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直流電源絕緣監測裝置

更新時(shí)間:2023-09-06

簡(jiǎn)要描述:

LYDCS-6000直流電源絕緣監測裝置:采用實(shí)時(shí)跟蹤信息零處理技術(shù),解決了交流信號竄入直流故障的測記和報警。采用彩屏液晶顯示、中文界面、顯示直觀(guān)明了,并帶有液晶自動(dòng)保護功能??商峁┖?jiǎn)單的多機連接功能,適用于復雜的多級直流系統中,不會(huì )出誤報及拒報現象。

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一、LYDCS-6000直流電源絕緣監測裝置概述

在原有產(chǎn)品的基礎上進(jìn)行技術(shù)創(chuàng )新和提升。提高了裝置的測量精度和抗電容干擾的能力。在性能指標的適應性、調試的方便性及運行的可靠性方面均處于國內水平。裝置*利用了信號相位鎖定、超前校正及跟蹤積木式結構等技術(shù),從根本上解決了判斷數據不全、選線(xiàn)不準等弊病。且根據2011年12月國家電網(wǎng)公司制定的《十八項國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》中的第五項“防止變電站全停及重要客戶(hù)停電事故"中明確提出了原有的直流電源系統絕緣監測裝置,要求增加交流竄直流故障的測記和報警功能。本裝置采用實(shí)時(shí)跟蹤信息零處理技術(shù),解決了交流信號竄入直流故障的測記和報警,是作為直流系統逐步改造提升的設備。廣泛適用于電力、石化、冶金、郵電、鐵路等行業(yè)發(fā)電廠(chǎng)及變電站。是一種提高電網(wǎng)自動(dòng)化管理水平、確保安全運行及故障準確定位的智能儀器

公司本著(zhù)“質(zhì)量*,以質(zhì)為根"的生產(chǎn)理念,嚴格貫徹 ISO9001 質(zhì)量管理體系,決心為顧客提供zui為優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。公司憑借*科學(xué)管理理念、雄厚的生產(chǎn)技術(shù)力量、完善的售后服務(wù)、嚴格的質(zhì)量管理,獲得了ISO9001 質(zhì)量管理體系認證證書(shū)、計量合格證證書(shū)等多項證書(shū),榮獲“上海市"、“上海市守合同重信譽(yù)單位"、“ 全國電力行業(yè)設備選型采購推薦產(chǎn)品"等稱(chēng)號,是“中國電力設備管理協(xié)會(huì )會(huì )員"及“全國電力行業(yè)設備管理戰略合作伙伴單位"。

二、LYDCS-6000直流電源絕緣監測裝置整機測量原理說(shuō)明

根據直流系統的特殊性,本裝置的測量從測量?jì)热輩^分,可分為四大部分,一是母線(xiàn)監測,二是分支回路查巡,三是交流竄直流監與報警,直流系統交流成份紋波的監測。

2.1直流母線(xiàn)監測

2.1.1 在直流系統中,分別從橋網(wǎng)絡(luò )A和橋網(wǎng)絡(luò )B讀取X和Y兩個(gè)直流中心對地電壓值。

見(jiàn)圖-

              ◎ U 為直流系統母線(xiàn)電壓            ◎ U+為直流系統母線(xiàn)正極對地電壓

              ◎ U-為直流系統母線(xiàn)負極對地電壓   ◎ R+為直流系統母線(xiàn)正極對地電阻

              ◎ R-為直流系統母線(xiàn)負極對地電阻   ◎ X為電橋網(wǎng)絡(luò )A直流中點(diǎn)對地電壓

              ◎ Y為電橋網(wǎng)絡(luò )B直流中點(diǎn)對地電壓

圖一

2.1.2根據電路基本原理分析,要準確求出正對地電阻R+和負對地電阻R-,必建立兩組獨立的電橋網(wǎng)絡(luò )方程,將其聯(lián)立求解,才能真正求出兩個(gè)電阻R+和R-的電阻值。R1、R2、R分別組成電橋網(wǎng)絡(luò ),R1≠R2為常量,我們充分利用兩個(gè)不平衡橋網(wǎng)絡(luò )A和網(wǎng)絡(luò )橋B??梢詫С鼋^緣電阻R+和R-僅與母線(xiàn)電壓及測量值“X"與“Y"有關(guān)。經(jīng)電腦編程分別計算出R+與R-的數值,同時(shí)也可以計算出母線(xiàn)正端對地電壓U+與母線(xiàn)對地電壓U-值。結構原理如圖一所示。

