CN206211665U - 一种直流系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种直流系统，对直流系统中母线联络隔离开关5ZK、第一充电机投直流母线侧隔离开关1ZK、第二充电机投直流母线侧隔离开关2ZK、第一蓄电池隔离开关3ZK、第二蓄电池隔离开关4ZK，根据其电压差、电流、位置信号结合开关位置辅助触点判断法或隔离开关回路电流判断法或隔离开关两侧压差判断法或组合分析判断方法，确定其开合操作正确且到位，投退逻辑符合相关操作流程，并可发现潜在故障隐患。解决了目前直流系统中隔离开关状态无法有效监视、直流系统运行方式无法有效识别、非正常运行状态无法给出告警带来的严重安全隐患及安全可靠性低的技术问题。

Description

一种直流系统

技术领域

本实用新型涉及电力技术领域，尤其涉及一种直流系统。

背景技术

目前电力系统的发电厂、变电站及通信机房所采用直流电源系统主要由监控装置、充电机(含充电机微机控制装置)、蓄电池组、直流母线及其馈线单元的等部分组成，为站内继电保护、控制回路、监控设备、及通信设备等提供可靠的工作电源，对电力基础设施安全稳定运行，起着非常重要的作用。根据电力系统对直流电源系统的相关规程，为核实蓄电池组的容量，对投入运行6年以内的蓄电池组，应2年进行1次核对性放电试验，对投入运行6年以上的蓄电池组，则应1年进行1次核对性放电试验，以确定蓄电池是否满足继续运行的要求。蓄电池组核对性放电试验前需要进行繁杂的操作，并将蓄电池组与负荷完全脱离，同时必须保证操作过程中负荷不失压，因此，需要按照正确的操作流程投退有关隔离开关，且核容结束后还必须恢复原样。

由图1可以看出，正常运行时，直流#1充电机经1ZK隔离开关投于直流I段母线运行，即1ZK投于3ZK上方，3ZK位于合位，即#1蓄电池组经3ZK接入直流I段母线运行；正常运行时，直流#2充电机经2ZK隔离开关投于直流II段母线运行，即2ZK投于4ZK上方，4ZK位于合位，即#2蓄电池组经4ZK接入直流II段母线运行；正常运行时，直流I段母线与直流II段母线独立运行，5ZK位于断位，如需两段母线并列运行，则5ZK位于合位。

由图2可以看出，正常运行时1ZK及2ZK隔离开关投于直流母线位置、3ZK及4ZK隔离开关位于投入运行，此时严禁断开3ZK及4ZK隔离开关、1ZK及2ZK隔离开关必须投于直流母线位置。如果3ZK及4ZK隔离开关不在投入位置，则蓄电池脱离直流母线，若此时电力系统出现事故需要保护动作时，会因蓄电池未接入直流母线，出现保护拒动及越级跳闸事故。如果1ZK及2ZK隔离开关投于直流母线位置闭合不到位，蓄电池将作为供电电源输出，蓄电池会出现过放现象，不但影响蓄电池的使用寿命，也可能因电压过低或容量不足，而出现保护拒动及越级跳闸事故。因此，必须对1ZK、2ZK、3ZK及4ZK隔离开关的位置进行有效监视，并确认直流系统运行状态满足运行要求，否则发出告警信号。

上述隔离开关是长期处于运行状态的设备，其操作把手或隔离开关本身长期处于单一工作状态，容易导致其部分性能下降，致使隔离开关的断开和闭合不到位，使下一次操作无法满足预期，即隔离开关的闭合或断开出现不到位的情况；由于操作人员疏忽，没有及时发现前述不到位现象，这可能导致违反操作流程现象发生，从而导致事故隐患存在，如：误分3ZK及4ZK隔离开关，导致蓄电池脱离直流母线；由于验收人员疏忽，可能没发现隔离开关没有操作到正确位置，并导致事故隐患。以上的几种情况都会引发蓄电池组过放或者使直流母线失压，使站内其他保护设备无法正常工作，甚至出现保护拒动及越级跳闸事故，从而造成重大的安全事故。因此，必须对1ZK、2ZK、3ZK、及4ZK隔离开关的位置进行有效监视，并确认直流系统运行状态满足运行要求，否则发出告警信号。

