CN102129005B

CN102129005B - 变电站/发电厂二次回路直流接地指示器及其应用

Info

Publication number: CN102129005B
Application number: CN 201110032827
Authority: CN
Inventors: 熊晓丽
Original assignee: CHONGQING YUANHU TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: CHONGQING YUANHU TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2011-01-30
Filing date: 2011-01-30
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2031-01-30
Also published as: CN102129005A

Abstract

本发明提供一种变电站/发电厂二次回路直流接地指示器及其应用，它包括漏电流检测模块、信号处理模块、声光报警模块、报警阈值设定模块和电源模块；漏电流检测模块为回形线圈，用于检测穿过该线圈的直流回路的漏电流；由信号处理模块进行分析运算并与设定的漏电流报警阈值进行比较；如果漏电流连续多次超过设定阈值，则启动声光报警模块进行声音提示和信号灯闪烁报警，在连接有外部通信线路时，将漏电流值和报警信号外送给接收设备。本发明集漏电流传感、信号处理、报警、工作电源于一体，能实时监测各直流用电设备或直流用电回路的漏电流，为准确查找直流接地点提供指示，方便运行维护人员及时准确地处理直流系统的绝缘破坏故障。

Description

变电站/发电厂二次回路直流接地指示器及其应用

技术领域

本发明属于电力系统继电保护和自动化的电气故障检测技术领域，特别是涉及一种安装于变电站/发电厂二次回路能够对直流用电设备或用电回路进行绝缘监视并能进行接地故障报警定位的装置。

技术背景

变电站直流电源是变电站保护、自动化系统赖以正常工作的重要组成部分，其安全性直接关系到电网的正常监控和事故处理手段的正常实施。发电厂、变电所、大型厂矿的直流电源系统是采用有蓄电池贮能的二次直流电源, 它向信号回路、控制系统、继电保护与自动装置等提供工作电源。直流系统均采用110V 或220V 电源供电, 该系统正、负母线对大地是浮空的, 除了绝缘监测装置之外, 母线及其各条馈电二次回路上任何一点都不与大地相联结。当直流供电系统发生一处接地绝缘故障时, 必须尽快找出接地故障线路与接地故障点, 并立即排除; 否则, 若再次发生第二处接地故障, 很可能导致主控制回路、继电保护装置等的误动作, 从而引发重大供电事故。

对于生产现场而言，电厂、变电站多年运行后，电缆绝缘普遍下降，各种端子箱、机构箱、刀闸辅助接点箱等生锈损坏，密封性下降，遇雨、雪、湿雾天气，易发生接地。目前，直流系统绝缘监测装置的检测原理主要有电桥平衡原理及变频探测原理。无论哪种原理的绝缘监测装置目前均仅安装于直流电源屏柜上，仅针对检测判断某一直流总路接地，而不能检测到该供电支路下面连接的多个用电设备和多个供电分支回路的具体接地点。因此，即使知道直流电源馈电屏上某个馈出支路有直流接地，但仍不能明确接地设备和接地位置，也使故障接地点和绝缘下降点的查找费时、费力，并可能导致采用断开用电设备的方法寻找故障点，从而严重影响继电保护或自动装置的连续工作，对系统安全构成威胁，故迫切需要一种能够对变电站/发电厂二次回路的直流用电设备或用电回路进行直流接地检测及绝缘监视的定位报警装置。

发明内容

　　本发明的目的在于提供一种安装容易、体积小巧、不需另增加电气接线，抗干扰能力强，能实时监测二次回路的直流用电设备或用电回路的绝缘状态，能够根据各直流用电设备或用电回路的布置情况进行配置安装并具有就地实时报警功能的直流接地指示器。

本发明采用的技术方案是，一种变电站/发电厂二次回路直流接地指示器，是一种安装于变电站/发电厂二次回路用于对直流用电设备或用电回路进行绝缘监视的设备。包括漏电流检测模块、A/D转换模块、通信模块、包含CPU的信号处理模块、声光报警模块、报警阈值设定模块和电源模块；电源模块包括电池箱及电源处理模块，漏电流检测模块为回形线圈用于检测穿过该线圈的直流回路的漏电流，经过A/D转换模块，由包含CPU的信号处理模块进行分析运算并与设定的漏电流报警阈值进行比较；如果漏电流连续多次超过设定阈值，则启动声光报警模块进行声音提示和信号灯闪烁报警，在连接有外部通信线路时，将漏电流值和报警信号外送给接收设备。

进一步，所述包含CPU的信号处理模块通过线路连接通信设备，将指示器的数据传到集控中心的服务器上，实现对多个变电站直流系统的用电设备或直流用电回路漏电流的在线远程监视。

