CN110398667A - 一种直流环网在线监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力监控技术领域，具体公开一种直流环网在线监测系统及方法，所述监测系统包括：Ⅰ段母线、Ⅰ充电机回路、Ⅰ蓄电池回路、Ⅱ段母线、Ⅱ充电机回路和Ⅱ蓄电池回路；母联回路，其通过一母联开关连接所述Ⅰ段母线与所述Ⅱ段母线；所述母联开关设有用于采集其开合状态的位置辅助接点；电压采集系统，用于分别检测所述Ⅰ段母线和Ⅱ段母线二者的电压；电流采集系统，用于分别检测Ⅰ充电机回路、Ⅱ充电机回路、Ⅰ蓄电池回路、Ⅱ蓄电池回路四者的电流。本发明提供一种直流环网在线监测系统及方法，能快速有效地判断是否存在直流环网，提高判别效率和判别准确度，保证电网系统的稳定运行。

Description

一种直流环网在线监测系统及方法

技术领域

本发明涉及电力监控技术领域，尤其涉及一种直流环网在线监测系统及方法。

背景技术

电力系统中，发电厂、变电站及通信机房都采用直流系统为站内继电保护装置、控制回路、监控设备及通信设备等提供可靠的工作和动力电源。直流系统对电力基础设施安全稳定运行起着非常重要的作用，主要由充电机、蓄电池组、直流母线、监控器、切换(联络)把手及馈线单元等部分组成。

相关规程明文禁止直流系统出现环网运行的情况，即当两组蓄电池组和充电机都投入的情况下，每组蓄电池与相应的充电机，直流母线以及负荷必须独立运行。两套系统之间不能有任何联通。其目的是防止其中某一套直流系统发生接地或短路时，如果两套系统存在环网，则另一套系统受牵连也瞬间接地或短路，如此将导致全站两套直流系统同时失压，导致保护误动或拒动等重大问题。

然而，直流系统负荷出线众多，遍布全站，两套直流系统之间容易发生串通而形成环网。且为保证供电，重要直流负荷都是两套系统双重配线，利用直流空开的投退来选择采用某套直流系统供电，另一套备用。一旦空开误投就形成环网。直流环网非常隐蔽，正常运行时没有任何迹象，往往都是在发生事故事件后才被发现，比如一套直流系统接地或失压导致两套同时接地或失压。或者停电检查发现寄生回路时才能发现存在环网。

综上，目前，运行中的直流系统无法实现在线检测是否存在环网，完全依赖人工操作和经验，效率低，速度慢，出错几率高，缺乏有效的技术手段。假如两套系统一直处于环网运行状态，一旦某套系统故障，必将导致两套系统同时故障，严重威胁电力系统安全。

因此，迫切需要研制直流环网在线监测系统，用于快速有效地判断是否存在直流环网。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种直流环网在线监测系统及方法，能快速有效地判断是否存在直流环网，提高判别效率和判别准确度，保证电网系统的稳定运行。

为达以上目的，一方面，本发明提供一种直流环网在线监测系统，包括：

第一直流系统，所述第一直流系统包括Ⅰ段母线、Ⅰ充电机回路和Ⅰ蓄电池回路，所述Ⅰ充电机回路和Ⅰ蓄电池回路并联接入所述Ⅰ段母线中；

第二直流系统，所述第二直流系统包括Ⅱ段母线、Ⅱ充电机回路和Ⅱ蓄电池回路，所述Ⅱ充电机回路和Ⅱ蓄电池回路并联接入所述Ⅱ段母线中；

母联回路，所述母联回路通过一母联开关连接所述Ⅰ段母线与所述Ⅱ段母线；所述母联开关设有用于采集其开合状态的位置辅助接点；

电压采集系统，所述电压采集系统用于分别检测所述Ⅰ段母线和Ⅱ段母线二者的电压；

电流采集系统，所述电流采集系统用于分别检测Ⅰ充电机回路、Ⅱ充电机回路、Ⅰ蓄电池回路、Ⅱ蓄电池回路四者的电流。

优选的，所述电压采集系统包括并联接入所述Ⅰ段母线中的第一电压互感器和并联接入所述Ⅱ段母线中的第四电压互感器。

优选的，所述电流采集系统包括串联接入所述Ⅰ充电机回路的第一电流互感器、串联接入所述Ⅰ蓄电池回路的第二电流互感器、串联接入所述Ⅰ充电机回路和Ⅰ蓄电池回路的干路的第三电流互感器、串联接入所述Ⅱ充电机回路的第四电流互感器、串联接入所述Ⅱ蓄电池回路的第五电流互感器以及串联接入所述Ⅱ充电机回路和Ⅱ蓄电池回路的干路的第六电流互感器串联。

