专利名称：多功能晶体管故障选线仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种单相接地和缺相两种故障的故障线路选择指示装置，适合于中性点不接地系统。
我国的电力系统，绝大多数是经6－10千伏中性点不接地系统送到各个用户的。但是，中性点不接地系统存在三大难题，几十年来一直困扰着供电人员，它们是〈1〉现有的继电保护装置能指示单相接地故障的发生，不能指示出接地故障线路。〈2〉能指示缺相故障的发生，不能指示出缺相故障线路。〈3〉不能指示故障的状况，即不能指示故障点的大体位置和故障的严重程度。从1981年开始，我国研制了多种高压检漏装置，被作为故障选线仪投入使用，并在实际应用中起到一定的作用。其中使用较多的是BLD－3、BLD－4、BLD－5、UP－GXL－1、XGLB－S、JGL－1、KJGL－1。但是无论那种装置，它们的功能都很单一，只能解决问题〈1〉，不能解决问题〈2〉、〈3〉。另外，前五种装置还存在误动或无选择性动作等问题；后两种装置则采用微机检漏，并附有过多的外设，把简单的问题复杂化，因而成本太高，工作条件要求也高，运行维护困难。所有这些原因，使得中性点不接地系统尚无任何故障选线装置得到推广应用，仍然采取依次拉开各条线路的办法选择故障线路，再盲目寻找故障点。当发生瞬间接地故障时，便束手无策了。这势必严重影响了供电可靠性，给工农业生产造成不应有的损失。
本实用新型的任务是提供一种多功能故障选线仪，在中性点不接地系统中，它不仅能指示出单相接地和缺相两种故障的故障线路，而且能指示出故障的状况；不仅能保证动作的可靠性、准确性灵敏性，而且做到工作条件要求低，运行维护简便，并尽量降低成本。
本实用新型的任务是这样实现的取得各条线路的零序电流信号，根据比幅原理，通过晶体管比值选择电路进行比较和选择，实现单相接地和缺相两种故障的故障线路指示；通过晶体管释放电路反映故障线路故障信号的强弱，判断出故障状况。本实用新型由于采用晶体管集成电路与继电器相配合集中选线的方式，线路设计简单、巧妙，制造简单，无特殊技术要求，因而，不但大大降低了成本，而且保证了动作的可靠性、准确性、灵敏性。对环境条件也无特殊要求，运行维护简便，适合我国电力发展状况，易于推广应用。另外，本实用新型通过I／V转换获得了平滑的直流电压信号，在电路上又易于改造同微机接口，发展前景广阔。
下面将结合附图作进一步详细说明。
图1、本实用新型外观示意图。
图2、本实用新型整体结构示意图。
图3、本实用新型原理接线图。
图4、附图2(或附图3)中A－A部分展开接线图。
图5、本实用新型ZCT方式零序电流信号采集电路。
图6、本实用新型R方式电压形成回路。
图7、本实用新型单板机故障选线原理示意图。
参照图1，本实用新型外部结构由小母线接线柱〈1〉，线路零序电流信号接线柱〈2〉和故障指示屏三部分组成，其中故障指示屏上有三种指示故障同步指示〈3〉、故障线路指示〈4〉、故障状况指示〈5〉。
参照图2，本实用新型内部结构包括中间变流器〈9〉，印刷电路板(大虚线框)和继电保持电路〈14〉三部分，其中印刷电路板集成了桥式整流〈10〉、π型滤波〈11〉、电压形成(或I／V转换)和放大〈12〉、比值选择〈13〉四种电路。本实用新型投入运行要同外部连接，包括接线柱〈1〉与小母线(直流控制回路电源小母线＋KM、－KM，辅助小母线＋FM，预报信号小母线1YBM、2YBM)〈6〉的连接；接线柱〈2〉通过信号传输电缆〈7〉同零序电流滤序器〈8〉的连接。