进一步，具有信号保持功能，当漏电流连续多次超过设定阈值，声光报警模块报警后，即使电流又减小到低于阈值，蜂鸣器和报警信号灯不会关闭，需由人工手动复位后才关闭信号，提醒运行维护人员对该直流回路进行检查。

进一步，所述电源模块电源为自带的电池提供，内部组件与外部系统不存在电气连接。

进一步，所述直流接地指示器分散安装于变电站/发电厂二次回路的直流用电设备或用电回路的电源进线入口，通过监测漏电流是否多次超过阈值来判断该用电设备或用电回路内部是否存在直流接地或绝缘下降。

进一步，多个直流接地指示器相互独立，能够根据各直流用电设备或用电回路的布置和负载情况进行配置安装。

本发明具有如下有益效果：

本指示器集漏电流传感、信号处理、报警、工作电源于一体；并且该指示器体积小，可直接安装于屏柜内的标准轨道上并以分散安装方式指示直流接地位置和设备；其与直流供电回路无电气连接关系，不影响被监视设备、回路的可靠性；同时其检测灵敏度可到0.1mA，较之手持式钳形漏电流查找方式更灵敏准确，能发现高阻接地和绝缘下降情况。

对于需进行直流系统接地故障定位的变电站，在每个开关柜和保护屏、端子箱的二次回路直流电源进线上装设本直流接地指示器，指示器的漏电流检测模块测量该处正、负直流馈线上的电流值之差（即漏电流）经过处理后通过A/D转换模块，由包含CPU的信号处理模块进行分析运算并与设定的漏电流报警阈值进行比较，如果漏电流连续多次超过设定阈值，则启动声光报警模块进行声音提示和信号灯闪烁报警；其阈值可以根据国家标准或行业规范进行设置；该指示器的工作电源由自带的电池经过电源处理模块提供，能使本指示器不间断工作一年以上（以后可更换），同时还能通过通信接口连接通信设备，将指示器的数据传到集控中心的服务器上，实现对多个变电站各直流回路和用电设备的接地和绝缘状况进行在线远程监视，为变电站/发电厂二次回路的直流用电设备或用电回路状态维修和故障处理提供依据。

采用自带电池供电模式与被监视直流供电回路无电气连接关系，不影响被监视设备、回路的可靠性；能够根据各直流回路的布置和负载情况进行配置，安装于各直流用电设备或用电回路路入口，能实时监测各直流用电设备或直流用电回路的直流绝缘状态。

该直流接地指示器能够实时检测变电站/发电厂直流用电设备或用电回路的漏电流，据此监视该设备或回路对地绝缘状态以及接地故障情况；并能对变电站/发电厂的各个直流用电设备或用电回路根据其实际情况设置报警值进行实时监测，一旦发生直流接地故障，能够进行接地设备定位，从而缩短故障处理时间，保证电力系统更安全可靠的运行。

附图说明：

图1为本发明直流接地指示器的结构示意图；

图2为本发明直流接地指示器工作原理图；

图3为本发明直流接地指示器原理图；

图4为本发明直流接地指示器安装分布图；

图5为户外端子箱直流接地指示器安装位置图；

图6为室内开关直流接地指示器安装位置图；

图7为保护柜直流接地指示器安装位置图。

图1中：1－漏电流检测线圈，2－A/D转换模块，3、报警信号灯，4－指示器复位按钮，5－蜂鸣器，6－报警阀值控制模块，7－信号处理模块，8－外部接口，9－电源处理模块，10电池箱。

具体实施方式

以下结合附图对本发明提供的变电站/发电厂二次回路直流接地指示器作进一步说明：　　

如图1～图3所示，变电站/发电厂二次回路直流接地指示器，它包括漏电流检测模块、A/D转换模块、通信模块、包含CPU的信号处理模块、声光报警模块、报警阈值设定模块和电源模块；漏电流检测模块为回形线圈用于检测穿过该线圈的直流回路的漏电流，经过A/D转换模块，由包含CPU的信号处理模块进行分析运算并与设定的漏电流报警阈值进行比较；如果漏电流连续多次超过设定阈值，则启动声光报警模块进行声音提示和信号灯闪烁报警；在连接有外部通信线路时，将漏电流值和报警信号外送给接收设备。所述声光报警模块连接蜂鸣器和报警信号灯。所述工作电源由自带的电池提供，内部组件与外部系统不存在电气连接。

另外，具有信号保持功能，即当漏电流连续多次超过设定阈值，声光报警模块报警后，即使漏电流又减小到低于阈值，CPU控制蜂鸣器和报警信号灯不关闭，需由CPU检测到人工手动复位信号后才关闭蜂鸣器和报警信号灯，即可实现报警信号保持直至运行维护人员对该直流回路进行检查。

