CN103427485A

CN103427485A - 变电站用交流电源窜入直流电源及直流电源纹波检测装置

Info

Publication number: CN103427485A
Application number: CN2013104055969A
Authority: CN
Inventors: 迟旭东; 孙晓晨; 吕志远; 辛向君; 盖德亮; 陈学海; 刘庆; 刘亭亭
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; Yantai Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; Yantai Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Priority date: 2013-09-09
Filing date: 2013-09-09
Publication date: 2013-12-04

Abstract

本发明公开了变电站用交流电源窜入直流电源及直流电源纹波检测装置，它包括变电站直流母线、工作电源模块（15）、交流电压取样电路（3）、带通滤波电路（4）、直流电压取样电路（8）、滤波电路（9）、纹波电压取样电路（12）等，CPU模块（6）分别连接电压模数转换电路（5）、直流电压模数转换电路（10）、纹波电压模数转换模块（13）、告警上传通讯接口（16）、显示屏（7）、人机对话键盘（11）、报警输出电路（14），本发明快速检测是否有交流电源窜入直流电源的装置，检测到异常及时报警；同时能够在线监测直流系统充电装置的纹波情况，可大大提高直流电源的可靠性和电网的安全运行。

Description

变电站用交流电源窜入直流电源及直流电源纹波检测装置

技术领域：

本发明涉及变电站用交流电源窜入直流电源及直流电源纹波检测装置，属于电力系统变电检修技术领域。

背景技术：

1、变电站用直流系统为非直接接地系统，当直流电源混入交流电源将造成直流系统接地，可导致保护拒动或误动，从而诱发严重事故。国网公司《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》（修订版）“5.1.1.18.3明确规定：新建或改造的变电所，直流系统绝缘监测装置，应具备交流窜直流故障的测记和报警功能。而目前使用的直流绝缘监察装置均不具备交流窜直流故障的测记和报警功能，若要更换具有此功能的装置，需要停电进行，严重影响供电可靠性，影响社会和居民的正常生活秩序；若结合直流系统更换或全站改造进行，将是一项时间非常长的工作。所以需要开发一种独立的检测装置，具有检测交流电源混入直流系统的功能，当检测到交流电源混入时，装置报警，并可通过通讯节点上传至监控单元，通知检修人员及时处理。

2、国网公司《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》（修订版）“5.1.1.13要求新建或改造的变电站选用充电、浮充电装置，应满足稳压精度优于0.5%、稳流精度优于1%、输出电压纹波系数不大于0.5%的技术要求。已有的充电、浮充电装置不满足上述要求，对直流电源充电装置的纹波系数进行检测时需要带电进行的工作，危险性大，工作繁琐。因此需要可对直流电源充电装置的纹波系数进行在线检测，超过规程要求可报警、上传的装置。

发明内容：

本发明的目的在于克服已有技术的不足而提供一种快速检测是否有交流电源窜入直流电源的装置，检测到异常及时报警；同时能够在线监测直流系统充电装置的纹波情况，可大大提高直流电源的可靠性和电网的安全运行的变电站用交流电源窜入直流电源及直流电源纹波检测装置。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：变电站用交流电源窜入直流电源及直流电源纹波检测装置，它包括变电站直流电源的正母线、变电站直流电源的负母线，工作电源模块分别与变电站直流电源的正母线、变电站直流电源的负母线相连，其特征在于交流电压取样电路、直流电压取样电路、纹波电压取样电路分别接入直流电源的正母线及变电站直流电源的负母线，交流电压取样电路分别连接带通滤波电路、直流电压取样电路，直流电压取样电路分别连接滤波电路、纹波电压取样电路，带通滤波电路连接电压模数转换电路，滤波电路连接直流电压模数转换电路，纹波电压取样电路连接纹波电压模数转换模块，电源模块连接告警上传通讯接口，CPU模块分别连接电压模数转换电路、直流电压模数转换电路、纹波电压模数转换模块、告警上传通讯接口、显示屏、人机对话键盘、报警输出电路。

本发明同已有技术相比可产生如下积极效果：本发明不改变原有直流系统绝缘监测装置的功能及直流系统的接线情况，在不影响变电站直流系统安全运行的情况下，集两大功能于一身：，一是交流电源窜入直流电源的监测与报警，二是直流系统充电装置纹波的监测与报警。

