变电站配电网单相接地监测装置及方法与流程

本发明涉及单相接地监测领域，具体涉及一种变电站配电网单相接地监测装置及方法。

背景技术：

1、单相接地故障可能导致以下问题：

2、1.发生接地时，由于非故障相对地电压升高，系统中的绝缘薄弱点可能击穿，从而造成短路故障；当设备的电压升高时，其发热量也会相应增加。如果电压升高到一定程度，超过了设备的额定工作电压，设备的发热量将会显著增加，从而导致设备的温度升高。如果设备的温度持续升高并超过了设备的承受能力，可能会对设备的正常运行造成影响，甚至可能导致设备的损坏，造成火灾等严重事故。

3、2.接地故障点产生电弧，这不仅会烧坏设备，还有可能发展成相间短路，进一步扩大故障范围；接地电流小，瞬时性故障比例高，间歇性接地比例也较高，导致接地电流严重畸变。

4、现有技术如cn207268763u公开的一种单相接地故障告警检测装置，包括电压分析模块、光电耦合模块、计时模块、告警信号发生模块。电压分析模块包括电压采集模块、整流模块、滤波模块、电压比较模块。电压采集模块用于采集a相或b相或c相与接地端之间的电压信号，当电压比较模块的输入端接收的电压信号大于预设电压的一定倍数时，电压比较模块的输出端输出高电平信号。中性点不接地的电力开关柜发生单相接地故障时，若发现某相相电压超过预设电压一定倍数并持续预设时间以上，即可判定为有单相接地故障发生，告警信号发生模块发出故障告警信号。

5、虽然该方案实现了单相接地检测，但该方案仅是通过采集某一相接地端的电压，将该电压与预设值进行比较来判断是否单相接地故障发生，其指标单一，判断的准确性不高，导致其故障报警准确性也不高。当单相接地故障发生，电网设备温度持续升高时，对于导致可能出现的火灾情况，该方案也无法及时的进行处理。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种变电站配电网单相接地监测装置及方法，极大地提高了单相接地故障判断的准确性以及单相故障报警的准确性。

2、本发明采取如下技术方案实现上述目的，一方面，本发明提供一种变电站配电网单相接地监测装置，所述装置包括接地端电压采集模块、声光告警模块、电势差计算模块、温度传感器以及控制模块，电势差计算模块分别与接地端电压采集模块与控制模块连接，声光告警模块与温度传感器分别与控制模块连接，每两个接地端为一组，接地端电压采集模块采集每组中两个接地端的电压值并发送至电势差计算模块，电势差计算模块根据两个接地端的电压值计算两个接地端的电势差值，并将电势差值发送至控制模块，温度传感器采集电网设备的温度值，并将温度值发送至控制模块，控制模块根据所述温度值与所述电势差值设置声光告警模块报警的上下限范围。

3、进一步的是，为了对单相接地故障发生前后的原因进行更详细的了解，该装置还包括摄像头与数据存储备份模块，摄像头与数据存储备份模块分别与控制模块连接，所述摄像头安装在高压配电室的墙壁上，当某条线路单相接地，触发声光告警模块进行报警时，控制模块将报警前设置时间段内至报警后设置时间段内摄像头拍摄的视频信息存储在数据存储备份模块中。

4、进一步的是，为了提高对烟雾检测的灵敏度，该装置还包括离子式烟雾传感器，所述离子式烟雾传感器分别设置在高压配电室以及集中式配电柜内，所述离子式烟雾传感器与控制模块无线连接。

5、进一步的是，为了提高配电网的安全性，该装置还包括自动灭火器，所述自动灭火器设置在高压配电室以及集中式配电柜内，自动灭火器的电磁阀开关与控制模块连接，当电网设备的温度值超出设定阈值，或离子式烟雾传感器监测到烟雾信号，控制模块控制自动灭火器的电磁阀开关打开。

6、进一步的是，为了能够实时直观了解接地端电压情况，该装置还包括电压显示模块，所述电压显示模块与控制模块连接。

7、进一步的是，为了提高单相接地故障定位的准确性，所述声光告警模块的数量与接地端组的相互对应。

8、进一步的是，该装置还包括电源模块，所述电源模块用于为各模块提供电源。

9、另一方面，本发明还提供一种变电站配电网单相接地监测方法，所述方法包括：

10、以每两个接地端为一组，接地端电压采集模块采集每组中两个接地端的电压值并发送至电势差计算模块，电势差计算模块根据两个接地端的电压值计算两个接地端的电势差值，并将电势差值发送至控制模块；

11、通过温度传感器采集电网设备的温度值，并将温度值发送至控制模块，控制模块根据所述温度值与所述电势差值设置声光告警模块报警的上下限范围，触发声光告警模块报警，则配电网单相接地故障发生；

12、控制模块根据所述温度值与所述电势差值设置声光告警模块报警的上下限范围具体包括：将监测到的最低温度值与最小电势差值加权求和，得到下限值，将监测到的最高温度值与最大电势差值加权求和，得到上限值，再将下限值与上限值转换为声光告警模块报警的上下限电压值。

