测量记录。零序电压滤波鉴幅光隔电路，把零序电压互感器输入的零序电压信号进行滤波、幅值鉴别、光耦隔离后输入时序鉴别器。零序电流滤波鉴幅光隔电路，把零序电流互感器输入的零序电流信号进行滤波、幅值鉴别、光耦隔离后输入时序鉴别器。stm32微控制器通过SPI通讯与时序鉴别器连接，时序鉴别器将接受的零序电压信号、零序电流信号通过SPI通讯传输给stm32微控制器，stm32微控制器通过SPI通讯对时序鉴别器进行控制，实现stm32微控制器对时序鉴别器动作时零序电压与零序电流波形关系的调整，这样stm32微控制器可以实现对零序电压和零序电流大小的测量和控制。stm32微控制器通过TFT显示电路与TFT显示屏连接用于用户的可视化操作，TFT显示电路将测定的参数，包括电压值、电流值、故障状况及整定参数，显示到TFT显示屏上，用户可以在接地故障发生时实时查看零序电压与零序电流的相位关系，也可在故障后查看故障发生时零序电压与零序电流的波形，做数据分析。操作按键通过按键电路将按键信号传递给stm32微控制器，方便用户对stm32微控制器参数进行设置；485接口电路用于stm32微控制器与外界的485接线进行通讯，实现485接口的网络通信功能；分闸控制电路用于向控制开关提供闭合触点信号，该闭合触点信号可使控制开关断路器断开，从而切断该装置所在的开关柜供电，实现控制外围电路的跳闸功能；故障记录存储电路用于记录供电系统出现故障的时刻、类型并将该数据存储起来，以便操作人员查看；时钟日历电路作为一个电子钟发生器，生成系统时间，包括年、月、日、时、分、秒；控制器复位电路用于保证整个装置启动时能正常复位，从而使系统从一个确定的状态开始运行。本技术的有益效果为：单相接地监控装置通过stm32微控制器与时序鉴别器的SPI通讯，实现了用户对时序鉴别器的可视化操作，现场根据外围元器件参数差异改变零序电压与零序电流的相位关系，可以在单相接地故障发生时实时查看零序电流与零序电压的相位关系，可以在故障结束后提取零序电压与零序电流的故障波形，为故障原因的分析提供数据支持。附图说明图1为本技术的原理结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细描述：该单相接地故障分析系统，其包括时序鉴别器1、stm32微控制器2、SPI通讯3、TFT显示屏4、TFT显示电路5、按键6、按键电路7、零序电压测量电路8、零序电流测量电路9、零序电压滤波鉴幅光隔电路10、零序电流滤波鉴幅光隔电路11、485接口电路12、分闸控制电路13、故障记录存储电路14、时钟日历电路15、控制器复位电路16、零序电压互感器17和零序电流互感器18，其中，stm32微控制器2通过SPI通讯3与时序鉴别器1连接，时序鉴别器1还与零序电压滤波鉴幅光隔电路10、零序电流滤波鉴幅光隔电路11连接，stm32微控制器2通过TFT显示电路5与TFT显示屏4连接，stm32微控制器2通过按键电路7与按键6连接，stm32微控制器2还与零序电压测量电路8、零序电流测量电路9、485接口电路12、分闸控制电路13、故障记录存储电路14、时钟日历电路15及控制器复位电路16连接，零序电压互感器17两端分别与零序电压测量电路8、零序电压滤波鉴幅光隔电路10连接，零序电流互感器18两端分别与零序电流测量电路9、零序电流滤波鉴幅光隔电路11连接。单相接地监控装置采集接地系统的零序电压信号、零序电流信号分别输入零序电压互感器17、零序电流互感器18；零序电压测量电路8，将零序电压互感器17输入的零序电压信号转换后输入stm32微控制器2进行测量记录；零序电流测量电路9，将零序电流互感器18输入的零序电流信号转换后输入stm32微控制器2进行测量记录；零序电压滤波鉴幅光隔电路10，把零序电压互感器17输入的零序电压信号进行滤波、幅值鉴别、光耦隔离后输入时序鉴别器1；零序电流滤波鉴幅光隔电路11，把零序电流互感器18输入的零序电流信号进行滤波、幅值鉴别、光耦隔离后输入时序鉴别器1；stm32微控制器2通过SPI通讯3与时序鉴别器1连接，时序鉴别器1将接受的零序电压信号、零序电流信号通过SPI通讯3传输给stm32微控制器2，stm32微控制器2通过SPI通讯3对时序鉴别器1进行控制，实现stm32微控制器2对时序鉴别器1动作时零序电压与零序电流波形关系的调整，这样stm32微控制器2可以实现对零序电压和零序电流大小的测量和控制；stm32微控制器2通过TFT显示电路5与TFT显示屏4连接用于用户的可视化操作，TFT显示电路5将测定的参数，包括电压值、电流值、故障状况及整定参数，显示到TFT显示屏4上，用户可以在接地故障发生时实时查看零序电压与零序电流的相位关系，也可在故障后查看故本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于小电流接地系统的单相接地故障分析系统，其特征在于：其包括时序鉴别器、stm32微控制器、SPI通讯、TFT显示屏、TFT显示电路、按键、按键电路、零序电压测量电路、零序电流测量电路、零序电压滤波鉴幅光隔电路、零序电流滤波鉴幅光隔电路、485接口电路、分闸控制电路、故障记录存储电路、时钟日历电路、控制器复位电路、零序电压互感器和零序电流互感器，其中，stm32微控制器通过SPI通讯与时序鉴别器连接，时序鉴别器还与零序电压滤波鉴幅光隔电路、零序电流滤波鉴幅光隔电路连接，stm32微控制器通过TFT显示电路与TFT显示屏连接，stm32微控制器通过按键电路与按键连接，stm32微控制器还与零序电压测量电路、零序电流测量电路、485接口电路、分闸控制电路、故障记录存储电路、时钟日历电路及控制器复位电路连接，零序电压互感器两端分别与零序电压测量电路、零序电压滤波鉴幅光隔电路连接，零序电流互感器两端分别与零序电流测量电路、零序电流滤波鉴幅光隔电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种适于小电流接地系统的单相接地故障分析系统，其特征在于：其包括时序鉴别器、stm32微控制器、SPI通讯、TFT显示屏、TFT显示电路、按键、按键电路、零序电压测量电路、零序电流测量电路、零序电压滤波鉴幅光隔电路、零序电流滤波鉴幅光隔电路、485接口电路、分闸控制电路、故障记录存储电路、时钟日历电路、控制器复位电路、零序电压互感器和零序电流互感器，其中，stm32微控制器通过SPI通讯与时序鉴别器连接，时序鉴别器还与零序电压滤波鉴幅光隔电路、零序电流滤波鉴幅光隔电路连接，stm32微控制器通过TFT显示电路与TFT显示屏连接，stm32微控制器通过按键电路与按键连接，stm32微控制器还与零序电压测量电路、零序电流测量电路、485接口电路、分闸控制电路、故障记录存储电路、时钟日历电路及控制器复位电路连接，零序电压互感器两端分别与零序电压测量电路、零序电压滤波鉴幅光隔电路连接，零序电流互感器两端分别与零序电流测量电路、零序电流滤波鉴幅光隔电路连接。2.根据权利要求1所述的一种适于小电流接地系统的单相接地故障分析系统，其特征在于：所述零序电压测量电路，将零序电压互感器输入的零序电压信号转换后输入stm32微控制器进行测量记录。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振，吕正超，马德建，付勇，孙运帅，尚民，宋春晖，
申请(专利权)人：山东电安电气有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37