專利名稱：一種小電流接地選線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種交流小電流接地選線裝置，屬檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
小電流系統(tǒng)是指中性點不直接接地系統(tǒng)，包括中性點不接地系統(tǒng)，中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)或中性點經(jīng)電阻接地系統(tǒng)。66kV及其以下電壓等級的電網(wǎng)中，一般都采用這種系統(tǒng)。小電流系統(tǒng)發(fā)生單相接地后，故障特征不明顯，導致要求快速準確地指示接地回路有了一定的難度。自八十年代小電流接地選線裝置問世以來，已經(jīng)歷了幾次更新?lián)Q代，其檢測水平雖然不斷提高，但均存在著誤判率較高的問題。
誤判率較高既有選線原理方面的原因，也有其它因素。
目前常用的選線原理有三種功率方向法、諧波分析法(即群體比幅比相法)與信號注入法。
功率方向法采用判斷每條線路的零序電流的功率方向來確定故障線路，這種方法從原理上就無法實現(xiàn)100％的準確率，可能出現(xiàn)多判或一條都判斷不出的結(jié)果。目前，這種方法常被綜合自動化系統(tǒng)中分布采樣單元或功率方向繼電器采用；諧波分析法采用單相接地后零序穩(wěn)態(tài)信號的群體比幅比相法，由于比幅比相時，采用的是相對原理，因此這種方法從理論上講不存在死區(qū)，不受運行方式及接地電阻的影響，可以實現(xiàn)100％的準確，但對CT不平衡導致的零序電流，這種方法不能有效解決；信號注入法接線簡單，不需零序CT回路，但由于注入信號大小及方法的限制，一般主要用于10KV及以下電壓等級系統(tǒng)。另外，探頭的靈敏度和可靠性易受各種外界因素影響，使用有些不便。
其它因素中主要是零序電流互感器精度太低。當原方零序電流在5A以下時，有的零序電流互感器帶上規(guī)定二次負荷后，變比誤差達20％以上，角誤差達20度以上，這樣的誤差根本就無法保證接地選線的準確。
另一原因是選線裝置須引入零序電壓及零序電流回路，而66kV及以下系統(tǒng)，在設(shè)計時有的只裝兩相CT，沒有零序回路，因此零序回路的接線往往問題很多，如零序回路不對應；回路未引入；零序不平衡電流過大；極性不對等現(xiàn)象。
對于消弧線圈接地系統(tǒng)，一般采用提取5次諧波分量來選線，由于5次諧波分量較小(只占基波的2～3％)而且零序電流本身就小，這使得對5次諧波的提取在硬件電路上有很高的要求，因此帶消弧線圈的系統(tǒng)選線困難更大些，處理不好，就可能誤判。另外CT不平衡，導致正常運行時零序電流可能比故障零序電流還大，也會造成誤判。
由于以上因素，使選線誤判率總是達不到滿意的精度。
當前電力系統(tǒng)中由于發(fā)電及變電設(shè)備的容量和電壓不斷提高，已經(jīng)出現(xiàn)100萬KW機組和750KV高壓，它們產(chǎn)生的電磁干擾強度很大，工作頻率主要是50Hz，因此對小電流接地選線裝置的干擾也主要為50Hz。由于在小電流接地系統(tǒng)中的信號取樣電路特別是150Hz信號取樣電路中含有大量的50Hz工頻信號干擾，去掉這些50Hz干擾信號將對提高取樣的精度有極大的幫助，因此在提高接地選線裝置選線準確性時，需要最大限度地濾除50Hz工頻干擾信號。目前使用的小電流接地選線裝置在消除50Hz工頻干擾信號方面還不能達到足夠的精度，亟須設(shè)法進行改進。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠有效濾除50Hz工頻干擾信號，以提高接地選線準確性的小電流接地選線裝置。
解決上述問題的技術(shù)方案是一種小電流接地選線裝置，它包括電流互感器、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、CPU、顯示通訊電路，電流互感器安裝在被測電纜上，信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、CPU、顯示通訊電路依次電連接，它的改進之處是，增設(shè)陷波電路，陷波電路的輸入端連接電流互感器的信號輸出端，其輸出端連接信號調(diào)理電路的輸入端；所述陷波電路由運放器U1、U3組成，運放器U1的同相輸入端接電流互感器的信號輸出端，U1的輸出端接U3的同相輸入端，在U1的輸出端和U3的同相輸入端之間設(shè)有一個50赫茲兩端口網(wǎng)絡選頻電路，網(wǎng)絡選頻電路的一端，接運放器U2的輸出端，另一端連接運放器U3的同相輸入端，U3的輸出端連接信號調(diào)理電路的輸入端，所述運放器U1、U3設(shè)置成緩沖放大器狀態(tài)。
上述小電流接地選線裝置，所述50赫茲兩端口網(wǎng)絡選頻電路由電阻R2、R3、R4、電容C1、C2、C3組成平衡橋電路，電阻R2、R3串聯(lián)后與串聯(lián)的電容C1、C2相并聯(lián)，兩個并聯(lián)節(jié)點分別接運放器U1的輸出端和U3的同相輸入端，橋臂的兩中點分別經(jīng)電容C3的電阻R4后并接于運放器U2的輸出端，陷波電路的輸出端經(jīng)電阻R5、R6、R7分壓后接于運放器U2的同相輸入端。