13、进一步的是，该方法还包括触发声光告警模块进行报警时，控制模块将报警前设置时间段内至报警后设置时间段内摄像头拍摄的视频信息存储在数据存储备份模块中。

14、进一步的是，该方法还包括当电网设备的温度值超出设定阈值，或离子式烟雾传感器监测到烟雾信号，控制模块控制自动灭火器的电磁阀开关打开。

15、本发明的有益效果为：

16、本发明将每两个接地端为一组，通过两个接地端的电势差以及电网设备的温度值来设置声光告警模块报警的上下限范围，极大地提高了单相故障报警的准确性，当触发声光报警时，则表示发生了单相接地故障，即通过两个接地端的电势差以及电网设备的温度值来判断是否出现单相接地故障，结构简单使用，相对于通过单相接地端电压与预设值的比较判断，本发明提高了单相接地故障的准确性。

17、本发明还可以通过离子式烟雾传感器对烟雾进行检测，当单相接地故障发生，导致电网设备电压升高，温度上升，设备损坏出现火灾的情况，离子式烟雾传感器检测到烟雾信号，此时控制模块打开灭火器的电磁开关，灭火器工作，提高了配电室及配电柜的安全性，避免重大事故的发生。

技术特征：

1.变电站配电网单相接地监测装置，其特征在于，所述装置包括接地端电压采集模块、声光告警模块、电势差计算模块、温度传感器以及控制模块，电势差计算模块分别与接地端电压采集模块与控制模块连接，声光告警模块与温度传感器分别与控制模块连接，每两个接地端为一组，接地端电压采集模块采集每组中两个接地端的电压值并发送至电势差计算模块，电势差计算模块根据两个接地端的电压值计算两个接地端的电势差值，并将电势差值发送至控制模块，温度传感器采集电网设备的温度值，并将温度值发送至控制模块，控制模块根据所述温度值与所述电势差值设置声光告警模块报警的上下限范围。

2.根据权利要求1所述的变电站配电网单相接地监测装置，其特征在于，该装置还包括摄像头与数据存储备份模块，摄像头与数据存储备份模块分别与控制模块连接，所述摄像头安装在高压配电室的墙壁上，当某条线路单相接地，触发声光告警模块进行报警时，控制模块将报警前设置时间段内至报警后设置时间段内摄像头拍摄的视频信息存储在数据存储备份模块中。

3.根据权利要求1所述的变电站配电网单相接地监测装置，其特征在于，该装置还包括离子式烟雾传感器，所述离子式烟雾传感器分别设置在高压配电室以及集中式配电柜内，所述离子式烟雾传感器与控制模块无线连接。

4.根据权利要求3所述的变电站配电网单相接地监测装置，其特征在于，该装置还包括自动灭火器，所述自动灭火器设置在高压配电室以及集中式配电柜内，自动灭火器的电磁阀开关与控制模块连接，当电网设备的温度值超出设定阈值，或离子式烟雾传感器监测到烟雾信号，控制模块控制自动灭火器的电磁阀开关打开。

5.根据权利要求1所述的变电站配电网单相接地监测装置，其特征在于，该装置还包括电压显示模块，所述电压显示模块与控制模块连接。

6.根据权利要求1所述的变电站配电网单相接地监测装置，其特征在于，所述声光告警模块的数量与接地端组的相互对应。

7.根据权利要求1所述的变电站配电网单相接地监测装置，其特征在于，该装置还包括电源模块，所述电源模块用于为各模块提供电源。

8.变电站配电网单相接地监测方法，应用于如权利要求1-7任意一项所述的变电站配电网单相接地监测装置，其特征在于，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的变电站配电网单相接地监测方法，其特征在于，该方法还包括触发声光告警模块进行报警时，控制模块将报警前设置时间段内至报警后设置时间段内摄像头拍摄的视频信息存储在数据存储备份模块中。

10.根据权利要求8所述的变电站配电网单相接地监测方法，其特征在于，该方法还包括当电网设备的温度值超出设定阈值，或离子式烟雾传感器监测到烟雾信号，控制模块控制自动灭火器的电磁阀开关打开。

技术总结
本发明涉及单相接地监测领域，具体涉及一种变电站配电网单相接地监测装置及方法，提高了单相接地故障判断的准确性。方案包括接地端电压采集模块、声光告警模块、电势差计算模块、温度传感器以及控制模块，电势差计算模块分别与接地端电压采集模块与控制模块连接，声光告警模块与温度传感器分别与控制模块连接，每两个接地端为一组，接地端电压采集模块采集每组中两个接地端的电压值并发送至电势差计算模块，电势差计算模块根据电压值计算两个接地端的电势差值，并将电势差值发送至控制模块，温度传感器采集电网设备的温度值，并将温度值发送至控制模块，控制模块根据温度值与电势差值设置声光告警模块报警范围。本发明适用于单相接地监测。

技术研发人员：叶忠艳,韩斌,付威威,郭洪涛,吴治华
受保护的技术使用者：河南省中联玻璃有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25