一种监测母线零序电压变化触发故障录波及定位接地故障位置的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种监测母线零序电压变化触发故障录波及定位接地故障位置的装置，包括核心电路板以及与核心电路板相连的供电模块、MCU模块、时钟模块、WIFI模块、4G模块和ESAM模块；所述MCU模块上连接有三相电压采集处理模块、GPS模块和存储芯片；所述4G模块与故障指示器以及配电网主站相连，所述三相电压采集处理模块与配电网线路母线PT相连，所述GPS模块与北斗时钟同步。优点是：确保当线路母线零序电压发生变化时，能够准确的记录故障时刻及故障时刻的波形文件，对同一条母线上的所有故障时刻的波形进行分析和计算，确定出故障位置。置。置。

【技术实现步骤摘要】
一种监测母线零序电压变化触发故障录波及定位接地故障位置的装置


[0001]本技术涉及配电网
，尤其涉及一种监测母线零序电压变化触发故障录波及定位接地故障位置的装置。

技术介绍

[0002]当前，普通录波型故障指示器通过自身电容感应出高压线路上场强变化触发故障指示器录波，电场易受到现场环境影响，出现误触发和不触发的问题，从而不能正确识别到线路的接地故障信息，所有的录波波形文件都要上送到主站处理，对主站的数据处理能力和存储空间要求很高。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种监测母线零序电压变化触发故障录波及定位接地故障位置的装置，从而解决现有技术中存在的前述问题。
[0004]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0005]一种监测母线零序电压变化触发故障录波及定位接地故障位置的装置，包括核心电路板以及与核心电路板相连的供电模块、MCU模块、时钟模块、WIFI模块、4G模块和ESAM模块；所述MCU模块上连接有三相电压采集处理模块、GPS模块和存储芯片；所述4G模块与故障指示器以及配电网主站相连，所述三相电压采集处理模块与配电网线路母线PT相连，所述GPS模块与北斗时钟同步。
[0006]优选的，所述供电模块包括AC220V电源、稳压模块和法拉电容模组，所述AC220V电源与所述稳压模块相连，所述稳压模块和所述法拉电容模组均与所述核心电路板相连。
[0007]优选的，所述核心电路板包括TF卡、USB接口以及以太网连接口。
[0008]优选的，装置还包括壳体，所述核心电路板、供电模块、MCU模块、时钟模块、WIFI模块、4G模块和ESAM模块均安装在壳体内。
[0009]优选的，所述三相电压采集处理模块包括电压转换电路、阻抗变换电路、模数转换电路、基准电压源电路和低通滤波电路，所述电压转换电路与所述阻抗变换电路相连，所述阻抗变换电路和所述基准电压源电路均与所述模数转换电路相连，所述电压转换电路与所述配电网线路母线PT的A、B、C、N相相连。
[0010]优选的，所述电压转换电路包括电压互感器T1、电压互感器T2、电压互感器T3、限流电阻R26、限流电阻R29、限流电阻R32、采样电阻R28、采样电阻R31、采样电阻R34、中线电压芯片U14、退耦电容C27、退耦电容C28、退耦电容C29和退耦电容C30；所述电压互感器T1、电压互感器T2和电压互感器T3的原边一端分别通过限流电阻R26、限流电阻R29和限流电阻R32与所述配电网线路母线PT的A、B、C相相连，所述电压互感器T1、电压互感器T2和电压互感器T3的原边另一端均与配电网线路母线PT的N相相连；所述电压互感器T1、电压互感器T2和电压互感器T3的副边两端之间分别接入采样电阻R28、采样电阻R31和采样电阻R34；所述
电压互感器T1、电压互感器T2、电压互感器T3的副边一端均与中线电压芯片U14的输出脚2相连；所述电压互感器T1、电压互感器T2、电压互感器T3的副边另一端均与退耦电容C27和退耦电容C28相连，所述退耦电容C27和退耦电容C28均与模拟参考地AGND相连；所述退耦电容C29的两端分别与中线电压芯片U14的电源正脚1和电源负脚3相连，所述中线电压芯片U14的电源负脚3与数字参考地相连，所述退耦电容C30的两端分别与中线电压芯片U14的输出脚2和模拟参考地AGND相连，所述模拟参考地AGND经零欧电阻R35与数字参考地相连。
[0011]优选的，所述阻抗变换电路包括运算放大器U11、运算放大器U12、运算放大器U13、退耦电容C21、退耦电容C23和退耦电容C26；所述电压互感器T1、电压互感器T2、电压互感器T3的副边另一端分别与运算放大器U11、运算放大器U12和运算放大器U13的正相输入脚3相连；所述退耦电容C21、退耦电容C23和退耦电容C26分别与运算放大器U11、运算放大器U12和运算放大器U13的电源正脚5相连；所述运算放大器U11、运算放大器U12和运算放大器U13的输出脚1分别与其各自的反向输入脚4相连，所述运算放大器U11、运算放大器U12和运算放大器U13的电源正脚5均与模拟电源CY_3.3V相连，所述运算放大器U11、运算放大器U12和运算放大器U13的电源负脚2均与模拟参考地AGND相连。