在正常运行方式基础上，#1充电机及#1蓄电池需要脱离直流系统进行检修或调试(如图3所示)，则需先将5ZK隔离开关投至闭合状态，然后1ZK隔离开关切换至脱离直流母线位置，再将3ZK隔离开关切换至断开状态。此时，严禁在5ZK处于断开状态或严禁在5ZK处于断开状态前将3ZK投至断开状态，即5ZK处于断开状态时3ZK必须闭合完好，否则可能会出现保护拒动及越级跳闸事故。因此，必须对1ZK、2ZK、3ZK、4ZK及5ZK隔离开关的位置进行有效监视，并确认直流系统运行状态满足运行要求，否则发出告警信号。

2016年6月18日，国网陕西省电力公司的330千伏南郊变电站和110千伏韦曲变电站(共址建设)发生变压器烧损，并导致南郊部分区域停电。

根据国家能源局公布的事故调查报告，事故直接造成1台330千伏变压器、2台110千伏变压器烧损，部分110千伏、35千伏电气设备损坏报废，直接经济损失378.2万元人民币。事故造成330千伏南郊变全停，周边8座110千伏变电站失压。共计损失负荷24.3万千瓦，占西安地区总负荷的7.34％，占陕西电网总负荷的1.48％；停电用户8.65万户，占西安地区总用户数的4.32％。

主要原因是：35千伏韦里Ⅲ电缆中间头爆炸，导致站内所用交流电源中断，因蓄电池未能提供直流电源，造成保护及控制回路失去直流电源而不能动作，故障越级，330千伏和110千伏变压器持续承受短路电流，超过变压器热稳极限，导致变压器着火烧损。因工作疏漏，两组新蓄电池至直流两段母线之间串接的隔离开关刀闸违规断开，蓄电池未与直流母线导通，不符合倒负荷操作的规范，且长期未发现此故障隐患是造成事故扩大的主要原因。

现阶段，无有效措施可以判断隔离开关是否断开或闭合完好，主要是依赖操作人员人工识别来完成各项操作和判断，存在严重的安全隐患，安全可靠性低的技术问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供的一种直流系统运行方式及隔离开关状态监视的方法，解决了目前直流系统中隔离开关状态无法有效监视、直流系统运行方式无法有效识别、非正常运行状态无法给出告警带来的严重安全隐患及安全可靠性低的技术问题。

本实用新型实施例提供的一种直流系统，包括：

一段母线和二段母线；

所述一段母线通过第一充电机回路与第一充电机连接，所述一段母线通过第一蓄电池回路与第一蓄电池连接；

所述二段母线通过第二充电机回路与第二充电机连接，所述二段母线通过第二蓄电池回路与第二蓄电池连接；

所述一段母线和所述二段母线之间通过母线联络隔离开关5ZK连接；

所述第一充电机回路设置有第一充电机投直流母线侧隔离开关1ZK；

所述第一蓄电池回路设置有第一蓄电池隔离开关3ZK；

所述第二充电机回路设置有第二充电机投直流母线侧隔离开关2ZK；

所述第二蓄电池回路设置有第二蓄电池隔离开关4ZK。

可选地，直流系统配置直流系统监控装置1套；

直流系统配置直流系统运行状态监视装置1套；

第一充电机配置充电机微机控制装置1套；

第二充电机配置充电机微机控制装置1套。

可选地，所述直流系统监控装置经通信接口1与第一充电机微机控制装置连接、经通信接口2与第二充电机微机控制装置连接、经通信接口3与直流系统运行状态监视装置连接。

可选地，所述第一充电机投直流母线侧隔离开关1ZK有主回路触点2个，并配置有所述第一充电机投直流母线侧隔离开关1ZK的位置辅助触点分位与合位各一个，并接入直流系统运行状态监视装置；