参见图4～图7，所述变电站/发电厂二次回路直流接地指示器的应用，所述直流接地指示器分散安装于各直流用电设备或直流用电回路的电源进线入口，通过监测漏电流是否连续多次超过设定阈值来判断该用电设备或回路内部是否存在直流接地或绝缘下降。各个直流接地指示器相互独立，根据二次回路的各个直流用电设备的要求和各直流用电回路的负载情况进行增减配置。

　　变电站的直流系统在正常运行的情况下，与地电位没有任何联系。本直流接地指示器适应于已装设有直流母线绝缘监察装置的变电站，对于未装设直流绝缘监测的变电站，需在直流母线上增加配置本指示器的辅助装置。

如前所述，在每一个开关柜或保护屏的直流电源进线上装有直流接地指示器。当指示器所属的开关柜或保护屏中没有直流接地点时，正、负直流馈线上的电流大小相等而方向相反，指示器的漏电流检测模块检测不到电流；当有接地点存在时，正、负直流馈线上的电流不能相互平衡，其差值即是通过接地电阻入地的漏电流，此漏电流可被漏电流检测模块所测量到经过A/D转换模块后传入含CPU的信号处理模块进行分析运算并与设定的漏电流报警阈值进行比较；如果漏电流连续多次超过设定阈值，则启动声光报警模块。运行维护人员即可根据指示器指定的位置很快发现故障点，避免对其他正常回路的停电查找。

本发明直流接地指示器集漏电流传感、信号处理、报警、工作电源于一体，可直接安装于屏柜内的标准轨道上；与直流供电回路无电气连接关系，不影响被监视设备、回路的可靠性；能够根据各直流用电设备或用电回路的布置和负载情况进行配置，安装于各直流用电设备或用电回路电源进线入口，当发生用电设备或回路接地事故时，发出声光信号，实时报警，提醒运行维护人员及时准确的处理。

本指示器还具有信号保持功能，当漏电流多次超过阈值报警后，即使漏电流又减小到低于阈值，报警灯和蜂鸣器并不关闭，需经人工手动复位后才关闭信号，以便提醒运行维护人员对该直流回路进行检查。

该直流接地指示器利用含CPU的信号处理模块实现状态的检测和报警，不需要外部复杂的监视系统及接线，同时采用标准卡轨式安装，具有体积小巧，安装容易的特点。该直流接地指示器的工作电源由自带电池提供，能不间断使用一年以上，内部组件与外部系统不存在电气连接，不对直流供电回路产生任何影响，其结构采用大规模集成芯片设计，结构密封，抗干扰性能强，环境适应能力强。

Claims

1.变电站/发电厂二次回路直流接地指示器，其特征在于，它包括漏电流检测模块、A/D转换模块、通信模块、包含CPU的信号处理模块、声光报警模块、报警阈值设定模块和电源模块；漏电流检测模块为回形线圈，用于检测穿过该线圈的直流回路的漏电流，其检测信号经过A/D转换模块转换后，由包含CPU的信号处理模块进行分析运算并与设定的漏电流报警阈值进行比较；如果漏电流连续多次超过设定阈值，则启动声光报警模块进行声音提示和信号灯闪烁报警；在连接有外部通信线路时，由通信模块将漏电流值和报警信号外送给接收设备；

所述的包含CPU的信号处理模块通过线路连接通信设备，将指示器的数据传到集控中心，实现对多个直流用电设备或直流用电回路的直流绝缘状态进行在线监视。

2.根据权利要求1所述的变电站/发电厂二次回路直流接地指示器，其特征在于：所述声光报警模块连接有蜂鸣器和报警信号灯。

3.根据权利要求1所述的变电站/发电厂二次回路直流接地指示器，其特征在于：具有信号保持功能，即当漏电流连续多次超过设定阈值，声光报警模块报警后，即使电流又减小到低于阈值，CPU控制蜂鸣器和报警信号灯不关闭，需由CPU检测到人工手动复位按键的信号后才关闭信号，即可实现报警信号保持直至运行维护人员对该直流回路进行检查。

4.根据权利要求1所述的变电站/发电厂二次回路直流接地指示器，其特征在于：所述电源模块包括电池箱及电源处理模块，指示器内部工作电源由自带的电池提供，由此实现内部组件与外部被监视直流电源系统不存在电气连接。

5.根据权利要求1所述的变电站/发电厂二次回路直流接地指示器的应用，其特征在于：所述直流接地指示器分散安装于各直流用电设备或用电回路的电源进线入口，通过监测漏电流是否多次超过阈值来判断该直流用电设备或用电回路是否存在直流接地或绝缘下降的情况，由此实现对直流接地或直流绝缘异常设备或异常回路的定位。

6.根据权利要求5所述的变电站/发电厂二次回路直流接地指示器的应用，其特征在于：多个直流接地指示器相互独立，能够根据各直流用电设备或用电回路的位置进行分散布置安装。