优选的，还包括处理芯片和报警装置，所述处理芯片分别与所述电流采集系统和报警装置电连接。

优选的，还包括用于打印监测报告的打印装置，所述处理芯片与所述打印装置电连接。

另一方面，本发明提供一种直流环网在线监测方法，适用于上述任一种直流环网在线监测系统，所述方法包括：

对Ⅰ段母线的电压U1、Ⅱ段母线的电压U2、Ⅰ充电机回路的电流Ic1、Ⅱ充电机回路的电流Ic2、Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1以及Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2进行监测；

当所述母联开关处于分断状态，Ⅰ蓄电池回路由浮充转为均冲时，根据所述Ⅰ段母线的电压U1、Ⅱ段母线的电压U2、Ⅰ充电机回路的电流Ic1、Ⅱ充电机回路的电流Ic2、Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1和Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2的变化情况判断是否存在直流环网。

优选的，所述当所述母联开关处于分断状态，Ⅰ蓄电池回路由浮充转为均冲时，根据所述Ⅰ段母线的电压U1、Ⅱ段母线的电压U2、Ⅰ充电机回路的电流Ic1、Ⅱ充电机回路的电流Ic2、Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1和Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2的变化情况判断是否存在直流环网，包括：

若Ⅱ段母线的电压U2、Ⅱ充电机回路的电流Ic2和Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2三者的变化值均在允许误差范围内；和/或，若Ⅰ充电机回路的电流Ic1的增大量ΔIc1与Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1的增大量ΔIx1之间的差值在允许误差范围内，则第一直流系统和第二直流系统不存在环网。

优选的，所述当所述母联开关处于分断状态，Ⅰ蓄电池回路由浮充转为均冲时，根据所述Ⅰ段母线的电压U1、Ⅱ段母线的电压U2、Ⅰ充电机回路的电流Ic1、Ⅱ充电机回路的电流Ic2、Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1和Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2的变化情况判断是否存在直流环网，还包括：

若Ⅱ段母线的电压U2瞬间抬升至与Ⅰ段母线的电压U1一致，即ΔU1与ΔU2的差值在允许误差范围内；和/或，(ΔIc1-ΔIx1)与(ΔIx2-ΔIc2)的差值在允许误差范围内，则第一直流系统和第二直流系统存在环网。

优选的，所述当所述母联开关处于分断状态，Ⅰ蓄电池回路由浮充转为均冲时，根据所述Ⅰ段母线的电压U1、Ⅱ段母线的电压U2、Ⅰ充电机回路的电流Ic1、Ⅱ充电机回路的电流Ic2、Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1和Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2的变化情况判断是否存在直流环网，包括：

若Ⅱ段母线的电压U2、Ⅱ充电机回路的电流Ic2和Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2三者的变化值均在允许误差范围内并持续第一时间长度T1；或者，若Ⅰ充电机回路的电流Ic1的增大量ΔIc1与Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1的增大量ΔIx1之间的差值在允许误差范围内并持续第一时间长度T1；或者，若Ⅱ段母线的电压U2、Ⅱ充电机回路的电流Ic2和Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2三者的变化值均在允许误差范围内，且Ⅰ充电机回路的电流Ic1的增大量ΔIc1与Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1的增大量ΔIx1之间的差值在允许误差范围内，持续第二时间长度T2，则第一直流系统和第二直流系统不存在环网；其中，TI大于T2；

若Ⅱ段母线的电压U2瞬间抬升至与Ⅰ段母线的电压U1一致，即ΔU1与ΔU2的差值在允许误差范围内并持续第一时间长度T1；或者，(ΔIc1-ΔIx1)与(ΔIx2-ΔIc2)的差值在允许误差范围内并持续第一时间长度T1；或者，若Ⅱ段母线的电压U2瞬间抬升至与Ⅰ段母线的电压U1一致，即ΔU1与ΔU2的差值在允许误差范围内且(ΔIc1-ΔIx1)与(ΔIx2-ΔIc2)的差值在允许误差范围内，持续第二时间长度T2，则第一直流系统和第二直流系统存在环网。

本发明的有益效果在于：提供一种直流环网在线监测系统及方法，能快速有效地判断是否存在直流环网，提高判别效率和判别准确度，保证电网系统的稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的直流环网在线监测系统的电路原理图；

