CN203909135U - 变电站直流系统中交流窜入分量监测装置 - Google Patents

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张涛
邢祥峰
刘杰
岳增伟
付孝忠
季素云
徐学来
许克
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Shandong Zhiyang Electric Co ltd
State Grid Corp of China SGCC
Zibo Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
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SHANDONG ZHIYANG ELECTRIC CO Ltd
State Grid Corp of China SGCC
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Abstract

本实用新型涉及电力测量仪器仪表技术领域，具体涉及一种变电站直流系统中交流窜入分量监测装置，直流正母线通过隔直电容连接至变压器一次线圈一端，变压器一次线圈另一端通过限流电阻接地，变压器二次线圈两端接入采样电阻，采样电阻通过滤波电路连接模数转换器模拟信号输入端，直流负母线接线方式与直流正母线接线方式相同，分别通过另一组隔直电容、变压器、限流电阻、采样电阻和滤波电路连接至模数转换器，直流信号处理装置连接显示器。本实用新型能够对直流系统中的交流分量进行采集与分析，实现交流信号窜入直流系统故障的检测与报警功能，不会发生误报，漏报，并可以对故障波形进行实时记录，便于及时查看。

Description

变电站直流系统中交流窜入分量监测装置
技术领域
本实用新型涉及电力测量仪器仪表技术领域，具体涉及一种变电站直流系统中交流窜入分量监测装置。
背景技术
在供电企业变电站内，直流电源供电设备多，供电线缆长，在实际运行中经常出现直流接地等故障，它的存在对继电保护装置的误动和拒动有较大影响，而有一种特殊的接地故障破坏性更大，这就是交流窜入直流系统，除了有金属性直流接地具有的所有危害之外，还对继电保护装置、自动装置及直流系统接入的设备有很大的破坏作用。
目前变电站现场对“交流窜入直流故障”缺乏有效的监控手段和故障告警措施，对交流窜入直流引发的故障处理仅仅局限于人工排查单一手段。
新的《国家电网公司十八项反事故措施》要求：“在运行和检修中应加强对直流系统的管理，严格执行有关规程、规定及反措，防止直流系统故障，特别要防止交流电压、电流串入直流回路，造成电网事故。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。原有的直流系统绝缘监测装置，应逐步进行改造，使其具备交流窜直流故障的测记和报警功能。”可见，交流窜入直流故障的测记及告警也是现场运维、检修迫切需要解决的问题。
实用新型内容
为解决上述技术问题中的不足，本实用新型的目的在于：提供一种变电站直流系统中交流窜入分量监测装置，能够对直流系统中的交流分量进行采集与分析，实现交流信号窜入直流系统故障的检测与报警功能。
本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案为：
所述变电站直流系统中交流窜入分量监测装置，直流正母线通过隔直电容连接至变压器一次线圈一端，变压器一次线圈另一端通过限流电阻接地，变压器二次线圈两端接入采样电阻，采样电阻通过滤波电路连接模数转换器模拟信号输入端，直流负母线接线方式与直流正母线接线方式相同，分别通过另一组隔直电容、变压器、限流电阻、采样电阻和滤波电路连接至模数转换器另外一组模拟信号输入端，模数转换器数字信号输出端连接直流信号处理装置，直流信号处理装置连接显示器。
本实用新型直流正母线发生交流窜入时，交流电流经过隔直电容，变压器一次线圈和限流电阻形成通路，变压器二次线圈产生感应电流，感应电流随之作用在采样电阻上，采样电阻两端的交流电压即为感应的正极交流电压，该交流电压通过滤波电路进入模数转换器相关模拟信号输入管脚，模数转换器将采集到的模拟信号转换为数字信号传输给直流信号处理装置，直流信号处理装置进行处理后通过显示器进行显示。同理，当直流负母线发生交流窜入时，会经过另一组隔直电容、变压器、限流电阻、采样电阻和滤波电路将直流母线负极产生杆交流感应电压传输至模数转换器，并经过模数转换器转换为数字信号之后传输至直流信号处理装置进行处理，并通过显示器进行显示。
其中，优选方案为：
直流信号处理装置包括两块DSP芯片，分别为DSP1和DSP2，DSP2信号输入端与模数转换器数字信号输出端相连，DSP2通过RAM与DSP1信号输入端连接，DSP1信号输入端同时连接GPS时钟信号，DSP1信号输出端与FLASH存储器相连；模数转换器采用ADS8361；所述DSP芯片采用TMS320F28335芯片；所述RAM采用双口RAMCY7C028V；所述FLASH存储器采用SST39VF1601；所述显示器采用液晶触摸显示屏。
直流正、负母线上窜入交流电压分量通过模数转换器输入到DSP2，并通过RAM将数据传输至DSP1，同时DSP2对采集到的直流正、负极母线交流电压数据进行分析处理，通过显示器实时显示直流正、负母线对地电压数据和波形，数据处理过程中如果监测到电压数据超出预先设置的标准范围，启动报警装置进行报警，提示故障排查，DSP1信号输入端接入GPS时钟信号，实现DSP1和DSP2之间的PAM通信连接，同时，FLASH存储器存储DSP1采集到的数据，使用者可以通过液晶触摸显示屏随时调用历史数据，历史故障波形进行查看，帮助使用者快速锁定故障原因。
本实用新型采用的DSP芯片、RAM、FLASH存储器和模数转换器均是常用型号，可供查阅参考资料齐全，设计软件编程的部分均是本领域技术人员公知常识，无须付出创造性劳动，应用普遍。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型能够对直流系统中的交流分量进行采集与分析，实现交流信号窜入直流系统故障的检测与报警功能，不会发生误报，漏报，并可以对故障波形进行实时记录，通过其自带显示器可以查看各项采集数据，查看直流正、负母线对地电压的实时波形，进行历史故障波形的查看，也可以通过液晶触摸显示屏对DSP芯片进行参数设置。
附图说明
图1本实用新型结构示意图。
图2变压器和模数转换器连接电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施例做进一步描述：
如图1-2所示，本实用新型所述变电站直流系统中交流窜入分量监测装置，直流正母线通过隔直电容连接至变压器一次线圈一端，变压器一次线圈另一端通过限流电阻接地，变压器二次线圈两端接入采样电阻，采样电阻通过滤波电路连接模数转换器模拟信号输入端，直流负母线接线方式与直流正母线接线方式相同，分别通过另一组隔直电容、变压器、限流电阻、采样电阻和滤波电路连接至模数转换器另外一组模拟信号输入端，模数转换器数字信号输出端连接直流信号处理装置，直流信号处理装置连接显示器。
其中，直流信号处理装置包括两块DSP芯片，分别为DSP1和DSP2，DSP2信号输入端与模数转换器数字信号输出端相连，DSP2通过RAM与DSP1信号输入端连接，DSP1信号输入端同时连接GPS时钟信号，DSP1信号输出端与FLASH存储器相连；模数转换器采用ADS8361；所述DSP芯片采用TMS320F28335芯片；所述RAM采用双口RAMCY7C028V；所述FLASH存储器采用SST39VF1601；所述显示器采用液晶触摸显示屏。
本实用新型直流正母线发生交流窜入时，交流电流经过隔直电容C1，变压器PT1一次线圈和限流电阻R1形成通路，变压器PT1二次线圈产生感应电流，感应电流随之作用在采样电阻R3上，采样电阻R3两端的交流电压即为感应的正极交流电压，该交流电压通过滤波电路进入模数转换器相关模拟信号输入管脚，模数转换器将采集到的模拟信号转换为数字信号传输给直流信号处理装置，直流信号处理装置进行处理后通过显示器进行显示。同理，当直流负母线发生交流窜入时，会经过另一组隔直电容C2、变压器PT2、限流电阻R2、采样电阻R4和滤波电路将直流母线负极产生杆交流感应电压传输至模数转换器，并经过模数转换器转换为数字信号之后传输至直流信号处理装置进行处理，并通过显示器进行显示。
直流正、负母线上窜入交流电压分量通过模数转换器输入到DSP2，并通过RAM将数据传输至DSP1，同时DSP2对采集到的直流正、负极母线交流电压数据进行分析处理，通过显示器实时显示直流正、负母线对地电压数据和波形，数据处理过程中如果监测到电压数据超出预先设置的标准范围，启动报警装置进行报警，提示故障排查，不会发生漏报、误报，DSP1信号输入端接入GPS时钟信号，实现DSP1和DSP2之间的PAM通信连接，同时，FLASH存储器存储DSP1采集到的数据，使用者可以通过液晶触摸显示屏随时调用历史数据，历史故障波形进行查看，帮助使用者快速锁定故障原因。
本实用新型采用的DSP芯片、RAM、FLASH存储器和模数转换器均是常用型号，可供查阅参考资料齐全，设计软件编程的部分均是本领域技术人员公知常识，无须付出创造性劳动，应用普遍。