所述第二充电机投直流母线侧隔离开关2ZK有主回路触点2个，并配置有所述第二充电机投直流母线侧隔离开关2ZK的位置辅助触点分位与合位各一个，并接入直流系统运行状态监视装置；

所述第一蓄电池隔离开关3ZK有主回路触点2个，并配置有所述第一蓄电池隔离开关3ZK的位置辅助触点分位与合位各一个，并接入直流系统运行状态监视装置；

所述第二蓄电池隔离开关4ZK有主回路触点2个，并配置有所述第二蓄电池隔离开关4ZK的位置辅助触点分位与合位各一个，并接入直流系统运行状态监视装置；

所述母线联络隔离开关5ZK有主回路触点2个，并配置有所述母线联络隔离开关5ZK的位置辅助触点分位与合位各一个，并接入直流系统运行状态监视装置。

从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：

本实用新型实施例提供的一种直流系统，直流系统包括：一段母线和二段母线；一段母线通过第一充电机回路与第一充电机连接，一段母线通过第一蓄电池回路与第一蓄电池连接；二段母线通过第二充电机回路与第二充电机连接，二段母线通过第二蓄电池回路与第二蓄电池连接；一段母线和二段母线之间通过母线联络隔离开关5ZK连接；第一充电机回路设置有第一充电机投直流母线侧隔离开关1ZK；第一蓄电池回路设置有第一蓄电池隔离开关3ZK；第二充电机回路设置有第二充电机投直流母线侧隔离开关2ZK；第二蓄电池回路设置有第二蓄电池隔离开关4ZK；直流系统设有直流系统监控装置，第一充电机微机控制装置，第二充电机微机控制装置，直流系统运行状态监视装置连接；直流系统中的直流系统监控装置经通信接口1与第一充电机微机控制装置连接、经通信接口2与第二充电机微机控制装置连接、经通信接口3与直流系统运行状态监视装置连接。通过本实用新型方法监视不同运行方式下隔离开关1ZK、2ZK、3ZK、4ZK、5ZK断开及闭合位置的正确性，来确认直流系统的运行方式是否正常，在隔离开关断开或闭合位置不正确或直流系统运行方式不正常时，发出告警信号，防止了直流系统处于不正常运行状态时电力系统发生故障，保护因失去直流电源而出现拒动的现象，解决了目前存在严重的安全隐患，安全可靠性低的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为目前直流电源系统主接线示意图；

图2为目前直流电源系统电源电流回路示意图；

图3为目前直流电源系统#1充电机及蓄电池处于检修状态电源电流回路示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种直流系统的示意图；

图5为直流系统运行方式及隔离开关运行状态监视的方法的流程示意图；

图6为直流电源设备充放电特性示意图。

图7为本实用新型实施例提供的一种直流系统运行方式及隔离开关运行状态监视系统网络接线的示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种直流系统运行方式及隔离开关运行状态监视装置输入、输出回路接线的示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供的一种直流系统，解决了目前存在严重的安全隐患，安全可靠性低的技术问题。

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图4，本实用新型实施例中提供的一种直流系统的一个实施例包括：

下面先对图示进行说明，一段母线(图示中I段母线)、二段母线(图示中II段母线)、第一充电机(图示中#1充电机)、第二充电机(图示中#2充电机)、第一蓄电池(图示中#1蓄电池)、第二蓄电池(图示中#2蓄电池)。