图2是本发明实施例提供的直流环网在线监测系统的结构框图；

图3是本发明实施例二提供的直流环网在线监测方法的流程图；

图4是本发明实施例三提供的直流环网在线监测方法的流程图。

图中：

101、Ⅰ段母线；102、Ⅰ充电机组；103、Ⅰ蓄电池组；

201、Ⅱ段母线、202、Ⅱ充电机组；203、Ⅱ蓄电池组；

301、第一电压互感器；302、第二电压互感器；303、第三电压互感器；304、第四电压互感器；305、第五电压互感器；306、第六电压互感器；

401、第一电流互感器；402、第二电流互感器；403、第三电流互感器；404、第四电流互感器；405、第五电流互感器；406、第六电流互感器；407、第七电流互感器；

501、Ⅰ充电开关；502、Ⅰ蓄电开关；503、Ⅱ充电开关；504、Ⅱ蓄电开关；505、母联开关；

6、处理芯片；7、报警装置；8、打印装置。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本实施例提供的直流环网在线监测系统可用于执行本发明的实施例提供的直流环网在线监测方法，具备相应的功能和有益效果。

参见图1～图2，一种直流环网在线监测系统，包括第一直流系统、第二直流系统、母联回路、电压采集系统和电流采集系统。

其中，所述第一直流系统包括Ⅰ段母线101、Ⅰ充电机回路和Ⅰ蓄电池回路，所述Ⅰ充电机回路和Ⅰ蓄电池回路并联接入所述Ⅰ段母线101中。所述第二直流系统包括Ⅱ段母线201、Ⅱ充电机回路和Ⅱ蓄电池回路，所述Ⅱ充电机回路和Ⅱ蓄电池回路并联接入所述Ⅱ段母线201中。所述母联回路通过一母联开关505连接所述Ⅰ段母线101与所述Ⅱ段母线201；所述母联开关505设有用于采集其开合状态的位置辅助接点。所述电压采集系统用于分别检测所述Ⅰ段母线101、Ⅰ充电机回路、Ⅰ蓄电池回路、Ⅱ段母线201、Ⅱ充电机回路和Ⅱ蓄电池回路六者的电压。所述电流采集系统用于分别检测Ⅰ充电机回路、Ⅰ蓄电池回路、Ⅰ充电机回路和Ⅰ蓄电池回路的干路、Ⅱ充电机回路、Ⅱ蓄电池回路、Ⅱ充电机回路和Ⅱ蓄电池回路的干路以及母联回路七者的电流。优选的，±KM1为Ⅰ段母线101，±KM2为Ⅱ段母线201。Ⅰ充电机回路设有Ⅰ充电机组102，Ⅰ蓄电池回路设有Ⅰ蓄电池组103，Ⅱ充电机回路设有Ⅱ充电机组202，Ⅱ蓄电池回路设有Ⅱ蓄电池组203。

具体地，所述电压采集系统包括并联接入所述Ⅰ段母线101中的第一电压互感器301、并联接入所述Ⅰ充电机回路中的第二电压互感器302、并联接入所述Ⅰ蓄电池回路中的第三电压互感器303、并联接入所述Ⅱ段母线201中的第四电压互感器304、并联接入所述Ⅱ充电机回路中的第五电压互感器305和并联接入所述Ⅱ蓄电池回路中的第六电压互感器306。

所述电流采集系统包括串联接入所述Ⅰ充电机回路的第一电流互感器401、串联接入所述Ⅰ蓄电池回路的第二电流互感器402、串联接入所述Ⅰ充电机回路和Ⅰ蓄电池回路的干路的第三电流互感器403、串联接入所述Ⅱ充电机回路的第四电流互感器404、串联接入所述Ⅱ蓄电池回路的第五电流互感器405、串联接入所述Ⅱ充电机回路和Ⅱ蓄电池回路的干路的第六电流互感器406以及串联接入所述母联回路的第七电流互感器407。

可以理解的是，电压采集系统和电流采集系统均为直流系统的二次设备，用于采集各点的电流流和电压值。

针对第一直流系统，Ⅰ段母线101用于汇总并向各馈线输送功率；Ⅰ蓄电池组103储备电量作为Ⅰ段母线101的备用电源，当Ⅰ充电机组102故障时，为Ⅰ段母线101提供一定容量的能量，保证直流负荷在一定时间内保持正常运行；Ⅰ充电机组102用于正常运行时实时为Ⅰ段母线101提供功率，同时对Ⅰ蓄电池组103进行浮充，充电完毕，为保持Ⅰ蓄电池组103时刻储满能量备用，对Ⅰ蓄电池组103进行均充。第二直流系统同理，此处不再赘述。

