CN111025182A

CN111025182A - 一种基于stm32f103t6设计的瞬间接地故障查找仪

Info

Publication number: CN111025182A
Application number: CN201911150041.8A
Authority: CN
Inventors: 刘柏源; 孙浩然; 朱辉; 张勇; 徐振; 张桂晨; 段相富
Original assignee: Shangqiu Power Supply Co of State Grid Henan Electric Power Co Ltd
Current assignee: Shangqiu Power Supply Co of State Grid Henan Electric Power Co Ltd
Priority date: 2019-11-21
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2020-04-17

Abstract

本发明公开了一种基于STM32F103T6设计的瞬间接地故障查找仪，包括：设备电源、触摸屏、STM32F103T6主控模块、程序下载模块、数据通信模块、USB接口模块、V+、V‑电压采样模块和8个通道CT电流采样模块，所述设备电源与程序下载模块、STM32F103T6主控模块、USB接口模块、V+、V‑电压采样模块和8个通道CT电流采样模块电连接。该基于STM32F103T6设计的瞬间接地故障查找仪，通过高速采样直流***电压和电流量，通过电压变化判断直流***绝缘故障，通过电流变化趋势判断接地支路；同时采用电流和电压变化趋势差异性区别绝缘故障和分布电容影响支路，解决直流电源瞬时接地故障排查问题，确保电力运行的安全可靠。

Description

一种基于STM32F103T6设计的瞬间接地故障查找仪

技术领域

本发明属于电力故障查找技术领域，具体涉及一种基于STM32F103T6设计的瞬间接地故障查找仪。

背景技术

直流***作为发变电二次设备电源，其安全可靠性非常重要；直流***属于不接地***，为保证***不接地，设计允许直流***一点接地，规程描述为“直流***有且只能有一个接地点”，该接地点是直流***绝缘监测装置主机内部平衡桥。

直流电源***瞬间接地是直流电源***接地故障的一种，危害与直流接地故障一样，瞬间接地故障主要有两大主要原因：一、机械振动导致绝缘层损坏，如电机内电源线皮磨破；二、室外线路触碰非绝缘物体，如树枝在风力作用下摇摆触碰线路等；

而直流电源***瞬间接地故障危害严重，导致直流电源***母线对地电压异常、时间足够的故障绝缘监测装置闪发告警信号、严重情况直接导致保护误动或者拒动；

虽然国家能源局2015年颁布的“DL/T 1392—2014直流电源***绝缘监测装置技术条件”明确要求绝缘监测装置检测绝缘故障时间不得大于180s，然而保护继电器导致时间为ms级别，由于瞬间接地故障的特点是：接地时间短、接地故障频繁发生；所以绝缘监测装置的效率还是很低，远不能满足现场运行需求，早年人们对直流接地分析不够，故障监测设备效率与保护设备动作效率相差较大，电力检修人员遇到部分瞬时接地故障没法进行查找，遇到瞬时接地引发的保护误动作缺乏分析数据，导致部分电力事故分析缺乏现场数据，同时部分现场故障没有合适工具解决，针对故障只得等待自然消失或者事故扩大化。

发明内容

本发明提供了一种基于STM32F103T6设计的瞬间接地故障查找仪，具备：能够对瞬间接地进行测量、记录，检修人员依据设备测量提示完成瞬间接地查找。弥补当下直流绝缘检测与查找类设备功能不足，保证电网安全可靠运行的优点，解决了背景技术中提到的问题。

本发明提供如下技术方案：一种基于STM32F103T6设计的瞬间接地故障查找仪，包括：设备电源、触摸屏、STM32F103T6主控模块、程序下载模块、数据通信模块、USB接口模块、V+、V-电压采样模块和8个通道CT电流采样模块，所述设备电源与程序下载模块、STM32F103T6主控模块、USB接口模块、V+、V-电压采样模块和8个通道CT电流采样模块电连接，所述程序下载模块的输出端与STM32F103T6主控模块的输入端电性连接，所述V+、V-电压采样模块的输出端与STM32F103T6主控模块的输入端电性连接，所述8个通道CT电流采样模块的输出端与STM32F103T6主控模块的输入端电性连接，所述数据通信模块的输出端和输入端分别与STM32F103T6主控模块的输入端和输出端电性连接，所述USB接口模块的输出端和输入端分别与STM32F103T6主控模块的输入端和输出端电性连接，所述STM32F103T6主控模块的输出端和输入端分别与触摸屏的输入端和输出端电性连接，所述程序下载模块是基于一个串口设计的，所述数据通信模块是基于一个串口设计的485数据通信模块，所述USB接口模块是基于STM32F103T6主控模块全速USB接口设计，所述V+、V-电压采样模块和8个通道CT电流采样模块是基于STM32F103T6主控模块进行设计的。

优选的，所述设备电源的输入范围为DC90-300V，满足电力110V和220V两种电压等级环境应用；输出设计12V、5V和3.3V固定输出，满足CT电流采样模块12V电压需求、USB接口模块5V需求和STM32F103T6主控模块以及其他模块的3.3V需求。

优选的，所述STM32F103T6主控模块固有的串口资源设计高速数据接口，实现CPU程序下载和将来二次开发的485通信后备接口。

优选的，所述USB接口模块可使仪器文件***可接入4G以内的U盘，满足瞬间接地故障电压和电流录波大数据存储需求。

优选的，所述触摸屏实现瞬间接地故障查找仪人机交换功能。

优选的，所述STM32F103T6主控模块有10个通道的ADC资源，用10个通道设计模拟量采样，分别采样正极对地电压V+、负极对地电压V-和8路CT电流采样I1~I8。