一段母线(图示中I段母线)和二段母线(图示中II段母线)；

一段母线通过第一充电机回路与第一充电机连接，一段母线通过第一蓄电池回路与第一蓄电池连接；

二段母线通过第二充电机回路与第二充电机连接，二段母线通过第二蓄电池回路与第二蓄电池连接；

一段母线和二段母线之间通过母线联络隔离开关5ZK连接；

第一充电机回路设置有第一充电机投直流母线侧隔离开关1ZK；

第一蓄电池回路设置有第一蓄电池隔离开关3ZK；

第二充电机回路设置有第二充电机投直流母线侧隔离开关2ZK；

第二蓄电池回路设置有第二蓄电池隔离开关4ZK。

进一步地，第一充电机投直流母线侧隔离开关1ZK有主回路触点2个，并配置有第一充电机投直流母线侧隔离开关1ZK的位置辅助触点分位与合位各一个。

进一步地，第二充电机投直流母线侧隔离开关2ZK有主回路触点2个，并配置有第二充电机投直流母线侧隔离开关2ZK的位置辅助触点分位与合位各一个。

进一步地，第一蓄电池隔离开关3ZK有主回路触点2个，并配置有第一蓄电池隔离开关3ZK的位置辅助触点分位与合位各一个。

进一步地，第二蓄电池隔离开关4ZK有主回路触点2个，并配置有第二蓄电池隔离开关4ZK的位置辅助触点分位与合位各一个。

进一步地，母线联络隔离开关5ZK有主回路触点2个，并配置有母线联络隔离开关5ZK的位置辅助触点分位与合位各一个。

为了更加清楚的描述，下面结合图7及图8对直流系统进一步说明：

如图7所示，直流系统，配置有直流系统监控装置1套，配置直流系统运行状态监视装置1套，直流系统第一充电机微机控制装置1套，直流系统第二充电机微机控制装置1套。直流系统监控装置经通信接口1与第一充电机微机控制装置连接、经通信接口2与第二充电机微机控制装置连接、经通信接口3与直流系统运行状态监视装置连接。

如图7及图8所示，直流电源系统运行方式及隔离开关状态监视系统正常监视的电压与电流信息有：#1直流蓄电池组出口-电压PV11与电流PA11、直流系统I段母线-电压PV12与电流PA12、#1充电机输出-电压PV13与电流PA13、#2直流蓄电池组出口-电压PV21与电流PA21、直流系统II段母线-电压PV22与电流PA22、#2充电机输出-电压PV23与电流PA23。

U1为直流电源系统#1充电机投直流母线侧隔离开关的监测电压，PV13；

U2为直流电源系统#2充电机投直流母线侧隔离开关的监测电压，PV23；

U3为直流电源系统投#1蓄电池隔离开关的监测电压，PV11；

U4为直流电源系统投#2蓄电池隔离开关的监测电压，PV21；

U5为直流电源系统#1母线联络隔离开关的监测电压，PV12；

U6为直流电源系统#2母线联络隔离开关的监测电压，PV22；

I1为直流电源系统#1充电机投直流母线侧隔离开关回路电流监测的直流电流，PA13；

I2为直流电源系统#2充电机投直流母线侧隔离开关回路电流监测的直流电流，PA23；

I3为直流电源系统投#1蓄电池隔离开关回路电流监测的直流电流，PA11；

I4为直流电源系统投#2蓄电池隔离开关回路电流监测的直流电流，PA21；

I5为直流电源系统#1母线联络隔离开关回路电流监测的直流电流，PA12；

I6为直流电源系统#2母线联络隔离开关回路电流监测的直流电流，PA22；

1ZK为直流电源系统#1充电机投直流母线侧隔离开关，1ZK隔离开关主回路触点2个，另要求配有1ZK位置辅助触点分位与合位各一个并接入直流电源系统运行方式及隔离开关状态监视系统；

2ZK为直流电源系统#2充电机投直流母线侧隔离开关，2ZK隔离开关主回路触点2个，另要求配有2ZK位置辅助触点分位与合位各一个并接入直流电源系统运行方式及隔离开关状态监视系统；