需要说明的是，所谓浮充，是蓄电池组的一种供(放)电工作方式，即将蓄电池组与充电机连接到负载电路上，充电机输出电压仅略高于蓄电池组的端电压，少量充电电流来补偿蓄电池组局部作用的损耗，以使其能经常保持在充电满足状态而不致过充电；所谓均充，即充电机每隔一段时间(一般为9天)自动抬高输出电压(如110V直流系统，均充时充电电压比浮充时提高5.2伏)，向蓄电池显著充电(充电电流明显增大)，保证蓄电池处于满容量状态。均充可设置固定时限自动进行，也可随时强制启动。

实施例二和实施例三提供的监测方法充分利用本实施例提供的监测系统的充电机可自动或强制均充、均充时输出电压抬高和输出电流明显增大的特点，进而对是否存在直流环网进行准确判断。

直流环网在线监测系统还包括处理芯片6、报警装置7和用于打印检测报告的打印装置8，所述处理芯片6分别与所述电压采集系统、电流采集系统、报警装置7和打印装置8电连接，用于对电压采集系统和电流采集系统的监测结果进行运算和判断，得出是否存在直流环网的结论，若存在直流环网，则控制打印装置8打印监测报告并向报警装置7发送报警指令。

优选的，报警装置7可以为警示灯、蜂鸣器或者智能手机等具备警示功能的设备，可以发出文字、闪光、声音以及振动等警示信息。

优选的，所述Ⅰ充电机回路设有Ⅰ充电开关501，Ⅰ蓄电池回路设有Ⅰ蓄电开关502，Ⅱ充电机回路设有Ⅱ充电开关503，Ⅱ蓄电池回路设有Ⅱ蓄电开关504。

正常运行时，Ⅰ充电机组102和Ⅰ蓄电池组103都与Ⅰ段母线101连通，Ⅱ充电机组202和Ⅱ蓄电池组203都与Ⅱ段母线201连通，母联开关505处于断开状态，其他开关均处于闭合状态，两套直流系统分列运行。个别情况下，当其中一组蓄电池需要退出运行时(比如检修或核容)，闭合母联开关505，此时两套系统并列运行，并将该电池组对应的蓄电开关断开，电池组与系统隔离，退出运行。同理，当其中一组充电机组需要退出运行时(比如检修或核容)，闭合母联开关505，此时两套系统并列运行，并将该充电机组对应的充电开关断开，充电机组与系统隔离，退出运行。

本实施例提供的直流环网在线监测系统，可以用于实施例二或者实施例三提供的直流环网在线监测方法中，可以快速有效地判断是否存在直流环网。

实施例二

本实施例提供一种直流环网在线监测方法，适用于电力监控领域中的应用场景，可以提高电网运行监控的效率，所述直流环网在线监测方法由一种直流环网在线监测系统来执行，通过软件和/或硬件实现。

参见图3，所述直流环网在线监测方法包括如下步骤：

S201：对Ⅰ段母线101的电压U1、Ⅱ段母线201的电压U2、Ⅰ充电机回路的电流Ic1、Ⅱ充电机回路的电流Ic2、Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1以及Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2进行监测。

S202：当所述母联开关505处于分断状态，Ⅰ蓄电池回路由浮充转为均冲时，根据所述Ⅰ段母线101的电压U1、Ⅱ段母线201的电压U2、Ⅰ充电机回路的电流Ic1、Ⅱ充电机回路的电流Ic2、Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1和Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2的变化情况判断是否存在直流环网。

一般情况下，站内两套直流系统分列运行(母联开关505断开，母联回路的电流Im为零)，两蓄电池组均处于浮充状态。每隔一段时间，充电机组(对蓄电池组自动由浮充转均充(均充可自动投入，也可强制投入)。以下以第一直流系统由浮充转均充为例进行说明，第二直流系统同理。当第一直流系统由浮充转均充时，Ⅰ充电机组102输出的电流增大，同时提高输出电压,Ⅰ段母线101的电压U1会随之抬升并与Ⅰ蓄电池组103产生压差，形成大电流对蓄电池组进行充电。此时：