[0012]优选的，所述基准电压源电路包括基准电压芯片U8、退耦电容C19和退耦电容C20；所述退耦电容C19与基准电压芯片U8的电源正脚1相连，所述退耦电容C20与基准电压芯片U8的输出脚2相连，所述退耦电容C19和退耦电容C20均与数字参考地相连；基准电压芯片U8的电源正脚1与数字电源V_MCU相连，基准电压芯片U8的电源负脚3与数字参考地相连，基准电压芯片U8的输出脚2与模数转换电路相连。
[0013]优选的，所述模数转换电路包括MCU芯片U5，所述MCU芯片U5的脚15、脚16和脚17分别与低通滤波电路相连，所述MCU芯片U5的脚21与基准电压芯片U8的输出脚2相连。
[0014]优选的，所述低通滤波电路包括电阻R27、电阻R30、电阻R33、电容C22、电容C24和电容C25；所述电阻R27、电阻R30和电阻R33的一端分别与MCU芯片U5的脚15、脚16和脚17相连；退耦电容C22、电容C24和电容C25的一端分别与MCU芯片U5的脚15、脚16和脚17相连，所述电容C22、电容C24和电容C25的另一端均与模拟参考地AGND相连。
[0015]本技术的有益效果是：1、本装置能够稳定的采集到配电网线路母线PT的信号，实时合成零序电压，当零序电压出现变化时，能够准确的通知本线路上的所有高精度录波型故障指示器读取故障时刻的波形文件，通过4G/5G网络传送到核心电路板中，核心电路板接收来自本母线上所有设备的波形文件，通过故障分析相关程序进行故障定位分析计算，计算完成后向配电网主站发送告警信息的同时给线路上的故障指示器发送故障闪灯的信息。降低了维护人员的工作量，减少故障排查时间，提高供电可靠性。2、确保当线路母线零序电压发生变化时，能够准确的记录故障时刻及故障时刻的波形文件，对同一条母线上的所有故障时刻的波形进行分析和计算，确定出故障位置。
附图说明
[0016]图1是本技术实施例中装置的结构示意图；
[0017]图2是本技术实施例中三相电压采集处理模块的结构示意图；
[0018]图3是本技术实施例中基准电压源电路的结构示意图；
[0019]图4是本技术实施例中核心电路板中各个程序之间的信息传输示意图。
具体实施方式
[0020]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0021]如图1至图3所示，本实施例中，提供了一种监测母线零序电压变化触发故障录波及定位接地故障位置的装置，包括核本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种监测母线零序电压变化触发故障录波及定位接地故障位置的装置，其特征在于：包括核心电路板以及与核心电路板相连的供电模块、MCU模块、时钟模块、WIFI模块、4G模块和ESAM模块；所述MCU模块上连接有三相电压采集处理模块、GPS模块和存储芯片；所述4G模块与故障指示器以及配电网主站相连，所述三相电压采集处理模块与配电网线路母线PT相连，所述GPS模块与北斗时钟同步。2.根据权利要求1所述的监测母线零序电压变化触发故障录波及定位接地故障位置的装置，其特征在于：所述供电模块包括AC220V电源、稳压模块和法拉电容模组，所述AC220V电源与所述稳压模块相连，所述稳压模块和所述法拉电容模组均与所述核心电路板相连。3.根据权利要求1所述的监测母线零序电压变化触发故障录波及定位接地故障位置的装置，其特征在于：所述核心电路板包括TF卡、USB接口以及以太网连接口。4.根据权利要求1所述的监测母线零序电压变化触发故障录波及定位接地故障位置的装置，其特征在于：装置还包括壳体，所述核心电路板、供电模块、MCU模块、时钟模块、WIFI模块、4G模块和ESAM模块均安装在壳体内。5.根据权利要求1所述的监测母线零序电压变化触发故障录波及定位接地故障位置的装置，其特征在于：所述三相电压采集处理模块包括电压转换电路、阻抗变换电路、模数转换电路、基准电压源电路和低通滤波电路，所述电压转换电路与所述阻抗变换电路相连，所述阻抗变换电路和所述基准电压源电路均与所述模数转换电路相连，所述电压转换电路与所述配电网线路母线PT的A、B、C、N相相连。6.根据权利要求5所述的监测母线零序电压变化触发故障录波及定位接地故障位置的装置，其特征在于：所述电压转换电路包括电压互感器T1、电压互感器T2、电压互感器T3、限流电阻R26、限流电阻R29、限流电阻R32、采样电阻R28、采样电阻R31、采样电阻R34、中线电压芯片U14、退耦电容C27、退耦电容C28、退耦电容C29和退耦电容C30；所述电压互感器T1、电压互感器T2和电压互感器T3的原边一端分别通过限流电阻R26、限流电阻R29和限流电阻R32与所述配电网线路母线PT的A、B、C相相连，所述电压互感器T1、电压互感器T2和电压互感器T3的原边另一端均与配电网线路母线PT的N相相连；所述电压互感器T1、电压互感器T2和电压互感器T3的副边两端之间分别接入采样电阻R28、采样电阻R31和采样电阻R34；所述电压互感器T1、电压互感器T2、电压互感器T3的副边一端均与中线电压芯片U14的输出脚2相连；所述电压互感器T1、电压互感器T2、电压互感器T3的副边另一端均与退耦电容C27和退耦电容C28相连，所述退耦电容C27和退耦电容C...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯思祖，丁柱卫，李艳丰，刘保辉，赵聚周，郭路召，
申请(专利权)人：保定市毅格通信自动化有限公司，
类型：新型
国别省市：