3ZK为直流电源系统投#1蓄电池隔离开关，3ZK隔离开关主回路触点2个，另要求配有3ZK位置辅助触点分位与合位各一个并接入直流电源系统运行方式及隔离开关状态监视系统；

4ZK为直流电源系统投#2蓄电池隔离开关，4ZK隔离开关主回路触点2个，另要求配有4ZK位置辅助触点分位与合位各一个并接入直流电源系统运行方式及隔离开关状态监视系统；

5ZK为直流电源系统母线联络隔离开关，5ZK隔离开关主回路触点2个，另要求配有5ZK位置辅助触点分位与合位各一个并接入直流电源系统运行方式及隔离开关状态监视系统；

下面将对一种直流系统运行方式及隔离开关状态监视的方法进行描述，一种直流系统运行方式及隔离开关状态监视的方法的一个实施例包括：

S0：确定直流系统的正常运行；

其中，直流系统正常运行时一段母线和二段母线采用分列运行状态，此时母线联络隔离开关5ZK在断开状态，第一充电机投直流母线侧隔离开关1ZK、第二充电机投直流母线侧隔离开关2ZK、第一蓄电池隔离开关3ZK、第二蓄电池隔离开关4ZK均在闭合状态，且直流系统在正常运行状态下第一蓄电池、第一充电机、第二蓄电池、第二充电机处于浮充电模式。在浮充状态下，有隔离开关闭合与断开状态不满足以上规定时，发出告警信号。

当直流系统满足均充条件时，第一充电机、第二充电机进入均充电模式，第一充电机、第二充电机分别对第一蓄电池、第二蓄电池进行均充电。在均充状态下，有隔离开关闭合与断开状态不满足以上规定时，发出告警信号；

当一段母线所接第一蓄电池需要蓄电池核容、第一充电机回路出现故障需要设备检修、第一蓄电池组或第一充电机回路均脱离系统工作时，先合上母线联络隔离开关5ZK，实现一段母线和二段母线并列运行状态，确认母线联络隔离开关5ZK闭合完好后，断开第一充电机投直流母线侧隔离开关1ZK及第一蓄电池隔离开关3ZK，此时第二充电机投直流母线侧隔离开关2ZK及第二蓄电池隔离开关4ZK位于闭合状态，确认第一充电机投直流母线侧隔离开关1ZK及第一蓄电池隔离开关3ZK完全断开后方可进行设备检修或蓄电池核容工作。在以上过程中，有隔离开关闭合与断开状态不满足以上规定时，发出告警信号；

当以上检修或蓄电池核容工作完成后的恢复过程要先合上第一充电机投直流母线侧隔离开关1ZK及第一蓄电池隔离开关3ZK，确认第一充电机投直流母线侧隔离开关1ZK及第一蓄电池隔离开关3ZK闭合完好后，断开母线联络隔离开关5ZK，确认母线联络隔离开关5ZK完全断开后，直流系统恢复正常运行状态。在以上过程中，有隔离开关闭合与断开状态不满足以上规定时，发出告警信号；

当二段母线所接第二蓄电池需要蓄电池核容、第二充电机回路出现故障需要设备检修、第二蓄电池组或第二充电机回路均脱离系统工作时，先合上母线联络隔离开关5ZK，实现直流母线并列运行状态，确认母线联络隔离开关5ZK闭合完好后，断开第二充电机投直流母线侧隔离开关2ZK及第二蓄电池隔离开关4ZK，此时第一充电机投直流母线侧隔离开关1ZK及第一蓄电池隔离开关3ZK隔离开关位于闭合状态，确认第二充电机投直流母线侧隔离开关2ZK及第二蓄电池隔离开关4ZK完全断开后方可进行设备检修或蓄电池核容工作。在以上过程中，有隔离开关闭合与断开状态不满足以上规定时，发出告警信号；