参照图3，注意，本实用新型在结构上，除了故障状况指示〈5〉之外，其他部分都是n个，并在横向上构成n个完全相同的并联支路，和系统中n条输电线路相配合。因为各地系统的出线路数差别较大，少者3条，多者8条，为适合各种情况的需要，n值取8为最佳。实际使用时，多余支路作为备用。当发生单相接地或缺相故障时，系统出现零序电压，各线路均出现零序电流，LH零序电流滤序器〈8〉便得到零序电流信号I01′、I02′、I03′……I0n′。而I0′＝1／n1H(3I0)∝I0，故I0′能反映I0特性。零序电流信号I0′通过各自的信号传输电缆〈7〉接到本实用新型相应的接线柱〈2〉上，并首先通过LB中间变流器〈9〉向印刷电路板传送。LB中间变流器〈9〉的主要作用是使晶体管直流回路与零序电流滤序器〈8〉的交流二次回路相隔离。二极管D1～D4桥式整流电路〈10〉和π型滤波器(C1、C2、R1)〈11〉共同构成整流滤波回路，把交流输入电流信号变成平滑的直流电流信号加到F007B上。在此，F007B起I／V转换器和放大器作用，它同R2共同构成电压形成和放大回路〈12〉。这样，我们便得到了能够反映零序电流I0的平滑的直流电压信号V。实现这一步很重要，因为信号V不仅是本实用新型选择故障线路的依据，而且还可以被A／D(模／数)转换器直接接收，实现微机选线。关于A－A部分，由于含有继电保持电路，线路复杂。为条理清晰起见，把各元件分解成若干部分，便得到展开接线图〈a〉、〈b〉、〈c〉，即附图4。这是原理接线图A－A部分的另一种表示方式，更便于检查分析和原理说明。
参照图4(a)图、故障同步指示〈3〉由发光二极管SD1、SD2、SD3…SDa组成，分别同R31、R32、R33…R3n构成故障同步指示电路。当系统正常运行时，V1＝V2＝V3＝…＝Vn＝0v，发光二极管都不发光；当发生单相接地或缺相故障时，V≠0v，发光二极管全部发光，指示系统故障。可见，故障指示〈3〉发光与否同系统故障存在与否是同步的。另外，故障同步指示〈3〉还是本实用新型的故障监测灯。当某个发光二极管SD在系统正常运行时发光或在系统故障时不发光，则指示其对应的并联支路故障。二极管D51、D52、D53…D5n并联构成比值电路，再同电流继器LJ和释方电路相配合，构成比值选择电路〈13〉，实现选择功能。以系统中2＃线路发生故障为例，因为V2＞V1、V2＞V3…V2＞Vn故二极管D51、D53……D5n全部截止，只有D52导通，电流继电器LJ2启动。见(b)图，触点LJ2闭合，时间继电器SJ2启动。见(c)图，触点SJ2闭合，故障线路指示〈4〉中光字牌2GP亮，指示2＃线路故障。时间继电器SJ的作用是构成保持回路〈14〉，它全部使用瞬时闭合、延时断开的常开触点，实现信号的短时记忆功能。比如，当线路发生瞬间接地故障时，虽然故障已经消失，但SJ触点延时断开，保证光字牌亮足够时间指示给值班人员，以便及时消除故障隐患。见(a)图，发光二极管1SD、2SD、3SD…wSD组成故障状况指示〈5〉，同二极管D1、D2、D3…Dw一起构成释放电路。加在释放电路的电压信号Vh每经过一个二极管，电压降低0.7v。仍以系统中2＃线路故障为例，因为V2是高电位，只有二极管D52导通，所以，Vh反映V2的幅值，反映故障线路零序电流信号的强弱。V2高则Vh高，发光二极管亮的个数多；V2低则Vh低，发光二极管亮的个数少。因此，根据故障状况指示〈5〉中发光二极管亮的个数，再结合故障的类型和系统运行方式，可判断出故障点的大体位置和故障的严重程度。由于电压信号Vh的强弱受系统电压等级、零序电流滤序器和中间变流器的变比、故障类型、系统运行方式等的影响较大，故障状况指示〈5〉中发光二极管的个数w取值范围也较广，一般在10～30之间。本实用新型视不同系统用15～25个。