Claims (8)

1.一种变电站直流系统中交流窜入分量监测装置，其特征在于，直流正母线通过隔直电容连接至变压器一次线圈一端，变压器一次线圈另一端通过限流电阻接地，变压器二次线圈两端接入采样电阻，采样电阻通过滤波电路连接模数转换器模拟信号输入端，直流负母线接线方式与直流正母线接线方式相同，分别通过另一组隔直电容、变压器、限流电阻、采样电阻和滤波电路连接至模数转换器另外一组模拟信号输入端，模数转换器数字信号输出端连接直流信号处理装置，直流信号处理装置连接显示器。
2.根据权利要求1所述的变电站直流系统中交流窜入分量监测装置，其特征在于，所述直流信号处理装置包括两块DSP芯片，分别为DSP1和DSP2，DSP2信号输入端与模数转换器数字信号输出端相连，DSP2通过RAM与DSP1信号输入端连接，DSP1信号输入端同时连接GPS时钟信号，DSP1信号输出端与FLASH存储器相连。
3.根据权利要求1或2所述的变电站直流系统中交流窜入分量监测装置，其特征在于，所述模数转换器采用ADS8361。
4.根据权利要求1或2所述的变电站直流系统中交流窜入分量监测装置，其特征在于，所述直流信号处理装置连接报警装置。
5.根据权利要求2所述的变电站直流系统中交流窜入分量监测装置，其特征在于，所述DSP芯片采用TMS320F28335芯片。
6.根据权利要求2所述的变电站直流系统中交流窜入分量监测装置，其特征在于，所述RAM采用双口RAMCY7C028V。
7.根据权利要求2所述的变电站直流系统中交流窜入分量监测装置，其特征在于，所述FLASH存储器采用SST39VF1601。
8.根据权利要求1或2所述的变电站直流系统中交流窜入分量监测装置，其特征在于，所述显示器采用液晶触摸显示屏。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN105652061A (zh) * 2014-11-14 2016-06-08 武陟县电业总公司 一种高压输电线路过电信号取样装置
CN106249102A (zh) * 2016-07-22 2016-12-21 安徽亚辉电气自动化有限公司 一种用于中压配电网的小电流接地选线装置
CN108051680A (zh) * 2017-12-15 2018-05-18 佛山市校友桥网络科技有限公司 直流系统交流窜电测记告警模块

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