一种基于高电阻接地的防误电源系统的制作方法

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种基于高电阻接地的防误电源系统。

背景技术：

变电站中的一次设备操作时，为了保证人身、设备的安全，必须满足“五防”要求：即防误分、合断路器，防带负荷拉合隔离刀闸，防带电合接地刀闸，防带接地线合断路器，防误入带电间隔。传统变电站的防误电源系统，一般由电磁锁、带电显示器及各种辅助接点组成，接线原理图1所示。图1为现有技术采用的防误电源系统的电路图。该防误电源系统的防误电源一般采用经隔离变压器的不接地的220V电源，如图1左半部分所示。

传统防误电源系统由接地220V交流电源、220V/220V隔离变压器10、防误电源FWA1-FWN1，FWA2-FWN2，FWA3-FWN3，FWA4-FWN5以及相应的熔丝(空开)组成。图2为现有技术中变电站110kV进线及主变高压侧防误操作部分电路图。防误电源经隔离变压器隔离后形成不接地系统，其主要目的是防止户外设备接地后短路，甚至导致防误闭锁的误开放。经隔离变压器后防误电源可以与变电站的交流系统隔离，从而保证防误回路的独立可靠。

传统不接地的防误电源系统存在的问题包括：

首先，难以对户外设备节点进行检查：不接地防误电源系统没有接地参考点，因此在检查防误回路时需要有参考的FWN或FWA。但由于缺少FWN或FWA，很难检查图2中G1、G3所示的户外设备接点是否正常。

其次，整流电子回路易损坏：不接地防误电源系统的对地电位取决于防误回路的对地电容等因素，因此其对地电位可能远远高于220V。图3为现有技术中10kV电容器组防误操作闭锁回路的电路图。其中断路器中操作机构闭锁用的电子式整流桥Qo-Yo中有散热片接地，防误电源的悬浮高电位容易将Qo-Yo整流桥对地软击穿。

最后，无法通过设备检测一点或多点接地：传统防误电源系统发生一点或多点接地时，无法通过设备检测，而在两点或多点接地时将导致防误回路的异常。

综上所述，现有技术中不接地的防误电源系统，在进行相关操作时，由于无法检测系统中是否有接地信号存在，导致无法保证操作过程的安全性。

由此可见，如何实现对防误电源系统的接地信号检测是本领域技术人员亟待解决地问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于高电阻接地的防误电源系统，用于实现对防误电源系统的检查以及防止电子元件的损坏。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于高电阻接地的防误电源系统，包括与电源连接的隔离变压器，与所述隔离变压器的火线输出端和地线输出端连接的防误电源，还包括与所述火线输出端和所述地线输出端连接的高电阻接地装置；

所述高电阻接地装置包括：接地切换压板，所述接地切换压板的第一端与所述地线输出端连接，所述接地切换压板的第二端与所述火线输出端连接，所述接地切换压板的第三端与第一电阻的第一端和第二电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与第四电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与第三电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端和所述第四电阻的第二端接地。

优选地，还包括第一熔丝和第二熔丝，所述接地切换压板的第一端通过所述第一熔丝与所述地线输出端连接，所述接地切换压板的第二端通过所述第二熔丝与所述火线输出端连接。

优选地，还包括接地告警继电器和告警装置，所述第二电阻的第二端和所述第四电阻的第二端通过所述接地告警继电器的线圈接地，所述告警装置与所述接地告警继电器的开关连接，在所述开关闭合的情况下告警提示。

优选地，所述接地告警继电器为交流电压继电器。

优选地，所述告警装置包括蜂鸣器在所述开关闭合的情况下接通。

优选地，所述告警装置还包括闪光灯在所述开关闭合的情况下接通。

本发明所提供的基于高电阻接地的防误电源系统，包括高电阻接地装置，正常运行时将接地切换压板切换在地线侧，将地线经高电阻(第一电阻-第四电阻)接地。当火线中的某一端点接地时，则第二电阻的第二端和第四电阻的第二端所在的接地点就会产生异常信号。当无接地时，可以方便实现防误电源系统的故障检查，并保证将防误电源系统的电位限制在正常的范围。当需要防误操作时，将接地切换压板切换在火线侧以检查地线侧是否有接地信号，再将接地切换压板切换在火线侧，检查无接地信号后，进行防误电源系统的操作检查，从而保证了在进行防误电源系统的操作检测中的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术采用的防误电源系统的电路图；

图2为现有技术中变电站110kV进线及主变高压侧防误操作部分电路图；

图3为现有技术中10kV电容器组防误操作闭锁回路的电路图；

图4为本发明提供的一种基于高电阻接地的防误电源系统的电路图；

图5为本发明提供的另一种基于高电阻接地的防误电源系统的电路图；

图6为本发明提供的一种高电阻接地装置实际应用电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

本发明的核心是提供一种基于高电阻接地的防误电源系统。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图4为本发明提供的一种基于高电阻接地的防误电源系统的电路图。如图4所示，基于高电阻接地的防误电源系统包括与电源连接的隔离变压器10，与隔离变压器10的火线输出端FWA和地线输出端FWN连接的防误电源FWA1-FWN1，FWA2-FWN2，FWA3-FWN3，FWA4-FWN5。还包括与火线输出端FWA和地线输出端FWN连接的高电阻接地装置11；

高电阻接地装置11包括：接地切换压板QP，接地切换压板QP的第一端与地线输出端FWN连接，接地切换压板QP的第二端与火线输出端FWA连接，接地切换压板QP的第三端与第一电阻R1的第一端和第二电阻R2的第一端连接，第一电阻R1的第二端与第四电阻R4的第一端连接，第二电阻R2的第二端与第三电阻R3的第一端连接，第二电阻R2的第二端和第四电阻R4的第二端接地。