2.2支回路查巡,故障定位,報警。

主機中配有大功率電阻做為電橋,檢測支路時(shí)定時(shí)啟動(dòng)電橋電阻信號接至直流系統的正負極與地之間。利用電阻電橋之間的轉換,不同的接地電阻與投入的電橋電阻之間的并聯(lián),產(chǎn)生不同對地電壓,產(chǎn)生了不同的接地漏電流,安裝于各支路的傳感器檢測每個(gè)支路漏電流。工作原理見(jiàn)(圖二)所示。如果支路有電阻接地、交流竄入故障、直流互竄故障的支路信號、對于故障回路則該支路上的傳感器產(chǎn)生感應電壓,感應電壓的大小與支路電阻成反比。感應電壓信號經(jīng)模擬選擇開(kāi)關(guān)、放大、帶通濾波、相位比較、濾波、A/D轉換、送CPU進(jìn)行數據處理,再通過(guò)RS485接口轉入主機。

隨著(zhù)電網(wǎng)容量的不斷擴大,電壓等級的不斷提高,分支回路也相應的增多,有的變電站已多達500分支回路以上。為了滿(mǎn)足這方面的需求,本裝置利用了總線(xiàn)技術(shù),采用分層分布式設計。將每16回路增加一個(gè)采集模塊,這種分層分布式的分散結構不需改變原有的主機結構。并可以拓展到512個(gè)回路。采樣模塊和主機之間利用RS485接口實(shí)現并接。每個(gè)模塊地址碼可以在現場(chǎng)隨意設定,大大提高了產(chǎn)品的適用性和裝置的可靠性。

圖二

2.3 交流竄直流保護,故障幅度與錄波與波形分析,竄入支路故障定位。

主機配置母線(xiàn)交流電壓檢測電路,母線(xiàn)通過(guò)電容隔直流、差分運放、快速整流、濾波、高速AD,實(shí)時(shí)檢測母線(xiàn)上的交流信號,并反饋至主芯片,若外部交流竄入電壓大于所設定的信號,通過(guò)聲光報警及干接點(diǎn)輸出報警相關(guān)信息,并啟動(dòng)了支路巡查電路,巡查電路確定故障支路。并記錄保存本次報警相關(guān)信息,大大提高系統的安全性和可靠性。如圖四。

圖四

2.4 直流系統中交流成份(紋波)的監測。故障報警。

電路采用耦合、交直流分解等特殊電路處理,能實(shí)時(shí)準確地對直流電源紋波含量即紋波電壓值,計算直流中的紋波系數,如圖三。

圖三

2.5 直流互竄檢測,故障定位與分析。

本機內置快速高精度檢測電路,實(shí)時(shí)檢測現場(chǎng)兩段母線(xiàn)之間的直流互竄故障,并準確查找互竄支路,大大提高系統的安全性和可靠性。為了保證直流電源對變電站安全運行需要。常常設有兩段獨立的直流電源。同一變電站兩段直流是要求分開(kāi)獨立運行,由于接線(xiàn)錯誤,設備老化通常會(huì )造成兩段母線(xiàn)發(fā)生了電氣上的連接,出現了兩段母線(xiàn)手拉手現象?,F有的直流系統是采用兩個(gè)電橋監測各自的母線(xiàn),兩段母線(xiàn)出現了電氣上的連接也說(shuō)是會(huì )出現我們常說(shuō)的“兩點(diǎn)接地現象"。兩點(diǎn)接地現象常常會(huì )對變電站的繼電保護正常運行造成一定的危險。我們利用了現有直流接地裝置的技術(shù)升級,將電橋電路的智能化技術(shù)與支路巡查電路進(jìn)行充分的結合,成功解決了直流系統兩段母線(xiàn)出現了電氣上的連接,也就是發(fā)生了手接手的兩點(diǎn)接地進(jìn)行了告警,并通過(guò)支路巡查定位,準確地查找發(fā)生兩段直流母線(xiàn)互竄的回路。我們將兩臺測量的直流絕緣監察裝置通過(guò)測量與通迅技術(shù),進(jìn)行數據分析,進(jìn)行了定位,有效地查找發(fā)生直流互竄接地的回路。

發(fā)生直流互竄的主要歸納為有五種工作方式:

現象一、*段母線(xiàn)負端與第二段母線(xiàn)負互竄。

現象二: *段母線(xiàn)正和第二段母線(xiàn)正互竄.