附图5是本实用新型利用零序电流互感器ZCT采集零序电流信号的另一种方式，最适于电缆配电线路。K是可调触头，用以选择变比，获得适当的信号。
附图6是本实用新型另一种方式的电压形成回路，其原理是中间变流器LB将变换后的零序电流信号I1转换成一个在电阻R1上的电压VR1，取得晶体管回路所需要的信号电压。因为整流滤波回路的负载电阻远大于R1，所以VR1＝I1R1。整流滤波回路将交流电压VR1变成一个平滑的直流电压加于电位器R3上，并从R3的活动头取出电压V。这样，V与I0′成正比，并且可以调节。
附图7是本实用新型微机故障选线方式，以TP801单板机为例故障号V1、V2、V3…Vn经A／D(模／数)转换器，把模拟量转化成数字量，分送PIO并行口A口。CPU通过D口从PIO取得数据，进行比较处理，选择出故障线路，并把结果传给PIO，再通过选定的并行口，指令驱动器，驱动打印机打印结果。
使用时，首先按照要求把本实用新型同外部相应设备连接好。当系统发生故障时，相电压失常，指示出故障的类型是单相接地还是缺相；继电保护装置同时启动电铃发出音响，向值班人员报警。这时，值班员便可以利用本实用新型判断分析故障了。故障同步指示〈3〉亮，则故障仍然存在；熄灭，则故障已经消失。故障线路指示〈4〉中一光字牌亮，直接指示出故障发生在那条线路。故障状况指示〈5〉中部分发光二极管亮，亮的个数多，则说明故障比较严重，故障点距离较近；亮的个数少，则说明故障较轻，故障点距离较远。本实用新型日常工作时不需要特别维护，通过同步故障指示〈3〉中发光二极管是否正常，便可判断本故障选线仪是否正常。当其中一条并联支路故障时，把相应的信号传输电缆〈7〉换接到备用接线柱〈2〉上即可。
权利要求1.一种晶体管故障选线仪，其特征在于，它由中间变流器<9>、桥式整流<10>、π型滤波器<11>、电压形成和放大回路<12>、比值选择回路<13>依次串联成支路，各支路中在电压形成和放大回路<12>之后，还并接一个故障同步指示<3>，然后各支路并联，再串接一个电压释放回路。
2.如权利要求1所述的选线仪，其特征在于所述的比值选择回路〈13〉，由二极管(D51～D5n)并联构成，二极管之后还分别串接一电流继电器(LJ1～LJn)；电流继电器的触点串接相应的时间继电器(SJ1～SJn)；时间继电器的瞬时闭合、延时断开的常开触点，串接故障线路指示〈4〉中相应的光字牌(1GF～nGP)。
3.如权利要求1所述的选线仪，其特征在于所述的电压释放回路，由多个二极管(D1～Dw)串联，再在每个二极管后各并联一个接地的出发光二极管(1SD～wSD)组成，其中，二极管和发光二极管的个数w的取值为15－25。
4.如权利要求1所述的选线仪，其特征在于所述支路的最佳路数为8。
专利摘要本实用新型提供了一种多功能故障选线仪，适合于中性点不接地系统。它采用晶体管集成电路与继电器相配合集中选线的方式，田中间变流器、整流滤波、电压形成和放大、故障同步指示、比值选择和电压释放等回路顺序构成。通过比值选择回路，实现单相接地和缺相两种故障的故障线路指示；通过电压释放回路，实现故障状况指示。
文档编号G01R31/08GK2114167SQ9123156
公开日1992年8月26日 申请日期1991年12月4日 优先权日1991年12月4日
发明者乔光信 申请人:乔光信