本发明具备以下有益效果：

该基于STM32F103T6设计的瞬间接地故障查找仪，通过高速采样直流***电压和电流量，通过电压变化判断直流***绝缘故障，通过电流变化趋势判断接地支路；同时采用电流和电压变化趋势差异性区别绝缘故障和分布电容影响支路，解决直流电源瞬时接地故障排查问题，确保电力运行的安全可靠。

附图说明

图1为本发明***框图。

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，而不是全部的实施例。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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种基于STM32F103T6设计的瞬间接地故障查找仪，包括：设备电源、触摸屏、STM32F103T6主控模块、程序下载模块、数据通信模块、USB接口模块、V+、V-电压采样模块和8个通道CT电流采样模块，设备电源与程序下载模块、STM32F103T6主控模块、USB接口模块、V+、V-电压采样模块和8个通道CT电流采样模块电连接，程序下载模块的输出端与STM32F103T6主控模块的输入端电性连接，V+、V-电压采样模块的输出端与STM32F103T6主控模块的输入端电性连接，8个通道CT电流采样模块的输出端与STM32F103T6主控模块的输入端电性连接，数据通信模块的输出端和输入端分别与STM32F103T6主控模块的输入端和输出端电性连接，USB接口模块的输出端和输入端分别与STM32F103T6主控模块的输入端和输出端电性连接，STM32F103T6主控模块的输出端和输入端分别与触摸屏的输入端和输出端电性连接，程序下载模块是基于一个串口设计的，数据通信模块是基于一个串口设计的485数据通信模块，USB接口模块是基于STM32F103T6主控模块全速USB接口设计，V+、V-电压采样模块和8个通道CT电流采样模块是基于STM32F103T6主控模块进行设计的。

进一步地，设备电源的输入范围为DC90-300V，满足电力110V和220V两种电压等级环境应用；输出设计12V、5V和3.3V固定输出，满足CT电流采样模块12V电压需求、USB接口模块5V需求和STM32F103T6主控模块以及其他模块的3.3V需求。

进一步地，STM32F103T6主控模块固有的串口资源设计高速数据接口，实现CPU程序下载和将来二次开发的485通信后备接口。

进一步地，USB接口模块可使仪器文件***可接入4G以内的U盘，满足瞬间接地故障电压和电流录波大数据存储需求。

进一步地，触摸屏实现瞬间接地故障查找仪人机交换功能。

进一步地，STM32F103T6主控模块有10个通道的ADC资源，用10个通道设计模拟量采样，分别采样正极对地电压V+、负极对地电压V-和8路CT电流采样I1~I8。

工作原理：

瞬间接地故障查找仪实时采样V+、V-和I1~I8、录波，根据电压变化趋势判断瞬间接地情况，变化超阈值告警，电压变化超阈值时，判断支路电流I1~I8，若有支路电流变化趋势和电压变化趋势相近，说明瞬时接地支路为该电流支路，到支路下级线路继续监测，以此类推、多次监测缩小范围最终确认故障位置；若无支路电流变化趋势和电压变化趋势相近，说明故障不在监测8个支路范围，换另外8个支路继续监测。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种基于STM32F103T6设计的瞬间接地故障查找仪，其特征在于，包括：设备电源、触摸屏、STM32F103T6主控模块、程序下载模块、数据通信模块、USB接口模块、V+、V-电压采样模块和8个通道CT电流采样模块，所述设备电源与程序下载模块、STM32F103T6主控模块、USB接口模块、V+、V-电压采样模块和8个通道CT电流采样模块电连接，所述程序下载模块的输出端与STM32F103T6主控模块的输入端电性连接，所述V+、V-电压采样模块的输出端与STM32F103T6主控模块的输入端电性连接，所述8个通道CT电流采样模块的输出端与STM32F103T6主控模块的输入端电性连接，所述数据通信模块的输出端和输入端分别与STM32F103T6主控模块的输入端和输出端电性连接，所述USB接口模块的输出端和输入端分别与STM32F103T6主控模块的输入端和输出端电性连接，所述STM32F103T6主控模块的输出端和输入端分别与触摸屏的输入端和输出端电性连接，所述程序下载模块是基于一个串口设计的，所述数据通信模块是基于一个串口设计的485数据通信模块，所述USB接口模块是基于STM32F103T6主控模块全速USB接口设计，所述V+、V-电压采样模块和8个通道CT电流采样模块是基于STM32F103T6主控模块进行设计的。

2.根据权利要求1所述的一种基于STM32F103T6设计的瞬间接地故障查找仪，其特征在于：所述设备电源的输入范围为DC90-300V，满足电力110V和220V两种电压等级环境应用；输出设计12V、5V和3.3V固定输出，满足CT电流采样模块12V电压需求、USB接口模块5V需求和STM32F103T6主控模块以及其他模块的3.3V需求。

3.根据权利要求1所述的一种基于STM32F103T6设计的瞬间接地故障查找仪，其特征在于：所述STM32F103T6主控模块固有的串口资源设计高速数据接口，实现CPU程序下载和将来二次开发的485通信后备接口。

4.根据权利要求1所述的一种基于STM32F103T6设计的瞬间接地故障查找仪，其特征在于：所述USB接口模块可使仪器文件***可接入4G以内的U盘，满足瞬间接地故障电压和电流录波大数据存储需求。

5.根据权利要求1所述的一种基于STM32F103T6设计的瞬间接地故障查找仪，其特征在于：所述触摸屏实现瞬间接地故障查找仪人机交换功能。

6.根据权利要求1所述的一种基于STM32F103T6设计的瞬间接地故障查找仪，其特征在于：所述STM32F103T6主控模块有10个通道的ADC资源，用10个通道设计模拟量采样，分别采样正极对地电压V+、负极对地电压V-和8路CT电流采样I1～I8。