采用這種50Hz陷波電路的小電流接地選線裝置，可以把電力系統(tǒng)的干擾信號基本消除掉，對提高有效信號的幅值測量精度非常有效，從而提高了小電流接地選線裝置的選線準確率。經(jīng)實際使用測定，選線準確率由安裝陷波電路前的70％提高到安裝后的98％。同時，這種電路結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，對現(xiàn)有產(chǎn)品的改裝和調(diào)試都很方便。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖；圖2是陷波電路的電原理圖。
圖中各標號如下輸電線路1、負載2、電流互感器3、陷波電路4、信號調(diào)理電路5、A/D轉(zhuǎn)換電路6、CPU7、顯示通訊電路8。
具體實施方式
圖1顯示，輸電線路1中的A、B、C三相交流電向負載供電，電流互感器3安裝在負載2的供電電纜的工作位置處，電流互感器3的輸出信號接到陷波電路4的輸入端，然后依次傳遞給信號調(diào)理電路5、A/D轉(zhuǎn)換電路6、CPU7、顯示通訊電路8。本實用新型中的信號調(diào)理電路用于將輸入的模擬信號進行幅值或電位參數(shù)的變換，以使下一級電路能夠接收；A/D轉(zhuǎn)換電路用于將電壓模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；CPU用于對輸入的數(shù)據(jù)進行運算或處理，并輸出相關(guān)信號用于顯示、打印、通訊等；顯示通訊電路用于將CPU送來的數(shù)據(jù)信號進行顯示、或通過數(shù)據(jù)通訊口傳遞給遠方的接受設(shè)備。
圖2顯示，所述陷波電路4由運放器U1、U2、U3、電阻R1～R7、電容C1～C3組成。
運放器U1的同相輸入端接電流互感器的信號輸入端，U1的輸出端接U3的同相輸入端，U1和U3工作在電壓跟隨器狀態(tài)，其主要作用是消除前級阻抗對后級信號變換的影響。
在運放器U1、U3之間是電阻R2、R3、R4、電容C1、C2、C3組成的對稱平衡電橋電路，這些阻容元件構(gòu)成50赫茲兩端口網(wǎng)絡選頻電路。阻容值可由公式計算選定，匹配后，會對50Hz頻率的信號給予全部的衰減屏蔽。
運放器U2、電阻R6、R7組成一個負反饋電路，以增加50Hz的陷波程度，并可微調(diào)陷波點。
圖2顯示的實施例中，電阻、電容值分別是R1＝R5＝R6＝10K，R2＝R3＝R4＝50K，R7＝1K，C1＝C2＝C3＝0.047？f。
在本實用新型中，運放器U1、U2、U3均采用OP27型。
本實用新型中信號調(diào)理電路5、A/D轉(zhuǎn)換電路6、CPU7、顯示通訊電路8的結(jié)構(gòu)與已有技術(shù)相同，此處不再贅述。
權(quán)利要求1.一種小電流接地選線裝置，它包括電流互感器[3]、信號調(diào)理電路[5]、A/D轉(zhuǎn)換電路[6]、CPU[7]、顯示通訊電路[8]，電流互感器[3]安裝在被測電纜上，信號調(diào)理電路[5]、A/D轉(zhuǎn)換電路[6]、CPU[7]、顯示通訊電路[8]依次電連接，其特征在于增設(shè)陷波電路，陷波電路的輸入端連接電流互感器的信號輸出端，其輸出端連接信號調(diào)理電路的輸入端；所述陷波電路由運放器U1、U3組成，運放器U1的同相輸入端接電流互感器的信號輸出端，U1的輸出端接U3的同相輸入端，在U1的輸出端和U3的同相輸入端之間設(shè)有一個50赫茲兩端口網(wǎng)絡選頻電路，網(wǎng)絡選頻電路的一端端接運放器U2的輸出端，另一端連接運放器U3的同相輸入端，U3的輸出端連接信號調(diào)理電路的輸入端，所述運放器U1、U3設(shè)置成緩沖放大器狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小電流接地選線裝置，其特征在于所述50赫茲兩端口網(wǎng)絡選頻電路由電阻R2、R3、R4、電容C1、C2、C3組成平衡橋電路，電阻R2、R3串聯(lián)后與串聯(lián)的電容C1、C2相并聯(lián)，兩個并聯(lián)節(jié)點分別接運放器U1的輸出端和U3的同相輸入端，橋臂的兩中點分別經(jīng)電容C3的電阻R4后并接于運放器U2的輸出端，陷波電路的輸出端經(jīng)電阻R5、R6、R7分壓后接于運放器U2的同相輸入端。
專利摘要一種小電流接地選線裝置，屬檢測技術(shù)領(lǐng)域，用于解決選線裝置中工頻干擾的問題。其技術(shù)方案是它設(shè)有電流互感器、陷波電路、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、CPU、顯示通訊電路，改進后，增設(shè)陷波電路，所述陷波電路由運放器U1、U3組成，運放器U1的同相輸入端接電流互感器的信號輸出端，U1的輸出端接U3的同相輸入端，在U1和U3之間設(shè)有一個50赫茲兩端口網(wǎng)絡選頻電路，所述運放器U1、U3設(shè)置成緩沖放大器狀態(tài)。本實用新型會對50Hz干擾信號進行全部衰減，提高了有效信號的幅值測量精度，選線準確率大大提高。經(jīng)實測，選線準確率由70％提高98％。
文檔編號H02H9/00GK2816829SQ20052002708
公開日2006年9月13日 申請日期2005年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月22日
發(fā)明者馮西正, 周立安, 曹永輝 申請人:保定中恒電氣有限公司