当以上设备检修或蓄电池核容工作完成后的恢复过程要先合上第二充电机投直流母线侧隔离开关2ZK及第二蓄电池隔离开关4ZK，确认第二充电机投直流母线侧隔离开关2ZK及第二蓄电池隔离开关4ZK闭合完好后，断开母线联络隔离开关5ZK，确认母线联络隔离开关5ZK完全断开后，直流系统恢复正常运行状态。在以上过程中，有隔离开关闭合与断开状态不满足以上规定时，发出告警信号；

当系统满足均充条件时，蓄电池组及充电机进入均充电模式，充电机对蓄电池组进行均充电，依据《GB/T 19826-2014电力工程直流电源设备通用技术条件及安全要求》，直流系统运行状态如图6所示。

以上操作过程有几个限制条件，当交流异常时不得操作；当两段蓄电池电压差太大时不得操作；当蓄电池充放电电流大时不得操作。

S1：直流系统运行状态监视装置，通过计算母线联络隔离开关5ZK、第一充电机投直流母线侧隔离开关1ZK、第二充电机投直流母线侧隔离开关2ZK、第一蓄电池隔离开关3ZK、第二蓄电池隔离开关4ZK两侧电压的电压差，并测量母线联络隔离开关5ZK、第一充电机投直流母线侧隔离开关1ZK、第二充电机投直流母线侧隔离开关2ZK、第一蓄电池隔离开关3ZK、第二蓄电池隔离开关4ZK通过的电流、识别隔离开关辅助触点的位置信号；

S2：直流系统运行状态监视装置，根据所有电压差、电流、位置信号结合预置开关位置辅助触点判断法或预置隔离开关回路电流判断法或预置隔离开关两侧压差判断法或预置组合分析判断方法确定母线联络隔离开关5ZK、第一充电机投直流母线侧隔离开关1ZK、第二充电机投直流母线侧隔离开关2ZK、第一蓄电池隔离开关3ZK、第二蓄电池隔离开关4ZK断开或闭合操作是否正确，不正确发出报警信号。

可选地，步骤S2所述电压差、所述电流可通过主动启动均充运行方式，并在均充运行方式下测量与计算所述电压差、所述电流。

可选地，在直流系统正常运行状态下，当直流系统监控装置到达定期启动均充工作时，直流系统监控装置经通信接口1向第一充电机微机控制装置发启动均充命令、经通信接口2向第二充电机微机控制装置发启动均充命令、经通信接口3向直流系统运行状态监视装置连接发已启动启动信号，直流系统运行状态监视装置接到该信号后启动直流系统运行方式及隔离开关状态监视功能，进行隔离开关实际工作状态监测及直流系统运行方式正确与否判别。

可选地，在直流系统正常运行状态下，直流系统运行状态监视装置根据整定时间间隔T1，定期启动直流系统运行方式及隔离开关状态监视功能，进行隔离开关实际工作状态监测及直流系统运行方式正确与否判别。

可选地，当直流系统运行状态监视装置实时监测的1ZK、2ZK、3ZK、4ZK、5XK隔离开关分位及合位信号有任何一个发生改变，立即启动直流系统运行方式及隔离开关状态监视功能，进行隔离开关实际工作状态监测及直流系统运行方式正确与否判别。

本实施例中，在上述直流系统的运行状态中采用以下辅助触点判断法或预置隔离开关回路电流判断法或预置隔离开关两侧压差判断法或预置组合分析判断方法，用于“快速并有效的判断隔离开关是否完全断开或闭合完好,特别是如何快速并有效的判断隔离开关操作的有效性”及“发现隔离开关断开或闭合操作中潜在的错误和隐患，如违反操作原则、违反运行原则等”。

A、开关位置辅助触点判断法

前述要求隔离开关具有1个闭合状态辅助触点及1个断开状态辅助触点，当隔离开关动作(断开或闭合)时，其辅助触点将被同步采集，并根据此开关量信号判断隔离开关处于何种状态。判断方法如下表1：