S2021a：若Ⅱ段母线201的电压U2、Ⅱ充电机回路的电流Ic2和Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2三者的变化值均在允许误差范围内；和/或，若Ⅰ充电机回路的电流Ic1的增大量ΔIc1与Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1的增大量ΔIx1之间的差值在允许误差范围内，则第一直流系统和第二直流系统不存在环网。

可以理解的是，Ⅱ段母线201的电压U2、Ⅱ充电机回路的电流Ic2和Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2三者的变化值均在允许误差范围内，即U2、Ic2及Ix2基本保持不变，说明第二直流系统不受第一直流系统的而影响，所以不存在直流环网。

Ⅰ充电机回路的电流Ic1的增大量ΔIc1与Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1的增大量ΔIx1之间的差值在允许误差范围内，即ΔIc1≈ΔIx1，说明所有从Ⅰ充电机组102流出的电流均流经了Ⅰ蓄电池组103，所以不存在直流环网。

S2022a：若Ⅱ段母线201的电压U2瞬间抬升至与Ⅰ段母线101的电压U1一致，即ΔU1与ΔU2的差值在允许误差范围内；和/或，(ΔIc1-ΔIx1)与(ΔIx2-ΔIc2)的差值在允许误差范围内，则第一直流系统和第二直流系统存在环网。

可以理解的是，若Ⅱ段母线201的电压U2瞬间抬升至与Ⅰ段母线101的电压U1一致，即ΔU1≈ΔU2，说明Ⅱ段母线201与Ⅰ段母线101之间存在通路，而母联开关505处于分断状态，所以存在直流环网。

(ΔIc1-ΔIx1)与(ΔIx2-ΔIc2)的差值在允许误差范围内，即(ΔIc1-ΔIx1)≈(ΔIx2-ΔIc2)。Ⅰ充电机组102的电流增大量接近一半的量通过环网处向Ⅱ段母线201反送电，抬升Ⅱ段母线201电压的同时向Ⅱ蓄电池组203均充，相当于Ⅰ充电机组102同时对两组蓄电池组进行均充。所以Ⅱ蓄电池组203的电流增大，同时Ⅱ充电机组202输出的电流减少，根据基尔霍夫电流定律，此时ΔIc1-ΔIx1＝ΔIx2-ΔIc2(其中ΔIc2为负值)，考虑母线电压少量提升对负荷电流影响不大，可设置允许误差范围用于判断，即(ΔIc1-ΔIx1)≈(ΔIx2-ΔIc2)时，则认为存在直流环网。

综上，母联开关505处于分断状态时，Ⅰ蓄电池组103由浮充转均充，存在电压和电流两个可用于判断两套系统之间是否存在环网的判定依据，任何一个条件满足均可判断存在环网。

为防止直流系统中电压互感器或电流互感器故障导致无法正确采集而导致装置误判，最终误报环网或拒报环网的事情发生，本实施例结合电压和电流这两个条件的同时，再增加持续时间判定依据，进行综合判断。即当电流和电压仅有一个条件满足时，必须经过较长的第一时间长度T1才可出口报警，当电流和电压两个条件同时满足时，经较短的第二时间长度T2即可出口报警。

实现最优策略。具体如下：

S2021b：若Ⅱ段母线201的电压U2、Ⅱ充电机回路的电流Ic2和Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2三者的变化值均在允许误差范围内并持续第一时间长度T1；或者，若Ⅰ充电机回路的电流Ic1的增大量ΔIc1与Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1的增大量ΔIx1之间的差值在允许误差范围内并持续第一时间长度T1；或者，若Ⅱ段母线201的电压U2、Ⅱ充电机回路的电流Ic2和Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2三者的变化值均在允许误差范围内，且Ⅰ充电机回路的电流Ic1的增大量ΔIc1与Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1的增大量ΔIx1之间的差值在允许误差范围内，持续第二时间长度T2，则第一直流系统和第二直流系统不存在环网；其中，TI大于T2；

S2022b：若Ⅱ段母线201的电压U2瞬间抬升至与Ⅰ段母线101的电压U1一致，即ΔU1与ΔU2的差值在允许误差范围内并持续第一时间长度T1；或者，(ΔIc1-ΔIx1)与(ΔIx2-ΔIc2)的差值在允许误差范围内并持续第一时间长度T1；或者，若Ⅱ段母线201的电压U2瞬间抬升至与Ⅰ段母线101的电压U1一致，即ΔU1与ΔU2的差值在允许误差范围内且(ΔIc1-ΔIx1)与(ΔIx2-ΔIc2)的差值在允许误差范围内，持续第二时间长度T2，则第一直流系统和第二直流系统存在环网。