現象三:*段母線(xiàn)正和第二段母線(xiàn)正,*段母線(xiàn)負和第二段母線(xiàn)負同時(shí)互竄

現象四:*段母線(xiàn)負端和第二段母線(xiàn)正端互竄,或*段母線(xiàn)正端和第二段母線(xiàn)負端互竄。

 

三、LYDCS-6000功能特點(diǎn)

本裝置采用Cortex-M3內核的STM32芯片為主控芯片,集成度高,抗干擾能力強,運行速度快,功耗低。

3.1 操作界面基于菜單式的人性化設計。

3.2相關(guān)的所有參數均可通過(guò)菜單進(jìn)行設置,相關(guān)的所有報警均通過(guò)聲光輸出和相應的干接點(diǎn)輸出。

3.3準確檢測直流電壓、模塊狀態(tài)、直流絕緣及接地選線(xiàn)為;精確區分母線(xiàn)接地、支路接地,并顯示接地電阻阻值;自動(dòng)分辨兩條或兩條以上支路同時(shí)接地的故障等。

3.4可隨時(shí)操作界面進(jìn)入全部支路的巡檢操作,以觀(guān)察全部支路的接地狀況。

3.5 可隨時(shí)操作界面進(jìn)入全部支路的單檢操作,分全部支路單檢(通過(guò)按鍵循環(huán)檢測)和選定支路單檢(通過(guò)按鍵選定某一支路檢測)。

3.6 保存顯示當前5次的母線(xiàn)絕緣報警記錄。

3.7 提供檢測2段母線(xiàn)的紋波電壓和紋波系數。

3.8 對CT極性無(wú)*性要求、無(wú)方向要求。

3.9 信號采集數據采用RS485接口技術(shù),使數據的有效傳輸距離可達 1000米。

3.10裝置提供串行數據通訊接口(RS-232、RS-485)和外部設備連系。

3.11 裝置提供100M的以太網(wǎng)接口。

3.12支路檢測速度快.巡檢16路以后的數據時(shí),平均每路巡檢時(shí)間低于1秒。

3.13 本機可以通過(guò)參數設定設置交流竄入報警門(mén)限(交流有效值)。

3.14裝置采用實(shí)時(shí)跟蹤信息零處理技術(shù),解決了交流信號竄入直流故障的測記和報

警。  

3.15采用彩屏液晶顯示、中文界面、顯示直觀(guān)明了,并帶有液晶自動(dòng)保護功能。

3.16本系統可提供簡(jiǎn)單的多機連接功能,適用于復雜的多級直流系統中,不會(huì )出

誤報及拒報現象。

3.17 紋波測量:采用實(shí)時(shí)全數字寬帶測量、實(shí)時(shí)測量全范圍的直流電源紋波、電

壓值、并計算紋波系數值,有效記錄直流電源中的交流含量。

 

四、LYDCS-6000技術(shù)性能指標

4.1 適應環(huán)境溫度:-10℃~+55℃:濕度≤90%

4.2 大氣壓:80-110KPA;

4.3 直流系統電壓等級:220Vdc、110Vdc、48Vdc、24Vdc;

4.4裝置工作電壓:AC/DC 85-265v

4.5 母線(xiàn)段數:二段

4.6 繼電器接點(diǎn)電流:DC220V/3A

4.7 母線(xiàn)電壓測量精度:±0.5%

4.8 母線(xiàn)絕緣電阻測量精度:0-5KΩ*.1KΩ

                           5-50KΩ誤差≤5%

                           50-100KΩ誤差≤10%

4.9 繼電器動(dòng)作報警時(shí)間:    ≤2秒

4.10 支路絕緣電阻測量精度:0.5-10KΩ誤差≤15%

 10-25KΩ誤差≤20%

4.11 交流竄入電壓測量范圍:0-300V

4.12  交流竄入電壓測量精度:≤1%

4.13 紋波測量范圍:0-100V

4.14 紋波測量精度大于1%

4.15裝置功耗:≤30W

4.16 裝置重量:≤8Kg

4.17 外型尺寸:(長(cháng)×高×深):360×135×280㎜,

4.18 采集單元外型:155×95×43㎜

 

五、LYDCS-6000產(chǎn)品圖片

5.1主機前面板各部件功能介紹:見(jiàn)上圖所示。

5.1.1按鍵“上"鍵、“下"鍵、“左"鍵、“右"鍵、“確定"鍵、“取消"鍵。

5.1.2指示燈

電源指示燈:儀器通上電源時(shí),該燈亮。

信號指示燈:儀器進(jìn)入支路檢測狀態(tài)后,該燈亮。

超壓報警燈:母線(xiàn)電壓超過(guò)門(mén)限設定值時(shí),該燈亮。

欠壓報警燈:母線(xiàn)電壓低于門(mén)限設定值時(shí),該燈亮。

絕緣報警燈:母線(xiàn)對地絕緣電阻低于門(mén)限設定值時(shí),該燈亮。

支路報警燈:支路檢測時(shí),接地電阻值低于門(mén)限設定值時(shí),該燈亮。

瞬時(shí)接地燈:母線(xiàn)瞬時(shí)對地絕緣電阻值低于門(mén)限設定值時(shí),該燈亮。

 交流串路燈:當有交流竄入時(shí),該燈亮。

5.1.3液晶顯示器

中文顯示設定參數,母線(xiàn)監測數據及支路檢測數據等.