表1

之所以采用双位置辅助触点判断隔离开关的工作状态，是为了防止隔离开关辅助触点动作异常或回路接线异常或装置异常出现误判。

由于隔离开关操作时，其主触头及辅助触头均可能由于机械回路原因或其它原因导致不同步或不接通，导致通过判断辅助触头位置无法正确反映隔离开关的主回路触点实际工作状态，即隔离开关的实际工作状态，因此，必须补充其它原理判据作联合判断。

B、隔离开关回路电流判断法

当隔离开关完成断开或闭合操作后，可根据直流系统所带直流负荷、浮充电状态或均充电状态，来测量相关回路的电流并判断隔离开关的闭合与断开的完好性。

当隔离开关完成断开操作后，流过给回路的电流应该为零。

当隔离开关完成闭合操作后，流过给回路的电流应该大于等于零。

可在正常运行状态下，在常态浮充及自动均充电时，测量全部隔离开关回路的电流差值，来判断全部隔离开关的运行状态是否正常。

亦可采用启动系统均充方式(人为手动、远程自动)，测量全部隔离开关回路的电流差值，来判断全部隔离开关的运行状态是否正常。当I1、I3、I5均小于整定值IN1时，如U1、U3、U5均大于整定值UN1时，直流系统运行状态监视装置经通信口发启动#1充电机均充命令至直流系统监控装置，直流系统监控装置接到该命令后，经通信口向第一充电机微机控制装置发#1充电机启动均充命令，#1充电机接到该命令后启动均充；当I2、I4、I6均小于整定值IN1时，如U2、U4、U5均大于整定值UN1时，直流系统运行状态监视装置经通信口发启动#2充电机均充命令至直流系统监控装置，直流系统监控装置接到该命令后，经通信口向第二充电机微机控制装置发#2充电机启动均充命令，#2充电机接到该命令后启动均充。

这些回路的电流使用直流电流传感器进行测量，包括但不限于霍尔电流传感器、精密分流器、精密电阻等，如下表2。

表2

其中，电流I＝0，是采用电流I绝对值小于某设定值时，即认为电流I＝0，电流I≠0，是采用电流I绝对值大于某设定值时，即认为电流I≠0。

C、隔离开关两侧压差判断法

当隔离开关完成断开或闭合操作后，可根据隔离开关主触头接点两侧的电压差值判断其工作状态，即判断其是否“闭合完好”还是“完全断开”。

可在正常运行状态下，在常态浮充及自动均充电时，测量全部隔离开关主触头接点两侧的电压差值，来判断全部隔离开关的运行状态是否正常。

亦可采用启动系统均充方式(人为手动、远程自动)，测量全部隔离开关主触头接点两侧的电压差值，来判断全部隔离开关的运行状态是否正常。

也可采用其它调高充电机输出电压与直流母线电压间的电压差值及提高充电机输出电压与直流蓄电池电压间的电压差值的方式，从而达到测量全部隔离开关主触头接点两侧的电压差值，来判断全部隔离开关的运行状态是否正常。如下表3：

表3

其中，电压U＝0，是采用电压U绝对值小于某设定值时，即认为电压U＝0，电压U≠0，是采用电压U绝对值大于某设定值时，即认为电压U≠0。

D、组合分析判断

1、各隔离开关状态分析

根据上述方法进行组合判断，依据表4如下：

表4

直流系统正常运行的浮充电时，可进行上述压差、电流、位置信号判断，如有隔离开关接触不良或非预期断开或有回路其它位置接触不良或非预期闭合及或有回路其它位置接线断开现象时，可以得出上述判断算法结果，其定值可以单独整定。

直流系统进行正常均充电时，也可进行上述压差、电流、位置信号判断，如有隔离开关接触不良或非预期断开或非预期闭合及或有回路其它位置接触不良或有回路其它位置接线断开现象时，可以得出上述判断算法结果，其定值可以单独整定。