需要说明的是，在上述各步骤中，在不同的场合应当设置不同的允许误差范围，进一步地，允许误差范围越小，越容易漏报，允许误差范围越大，越容易误报，不同步骤中的允许误差范围可以人为进行整定。

于本实施例中，当发现第一直流系统和第二直流系统存在环网时，可以发送警告信息和打印监测报告以告知电力人员，提醒电力人员及时纠正误操作和消除环网联通处，避免全站直流失压重大事故事件。

本实施例提供的直流环网在线监测方法，可以用于电力监控技术领域中的直流环网监控情形，通过各回路的电压和电流变化情况对是否存在直流环网进行快速判断，可以有效提高统计效率，节省人力，提高正确率和避免出错。

实施例三

本实施例提供一种直流环网在线监测方法，适用于电力监控领域中的应用场景，可以提高电网运行监控的效率，所述直流环网在线监测方法由一种直流环网在线监测系统来执行，通过软件和/或硬件实现。

参见图4，所述直流环网在线监测方法包括如下步骤：

S301：对Ⅰ充电机回路的电流Ic1、Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1和母联开关505的位置辅助接点Fm进行监测。

S302：当Ⅰ蓄电池回路处于浮充状态，所述母联开关505的位置状态发生变化时，根据所述母联回路的电流Im、Ⅰ充电机回路的电流Ic1和Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1的变化情况判断是否存在直流环网。

本实施例中，S302包括：

S3021a：当所述母联开关505由分断状态切换至闭合状态时，若母联回路的电流Im的变化值在允许误差范围内；和/或，当所述母联开关505由闭合状态切换至分断状态时，Ⅰ充电机回路的电流Ic1和Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1的差值在允许误差范围内，则第一直流系统和第二直流系统不存在环网。

S3022a：当所述母联开关505由分断状态切换至闭合状态时，若母联回路的电流Im的变化值超出允许误差范围；和/或，当所述母联开关505由闭合状态切换至分断状态时，Ⅰ充电机回路的电流Ic1和Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1的差值超出允许误差范围，则第一直流系统和第二直流系统存在环网。

一般地，当站内其中一组蓄电池组或充电机组检修或调试需要退出运行时，需要按顺序操作各开关。以下以Ⅱ蓄电池组203和Ⅱ充电机组202退出运行为例进行说明(Ⅰ蓄电池组103和Ⅰ充电机组102退出同理，不再赘述)：

①先闭合母联开关505：闭合母联开关505后，两套直流系统由分列运行转为并列运行。一般地，若不存在直流环网，由于Ⅰ段母线101和Ⅱ段母线201的电压相仿，所以此时母联回路的电流应该约为零；考虑实际线损等因素，可以增设允许误差范围，即当母联回路的电流变化值在允许误差范围内时，则可以判定不存在直流环网。假如Ⅰ段母线101和第二直流系统之间存在一处及以上的联通点(即环网运行)，则由于母联开关505相对于馈线环网的阻抗很低，母联开关505由分断到闭合时，分列时联通处的环流量大部分由合上的母联开关505进行分流，此时负荷电流将产生突变，即母联回路的电流Im会大于允许误差范围。

②断开Ⅱ充电机组202对应的Ⅱ充电开关503和与Ⅱ蓄电池组203对应的Ⅱ蓄电开关504，此时Ⅰ充电机组102和Ⅰ蓄电池组103同时对Ⅰ段母线101和Ⅱ段母线201供电；

③对Ⅱ蓄电池组203和Ⅱ充电机组202进行检修或调试；

④检修或调试完毕，闭合Ⅱ充电开关503和Ⅱ蓄电开关504，两套直流系统恢复并列运行；

⑤断开母联开关505，将第一直流系统和第二直流系统恢复至分列运行。在断开母联开关505之前，Ⅱ蓄电池组203和Ⅱ充电机组202已经计入第二直流系统，Ⅰ段母线101和Ⅱ段母线201的电压再次相仿，母联开关505由闭合切换为分断之后，负荷电流应不发生突变，即Δ(Ic1-Ix1)约等于零，优选的，可以设置相应的允许误差范围，当Δ(Ic1-Ix1)处于允许误差范围内时，可以认为不存在直流环网。若存在直流环网，母联开关505由闭合到分断时，两套直流系统的不平衡电流全部由联通处承担，此时负荷电流产生突变，即Δ(Ic1-Ix1)会大于允许误差范围。