在具体实施中，在防误电源FWA1-FWN1，FWA2-FWN2，FWA3-FWN3，FWA4-FWN5的回路上设置本发明提供的高电阻接地装置11。

图5为本发明提供的另一种基于高电阻接地的防误电源系统的电路图。如图5所示，还包括第一熔丝F1和第二熔丝F2，

接地切换压板QP的第一端通过第一熔丝F1与地线输出端FWN连接，接地切换压板QP的第二端通过第二熔丝F2与火线输出端FWA连接。

在上述实施例的基础上，还包括接地告警继电器J1和告警装置12，第二电阻R2的第二端和第四电阻R4的第二端通过接地告警继电器J1的线圈接地，告警装置12与接地告警继电器J1的开关K1连接，在开关K1闭合的情况下告警提示。

在具体实施中，告警装置12包括蜂鸣器在开关闭合的情况下接通。在另外一种实施例中，告警装置12还包括闪光灯在开关闭合的情况下接通。

可以理解的是，告警装置12的选择方式有很多种，只要能够在开关K1闭合的情况下，告警提示就可以，并不局限于上述两种实施方式。

下文中对于上述提供的高电阻接地装置11的参数选取做详细说明。基于高电阻接地的防误电源系统中，需要对接地电阻进行选择，选择原则为：

1、接地电阻与异常接地点形成的回路不应导致防误回路失效。

2、接地电阻中通过的功率应满足全电压下的长期运行要求，并且当防误电源回路中任何一点接地时该电阻不会损坏。

3、高电阻接地装置在某一端点接地时，当高电阻接地装置过小时与FWN形成回路，导致回路上的DSD电磁锁误开放，选择接地电阻时，必须防止防误回路任意一点接地而导致的误开放。

图6为本发明提供的一种高电阻接地装置实际应用电路图。如图6所示，当高电阻接地装置11在891端点接地时的情况：

根据原则1选择接地电阻值阻值：防误回路的每个支路一般都有一把阻值为2kΩ的电磁锁DSD，其最小可能动作电压按20％额定电压计算。计及裕度要求后，将电磁锁DSD的最小可能动作电压限制在低于10％额定电压的水平，应该是能够可靠防止电磁锁的误动开放，所以电阻R1-R4串联和并联后的总电阻RE为：

$RE=\frac{2}{10\%}=20k\mathrm{\Ω}$

当接地电阻RE与电磁锁DSD串联接入防误电源系统时，接地电阻阻值为20kΩ-2kΩ＝18kΩ。为保证可靠性，实际值选为20kΩ。

由于RE为R1-R4电阻两个并联后再串联，这样根据欧姆定律当R1-R4电阻阻值相同时，RE阻值为单个电阻阻值，但功率是单个电阻的4倍。

根据原则2选择接地电阻的功率值：在极端情况下接地电阻RE和交流电压型的接地检测继电器承受防误电源的全电压，则计算接地电阻RE及接地告警继电器J1的功率为：

RE的容量是(R1-R4)单个电阻容量的4倍，这样折算到每个20kΩ电阻(R1-R4)的功率为0.5W，考虑裕度后视为1W，则接地告警继电器J1的功率为：P_继电器＝20²/(2kΩ)＝0.2W。

考虑到理论值与实际值的差距，在具体实施中，选择接地告警继电器J1的功率大于1W。

接地告警继电器动作电压的选择

在具体实施中，接地告警继电器J1采用交流电压继电器，假设接地告警继电器J1的阻抗为2kΩ，动作电压范围为5～20V，当FWA或FWN金属性接地时如图6所示，极端情况下RE与接地继电器J1承受防误电源全电压，接地告警继电器J1的分压值为：

$\frac{220V}{22k\mathrm{\Ω}}\·2k\mathrm{\Ω}=20V$

所以接地告警继电器J1选择额定电压为48V的交流电压继电器；

当接地电阻Re为20kΩ时，总电阻为20kΩ+22k＝42kΩ，则接地告警继电器J1上的分压为：

$\frac{220V}{42k\mathrm{\Ω}}\·2=10.5V$

综上所述，为保证灵敏度，一般整定为10V，在接地电阻小于20kΩ的接地时能够可靠告警。

本发明提供的高电阻接地装置使用原则为：

正常运行时将QP切换在ACN侧，将FWN经高电阻(R1-R4)接地，当有FWA经小于20kΩ接地电阻接地时，可导致告警继电器J1动作输出报警信号。

无接地时，可以方便实现防误回路的故障检测，并保证将防误回路的电位限制在正常的范围。当需要防误操作时，将QP切换在ACA检测是否有FWN接地，再将QP切换在ACN，检测无接地信号后，进行防误回路的操作检测。

本发明提供的基于高电阻接地的防误电源系统，包括高电阻接地装置，正常运行时将接地切换压板切换在地线侧，将地线经高电阻(第一电阻-第四电阻)接地。当火线中的某一端点接地时，则第二电阻的第二端和第四电阻的第二端所在的接地点就会产生异常信号。当无接地时，可以方便实现防误电源系统的故障检查，并保证将防误电源系统的电位限制在正常的范围。当需要防误操作时，将接地切换压板切换在火线侧以检查地线侧是否有接地信号，再将接地切换压板切换在火线侧，检查无接地信号后，进行防误电源系统的操作检查，从而保证了在进行防误电源系统的操作检测中的安全性。

以上对本发明所提供的基于高电阻接地的防误电源系统进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。