5.1.4電源開(kāi)關(guān)

電源開(kāi)關(guān)置于機箱后面,置ON時(shí)接通儀器工作電源,置OFF時(shí),電源切斷。

5.2主機后面面板簡(jiǎn)介

后面板上貼有接線(xiàn)端子功能表,見(jiàn)下圖所示。其中故障報警繼電器輸出為常閉觸點(diǎn),當儀器正常工作時(shí),該繼電器觸點(diǎn)斷開(kāi);當儀器發(fā)生故障時(shí),該繼電器觸點(diǎn)閉合。其它報警繼電器輸出均為常開(kāi)觸點(diǎn),只有報警輸出時(shí),相應的繼電器觸點(diǎn)才閉合。

六、LYDCS-6000通電前檢查

6.1裝置到貨后,首先應檢查包裝箱上的產(chǎn)品登記單與裝置箱體上的質(zhì)量檢驗合格證,并確認與訂貨*。

6.2打開(kāi)裝置機箱對裝置各部件進(jìn)行檢查,確定各部件有無(wú)松動(dòng)及損壞現象,檢查有關(guān)電纜線(xiàn)連接是否可靠。

6.3核對裝置工作電源電壓和現場(chǎng)電壓是否相符。

6.4上述各項檢查完畢方可通電試驗。

 

七、LYDCS-6000安裝

7.1本裝置可單獨安放在工作臺或安裝在直流屏柜內。系統為了適應不同的用戶(hù),在外觀(guān)設計時(shí)選用了兩種機型,4U的機型里面安裝了兩個(gè)采樣模塊,小機型里面沒(méi)有安裝采樣部件。具體安裝尺寸見(jiàn)圖五。

            圖五

7.2互感器安裝

7.2.1互感器應安裝在支路距母線(xiàn)的zui近端(zui后安裝在分支路空氣開(kāi)關(guān)或熔絲之間)。

7.2.2常見(jiàn)的規格有內徑為φ18、φ44、φ90及K20四種見(jiàn)圖六(三種)。

7.2.3互感器的一個(gè)接線(xiàn)端子連接在采樣模塊的信號輸入支路端子上而另一個(gè)接線(xiàn)端子連接在采樣模塊的接地輸入端子上。

圖六

7.3采集模塊的安裝:

按回路的需要增加相應的互感器和采集模塊,各采樣模塊之間采用≥0.5平方毫米的導線(xiàn)相連接。各分支路互感器接在采集模塊的信號輸入端。(各采樣模塊的輸入端的地線(xiàn)是獨立的,不和大地連接)參照圖五

7.4 主從機(多機系統運行)部分安裝簡(jiǎn)要說(shuō)明:

7.4.1 主從機之間通過(guò)RS485通訊連接,即每臺機器后面面板的第39(RS485A)、第40(RS485B)端子并聯(lián)。

7.4.2 所有模塊均通過(guò)五芯線(xiàn)連至主機后面面板第31-35端子。

7.5采樣模塊

7.5.1采樣模塊的使用,采樣模塊是本裝置拓展采樣回路的關(guān)鍵部件,是拓展多級聯(lián)機的入口。

7.5.2采樣模塊的編碼:采樣模塊編號采用8421方式,以先后順序從1到99。

7.5.3采樣模塊的編碼方法:(安裝面向下,文字標志面向上)。8位撥碼開(kāi)關(guān)分別表示十進(jìn)制的個(gè)位(1.2.3.4),和十位(5.6.7.8),每一位按照二進(jìn)制方式計算,直到9。各位開(kāi)關(guān)在靠近NO的字樣邊是0,選中的數字鍵向下有效。所以在使用時(shí)要注意采樣模塊的編碼要按順序編制,檢查無(wú)誤后才能通電運行。如要設置第63塊,見(jiàn)下表:

7.5.4采樣模塊是裝置的子系統,它的地線(xiàn)是獨立的,所以各個(gè)互感器的接地點(diǎn)應接在所屬模塊的接地點(diǎn)上。以防相互干擾,采樣模塊的地線(xiàn)不和大地連接.采集模塊超過(guò)4個(gè)需要加一個(gè)12V的電源.用戶(hù)在使用時(shí)請注意。

7.5.5采樣模塊和主機的連線(xiàn)可參考連線(xiàn)圖七。

圖七

 

 

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