综上，母联开关505位置发生变化时，存在两个可用于判断两套系统之间是否存在环网的判定依据，任何一个条件满足均可判断存在环网。

为防止直流系统中电流互感器故障导致无法正确采集而导致装置误判，最终误报环网或拒报环网的事情发生，本实施例结合两个条件的同时，再增加持续时间判定依据，进行综合判断。即当仅有一个条件满足时，必须经过较长的第三时间长度T3才可出口报警，当两个条件同时满足时，经较短的第四时间长度T4即出口报警。实现最优策略。具体如下：

S302还可以包括：

S3021b：当所述母联开关505由分断状态切换至闭合状态时，母联回路的电流Im的变化值在允许误差范围内并持续第三时间长度T3；或者，

当所述母联开关505由闭合状态切换至分断状态时，Ⅰ充电机回路的电流Ic1和Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1的差值在允许误差范围内并持续第三时间长度T3；或者，

当所述母联开关505由分断状态切换至闭合状态时，母联回路的电流Im的变化值在允许误差范围内，且当所述母联开关505由闭合状态切换至分断状态时，Ⅰ充电机回路的电流Ic1和Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1的差值在允许误差范围内，持续第四时间长度T4，则第一直流系统和第二直流系统不存在环网；其中，T3＞T4；

S3022b：当所述母联开关505由分断状态切换至闭合状态时，母联回路的电流Im的变化值超出允许误差范围并持续第三时间长度T3；或者，

当所述母联开关505由闭合状态切换至分断状态时，Ⅰ充电机回路的电流Ic1和Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1的差值超出允许误差范围并持续第三时间长度T3；或者，

当所述母联开关505由分断状态切换至闭合状态时，母联回路的电流Im的变化值超出允许误差范围，且当所述母联开关505由闭合状态切换至分断状态时，Ⅰ充电机回路的电流Ic1和Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1的差值超出允许误差范围，持续第四时间长度T4，则第一直流系统和第二直流系统存在环网。

需要说明的是，在上述各步骤中，在不同的场合应当设置不同的允许误差范围，进一步地，允许误差范围越小，越容易漏报，允许误差范围越大，越容易误报，不同步骤中的允许误差范围可以人为进行整定。

于本实施例中，当发现第一直流系统和第二直流系统存在环网时，可以发送警告信息和打印监测报告以告知电力人员，提醒电力人员及时纠正误操作和消除环网联通处，避免全站直流失压重大事故事件。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统，单元，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的所有实施例仅仅是示意性的，例如，上述单元或者模块等的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元、模块以及组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个计算机可读存储介质中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，笔记本，或者其他电子设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种直流环网在线监测系统，其特征在于，包括：

第一直流系统，所述第一直流系统包括Ⅰ段母线、Ⅰ充电机回路和Ⅰ蓄电池回路，所述Ⅰ充电机回路和Ⅰ蓄电池回路并联接入所述Ⅰ段母线中；

第二直流系统，所述第二直流系统包括Ⅱ段母线、Ⅱ充电机回路和Ⅱ蓄电池回路，所述Ⅱ充电机回路和Ⅱ蓄电池回路并联接入所述Ⅱ段母线中；

母联回路，所述母联回路通过一母联开关连接所述Ⅰ段母线与所述Ⅱ段母线；所述母联开关设有用于采集其开合状态的位置辅助接点；

电压采集系统，所述电压采集系统用于分别检测所述Ⅰ段母线和Ⅱ段母线二者的电压；

电流采集系统，所述电流采集系统用于分别检测Ⅰ充电机回路、Ⅱ充电机回路、Ⅰ蓄电池回路、Ⅱ蓄电池回路四者的电流。

2.根据权利要求1所述的直流环网在线监测系统，其特征在于，所述电压采集系统包括并联接入所述Ⅰ段母线中的第一电压互感器和并联接入所述Ⅱ段母线中的第四电压互感器。

3.根据权利要求1所述的直流环网在线监测系统，其特征在于，所述电流采集系统包括串联接入所述Ⅰ充电机回路的第一电流互感器、串联接入所述Ⅰ蓄电池回路的第二电流互感器、串联接入所述Ⅰ充电机回路和Ⅰ蓄电池回路的干路的第三电流互感器、串联接入所述Ⅱ充电机回路的第四电流互感器、串联接入所述Ⅱ蓄电池回路的第五电流互感器以及串联接入所述Ⅱ充电机回路和Ⅱ蓄电池回路的干路的第六电流互感器串联。

