专利名称：变电站电压互感器二次中性点多点接地监测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及变电站电压互感器二次中性点多点接地监测装置，属于电力系统继电保护技术领域。
背景技术：
本案以500kV变电站为例进行说明，当500kV变电站电压互感器二次中性点(N600)存在多点接地时，发生线路短路故障，故障电流在地网中流通形成电压，该电压迭加进二次中性点，导致继电保护装置感受的相电压发生畸变，造成继电保护装置拒动或者误动，造成电网事故。申请号为201120254560.1的发明专利是一种简易的二次中性点多点接地监测装置。它的构造如图1所示，包括变电站的保护屏，在保护屏上连接有电压互感器二次中性点，在电压互感器二次中性点上连接有一点接地回路，在一点接地回路上连接有零序电流互感器，在零序电流互感器的二次引出端上连接有电流指示表。当发生接地故障时的各相电流的向量和不为零，故障电流使零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通，零序电流互感器的二次引出端使电流指示表发生变化，从而帮助运行维护人员对二次中性点是否存在多点接地进行实施监视。在实际使用过程中，由于电压互感器二次负载的不平衡，与接地点地位接地电阻不为零的原因，中性线中有一不平衡电流流过，电流的大小与负载的不平衡度有关，是一变化量。但该发明无法对电流值进行判断，并对超过设定值的电流进行报警，所以达不到无人值守的要求；并且该发明无法对短暂发生过的多点接地事件进行记忆和存储，为电网安全运行留下了隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题提供了一套安装方便实用性强，可实时的对电压互感器二次中性线(点)电流进行检测，并可在其超过设定值时进行报警，同时可以对报警事件进行自动存储，而且可以实时的将检测结果，通过数据通讯网上传至远程监控管理部门，能够在无人值守的情况下正常工作，对于无人站的建设更具重要的实用意义。本发明的技术方案是:.变电站电压互感器二次中性点多点接地监测装置，包括与电压互感器二次中性点连接的一点接地回路，在一点接地回路上连接有单匝穿心电流传感器，其特征是在电流感应线圈上连接有Α/D数据转换模块，Α/D数据转换模块的输出端连入MCU微处理器，在MCU微处理器上连接有报警电路、内存、通讯模块、电源处理模块、IXD显示模块、按键操作模块、电源处理模块和时钟信号控制模块。所述的变电站电压互感器二次中性点多点接地监测装置，其特征是所述Α/D数据转换模块用于将采集到的二次中性线电流转换为数字信号并传入MCU微处理器，所述MCU微处理器采用STCDC5620AD芯片，对Α/D数据转换器传入的信号进行大小判断，若大于设定值则存入内存并报警，同时通过以太网传至远程终端。所述的变电站电压互感器二次中性点多点接地监测装置，其特征是所述MCU微处理器将测试结果用数据总线传输，将测试结果通过LCD显示模块显示。
本发明与现有技术相比，通过对二次中性线电流的监测和大小判定，可以在电流值超过设定值时存储、报警并发送至远程监控平台。相对于传统的监测方法，做到了无人值守，节省了以往监测过程中耗费的大量的时间和劳力。
图1现有技术的二次中性点检测装置结构 图2为本发明的总体结构方框 图3为电源处理模块；
图4为A/D转换模块；
图5为MCU主控制器模块；
图6为时钟、存储及IXD显示模块；
图7为485通讯模块。图中，1-保护屏；2_中性点；3_接地回路；4_零序电流互感器；5_报警接点；6-报
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具体实施例方式本装置的总体结构如图2所示，主要由MCU中心处理模块及与所述MCU中心处理模块连接的电源处理模块、Α/D转换模块、存储数据模块、时钟信号控制模块、IXD显示模块、报警电路、485通讯模块等部分构成的框图。图3、4、5、6、7分别为本发明具体实施例中各部分所选用的芯片之间的功能脚及其所用的元器件的连接示意图。图3电源模块，220V交流电源经JXD2.5-0505-WFCIE输出两路电压分别为:5V/0.lA、5V/0.4A，一路经C1、E1、L1、L2、C14、C15、R30等构成的滤波电路处理后，为MCU中心处理模块、Α/D转换模块、存储数据模块、时钟信号控制模块、LCD显示模块及报警电路提供工作电压；另一路经C2、E2滤波后为485通讯模块提供工作电压。