一、交流电源窜直流电源监测与报警：

当交流电源混入直流后，通过电容隔离直流、差分运放、快速整

流、滤波、高速AD，实时检测母线上的交流信号，并反馈至主芯片，若检测外部窜入到直流电源的交流电压大于所设定的信号保护门限值，启动报警，通过声光报警及干接点输出报警相关信息，并能记录保存本次报警相关信息。

二、直流系统充电装置的纹波监测与报警：

采用电路耦合、交直流分解、脉动信号分离等特殊电路处理，将交流信号和直流信号的进行隔离，高速采样、全面捕捉交流纹波信号。采用了高性能、全范围测量法进行有效、实时准确对直流电源纹波含量即纹波电压值进行检测，计算直流中的纹波系数，若超过0.5%时启动报警，通过声光报警及干接点输出报警相关信息，并能记录保存本次报警相关信息。

附图说明：

图1为本发明的结构框图。

具体实施方式：下面结合附图对本发明的最佳实施方式做详细说明：

实施例：变电站用交流电源窜入直流电源及直流电源纹波检测装置（参见图1），它包括变电站直流电源的正母线1、变电站直流电源的负母线2，工作电源模块15分别与变电站直流电源的正母线1、变电站直流电源的负母线2相连。交流电压取样电路3、直流电压取样电路8、纹波电压取样电路12分别接入直流电源的正母线1及变电站直流电源的负母线2，交流电压取样电路3 分别连接频率为50ＨＺ的带通滤波电路4、直流电压取样电路8，直流电压取样电路8分别连接滤波电路9、纹波电压取样电路12，带通滤波电路4连接５０ＨＺ的电压模数转换电路5，滤波电路9连接直流电压模数转换电路10，纹波电压取样电路12连接模数转换模块13，电源模块15连接告警上传通讯接口16，CPU模块6分别连接电压模数转换电路5、直流电压模数转换电路10、纹波电压模数转换模块13、告警上传通讯接口16、显示屏7、人机对话键盘11、报警输出电路14。

本发明的工作电源经电源模块15取自变电站直流母线，交流电压取样电路3、直流电压取样电路8、纹波电压取样电路12分别接入直流电源的正母线1及变电站直流电源的负母线2。直流母线正常工作时，交流取样电路3检测在线监测直流母线的交流分量，检测到的交流分量经50HZ带通滤波电路4滤掉大于50HZ的交流成分，低于50HZ的交流分量，由50HZ电压模数转换电路5进行模数转换，再经过装置的CPU模块6处理后在显示屏7上显示交流分量的数值；直流电压取样电路8在母线取得直流电压后，经滤波电路9再次滤波（滤掉交流成分），得到更加稳定的直流电，由直流电压模数转换电路10进行模数转换，由装置CPU模块6处理后在显示屏7上显示直流母线电压；纹波（50HZ-20MHZ）电压取样电路12检测直流母线中是否存在频率大于50HZ的纹波电压，检测到的纹波电压经纹波电压模数转换模块13处理后在显示屏7上显示。若检测到的交流分量或纹波成分超过预设值，则装置告警。告警信号可通过告警上传通讯接口16或RS485通讯上传，以便通知检修人员及时处理，保证直流系统的安全运行。本检测装置可根据要求对相关的参数通过人机对话键盘11进行设定或修改。

Claims

1.变电站用交流电源窜入直流电源及直流电源纹波检测装置，它包括变电站直流电源的正母线（1）、变电站直流电源的负母线（2），工作电源模块（15）分别与变电站直流电源的正母线（1）、变电站直流电源的负母线（2）相连，其特征在于交流电压取样电路（3）、直流电压取样电路（8）、纹波电压取样电路（12）分别接入直流电源的正母线（1）及变电站直流电源的负母线（2），交流电压取样电路（3）分别连接带通滤波电路（4）、直流电压取样电路（8），直流电压取样电路（8）分别连接滤波电路（9）、纹波电压取样电路（12），带通滤波电路（4）连接电压模数转换电路（5），滤波电路（9）连接直流电压模数转换电路（10），纹波电压取样电路（12）连接纹波电压模数转换模块（13），电源模块（15）连接告警上传通讯接口（16），CPU模块（6）分别连接电压模数转换电路（5）、直流电压模数转换电路（10）、纹波电压模数转换模块（13）、告警上传通讯接口（16）、显示屏（7）、人机对话键盘（11）、报警输出电路（14）。