4.根据权利要求1所述的直流环网在线监测系统，其特征在于，还包括处理芯片和报警装置，所述处理芯片分别与所述电流采集系统和报警装置电连接。

5.根据权利要求4所述的直流环网在线监测系统，其特征在于，还包括用于打印监测报告的打印装置，所述处理芯片与所述打印装置电连接。

6.一种直流环网在线监测方法，适用于权利要求1～5任一项所述的直流环网在线监测系统，其特征在于，所述方法包括：

对Ⅰ段母线的电压U1、Ⅱ段母线的电压U2、Ⅰ充电机回路的电流Ic1、Ⅱ充电机回路的电流Ic2、Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1以及Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2进行监测；

当所述母联开关处于分断状态，Ⅰ蓄电池回路由浮充转为均冲时，根据所述Ⅰ段母线的电压U1、Ⅱ段母线的电压U2、Ⅰ充电机回路的电流Ic1、Ⅱ充电机回路的电流Ic2、Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1和Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2的变化情况判断是否存在直流环网。

7.根据权利要求6所述的直流环网在线监测方法，其特征在于，所述当所述母联开关处于分断状态，Ⅰ蓄电池回路由浮充转为均冲时，根据所述Ⅰ段母线的电压U1、Ⅱ段母线的电压U2、Ⅰ充电机回路的电流Ic1、Ⅱ充电机回路的电流Ic2、Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1和Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2的变化情况判断是否存在直流环网，包括：

若Ⅱ段母线的电压U2、Ⅱ充电机回路的电流Ic2和Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2三者的变化值均在允许误差范围内；和/或，若Ⅰ充电机回路的电流Ic1的增大量ΔIc1与Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1的增大量ΔIx1之间的差值在允许误差范围内，则第一直流系统和第二直流系统不存在环网。

8.根据权利要求7所述的直流环网在线监测方法，其特征在于，所述当所述母联开关处于分断状态，Ⅰ蓄电池回路由浮充转为均冲时，根据所述Ⅰ段母线的电压U1、Ⅱ段母线的电压U2、Ⅰ充电机回路的电流Ic1、Ⅱ充电机回路的电流Ic2、Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1和Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2的变化情况判断是否存在直流环网，还包括：

若Ⅱ段母线的电压U2瞬间抬升至与Ⅰ段母线的电压U1一致，即ΔU1与ΔU2的差值在允许误差范围内；和/或，(ΔIc1-ΔIx1)与(ΔIx2-ΔIc2)的差值在允许误差范围内，则第一直流系统和第二直流系统存在环网。

9.根据权利要求8所述的直流环网在线监测方法，其特征在于，所述当所述母联开关处于分断状态，Ⅰ蓄电池回路由浮充转为均冲时，根据所述Ⅰ段母线的电压U1、Ⅱ段母线的电压U2、Ⅰ充电机回路的电流Ic1、Ⅱ充电机回路的电流Ic2、Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1和Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2的变化情况判断是否存在直流环网，包括：

若Ⅱ段母线的电压U2、Ⅱ充电机回路的电流Ic2和Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2三者的变化值均在允许误差范围内并持续第一时间长度T1；或者，若Ⅰ充电机回路的电流Ic1的增大量ΔIc1与Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1的增大量ΔIx1之间的差值在允许误差范围内并持续第一时间长度T1；或者，若Ⅱ段母线的电压U2、Ⅱ充电机回路的电流Ic2和Ⅱ蓄电池回路的电流Ix2三者的变化值均在允许误差范围内，且Ⅰ充电机回路的电流Ic1的增大量ΔIc1与Ⅰ蓄电池回路的电流Ix1的增大量ΔIx1之间的差值在允许误差范围内，持续第二时间长度T2，则第一直流系统和第二直流系统不存在环网；其中，TI大于T2；

若Ⅱ段母线的电压U2瞬间抬升至与Ⅰ段母线的电压U1一致，即ΔU1与ΔU2的差值在允许误差范围内并持续第一时间长度T1；或者，(ΔIc1-ΔIx1)与(ΔIx2-ΔIc2)的差值在允许误差范围内并持续第一时间长度T1；或者，若Ⅱ段母线的电压U2瞬间抬升至与Ⅰ段母线的电压U1一致，即ΔU1与ΔU2的差值在允许误差范围内且(ΔIc1-ΔIx1)与(ΔIx2-ΔIc2)的差值在允许误差范围内，持续第二时间长度T2，则第一直流系统和第二直流系统存在环网。