图4六/1)转换模块，经(:1'采集来的信号经过1 1、1 2、1 3、1 4、1 5、01、03、(:4、05组成的滤波电路处理后送至Α/D芯片CS5460的15、16脚即IIN-和IIN+脚，芯片LM236D及R8R9C13构成的电路为Α/D芯片CS5460提供了基准电压接至CS5460芯片的11、13脚即VREF0UT和VA-引脚，CS5460芯片2、8、18脚悬空，4.096M的晶振Y2接在CS5460的XOUT和XIN引脚之间，C9对地接在VA+起到滤波的作用，VIN+和VIN-引脚接地，R6、R7串联后和ClO并联取R6两端的电压接至VD+和PFMON的引脚上R33、R34分别接至EDIR和EOUT端然后一同接至 VCC，C9、VREFIN 接 2.5V 的固定电压，RESET、CS、SD1、SDO、SCLK, INT 分别和 MCU 主芯片 STC12C5620AD 中的 PL 7/SCLK/ADC7、Pl.4/SS/ADC4、P2.0/CEX2/PCA2/PWM2、PL 5/M0SI/ADC5、PL 6/MIS0/ADC6、Ρ3.2/ΙΝΤ0 引脚相连，CIO、R6、R7、R33、R34、Y2 等元器件构成了芯片CS5460工作的基本条件。图5 MCU主控制器模块，采用STC12C5620AD芯片，C6、C7、Yl构成时钟电路接至芯片的XTALl、XTAL2的引脚上，E3、R10构成复位信号接至芯片的RST引脚上，C8对地接至VCC引脚，GND接地，VCC、GND、RXD、TXD构成数据下载接口，P2.5通过R16接BGl的基极，BGl的集电极接到BEEP构成报警电路。
图6时钟、存储及IXD显示模块:
a)、时钟芯片主要选PCF8563T，D2、D3、Cll、BTl构成时钟芯片的电源部分接至芯片的VDD引脚，VSS接地，晶振Y3和可变电容CWl组合为时钟芯片工作提供了基本条件，INT和CLKOUT引脚悬空，SDA和SCL分别与芯片STC12C5620AD的P2.6和P2.7相连。b)、存储芯片主要选AT24C32D，AO、GND接地，Al、A2接VCC，Cl接VCC起到滤波作用，SDA、SCL分别通过R18、R17接VCC,同时SDA、SCL分别接到芯片STC12C5620AD的P2.6和P2.7的引脚上。c)、IXD显示部分主要选用0CMJ1223C的液晶屏，三极管BG3的发射极接VCC，基极通过电阻R32接至芯片STC12C5620AD的PL 3/ADC3，集电极接0CMJ1223C的LED+引脚，CLK、DATA分别接Pl.0和Pl.1引脚上。图7为485通讯模块，Ql、Q2光耦隔离器主要起到信号隔离的作用，Ql的4脚接地,6脚接芯片STC12C5620AD的P3.0/RXD同时通过R19接到VCC, I脚通过R21接5V，3脚和485芯片R引脚相连，Q2的3脚接芯片STC12C5620AD的P3.1/TXD, I脚通过R20接到VCC，6脚接至485芯片的D引脚上，同时通过R23接至BG3的基极，4脚接到BG3的发射极同时接5G，R22、R23、R24和BG3组成共发射极放大电路，BG3集电极接到485芯片的RE和DE引脚上，Cll接在485芯片的GND和VCC之间其滤波作用，L3、R25、R26、R27、R28、FLl和FL2组成485接口电路。
外电源，外接220V交直流变5V直流电源，经过一系列的滤波稳压后，输出的电压作为本发明装置的工作电源。以下叙述本发明的工作过程:
电流变送器采用无残压全隔离的电流检测方式，选用单匝穿芯电流传感器、先进的微处理技术以及独有的瞬态参数测试技术进行线性化处理及计算，将测试结果用总线进行数字传输；数据采集器实时采集电流变送器测量数据，并将采集的数据进行处理和分析，就地显不O
权利要求
1.变电站电压互感器二次中性点多点接地监测装置，包括与电压互感器二次中性点连接的一点接地回路，在一点接地回路上连接有单匝穿心电流传感器，其特征是在电流感应线圈上连接有Α/D数据转换模块，Α/D数据转换模块的输出端连入MCU微处理器，在MCU微处理器上连接有报警电路、内存、通讯模块、电源处理模块、LCD显示模块、按键操作模块、电源处理模块和时钟信号控制模块。
2.根据权利要求1所述的变电站电压互感器二次中性点多点接地监测装置，其特征是所述Α/D数据转换模块用于将采集到的二次中性线电流转换为数字信号并传入MCU微处理器，所述的MCU微处理器采用ST⑶C5620AD芯片，对Α/D数据转换器传入的信号进行大小判断，若大于设定值则存入内存并报警，同时通过以太网传至远程终端。
3.根据权利要求1所述的变电站电压互感器二次中性点多点接地监测装置，其特征是所述MCU微处理器将测试结果用数据总线传输，将测试结果通过LCD显示模块显示。
全文摘要
变电站电压互感器二次中性点多点接地监测装置，包括与电压互感器二次中性点连接的一点接地回路，在一点接地回路上连接有单匝穿心电流传感器，其特征是在电流感应线圈上连接有A/D数据转换模块，A/D数据转换模块的输出端连入MCU微处理器，在MCU微处理器上连接有报警电路、内存、通讯模块、电源处理模块、LCD显示模块、按键操作模块、电源处理模块和时钟信号控制模块。本发明与现有技术相比，通过对二次中性线电流的监测和大小判定，可以在电流值超过设定值时存储、报警并发送至远程监控平台。相对于传统的监测方法，做到了无人值守，节省了以往监测过程中耗费的大量的时间和劳力。
文档编号G01R19/25GK103207345SQ20131007630
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月11日 优先权日2013年3月11日
发明者李社勇, 张中明, 申洲 申请人:李社勇