本方法根据各隔离开关所处于的状态情况，结合触点两侧压差、通过的电流、辅助触点位置信号进行组合分析和判断，可准确有效发现触点不到位或非预期断开或非预期闭合及回路其它位置接触不良或断开现象的情况，避免单一方法导致的判断出现错漏的情况发生。判断流程图如5所示。

2、直流系统运行状态及隔离开关操作结果分析

直流系统正常运行转#1充电机退出、#1蓄电池退出、#2充电机运行、#2蓄电池运行，再转#1充电机恢复运行、#1蓄电池恢复运行、#2充电机运行、#2蓄电池运行，根据直流运行方式操作的规程和投退逻辑，如下表5所示：

表5

直流系统正常运行转#2充电机退出、#2蓄电池退出、#1充电机运行、#1蓄电池运行，再转#2充电机恢复运行、#2蓄电池恢复运行、#1充电机运行、#1蓄电池运行，直流运行方式操作的规程和投退逻辑，如下表6所示：

表6

由上述操作过程可进行如下措施：逻辑为“合母联→蓄电池停用→充电机停用→充电机恢复→蓄电池恢复→断母联”，通过对各隔离开关状态进行跟踪和分析，可实时监测实际操作是否符合此逻辑，指引操作人员按照正确的操作过程执行，并提示不符合操作过程错误操作，以避免操作错漏的情况发生。

3、直流系统运行风险分析

单直流系统独立运行时(#1运行为仅1ZK、3ZK、5ZK均在合位，#2为运行为仅2ZK、4ZK、5ZK均在合位)，在不同的工作状态下，各隔离开关的位置不同，代表风险程度不同，如：直流系统处于表5或表6所示系统运行状态1所示的母线分列正常运行状态中，蓄电池隔离开关3ZK及4ZK未闭合时，有蓄电池脱离母线风险存在，需要提示。直流系统的充电机隔离开关、蓄电池隔离开关、母联隔离开关+蓄电池隔离开关组合、母联隔离开关+蓄电池隔离开关组合中最少有1个闭合时，直流系统就能运行并向负荷提供电源，但存在直流系统失压的风险，并且风险程度不一。当直流系统处于不同的运行状态时，对于各隔离开关操作，其存在的风险程度也不相同，本实用新型将根据下表7进行直流系统风险分级判别与提示。

表7

可根据系统的运行状态，设定隔离开关定值表，当有隔离开关进行分、合操作后，通过对各隔离开关状态进行快速和准确的判断，对系统运行方式提出风险分级提示，保证系统安全可靠运行。

通过上述分析方法可实现：

1、通过计算隔离开关两侧电压的电压差、测量隔离开关通过的电流、识别隔离开关辅助触点的位置信号，使用上述三种方法联合判断隔离开关是否完全断开或闭合，避免出现错漏的情况，提高分析判断的准确性和可信度；

2、通过对5个隔离开关(1ZK-5ZK)当前位置状态的组合分析，根据直流电源运行方式操作的规程和投退逻辑，分析和发现投退过程中的潜在错误及故障隐患，可减少因人为判断失误导致的事故，提高直流系统整体运行的可靠性；

3、通过直流系统运行方式风险评估，可有效预防不可预知故障的发生，如：监测蓄电池组与直流母线的连接状态，防止出现不可预知蓄电池组脱离母线情况，减少因此带来的事故隐患。再如：监测充电机与蓄电池组间的连接状态，防止出现蓄电池组过放现象发生，减少因此带来的事故隐患。

必须说明的是，上述分析方法，一般在正常的浮充状态下进行，也可通过主动启动均充或主动判断均充状态，实时直流系统运行状态监视装置进行主动式判断分析，及时检测直流系统的运行状态，及时发现风险并给出报警信号。启动均充电时充电电压及充电电流均发生变化，充电电流值较大、充电电压值也较高，有利于电压及电流的测量，更有力于发现隔离开关的异常状态。

1、通过计算隔离开关两侧电压的电压差、测量隔离开关通过的电流、识别隔离开关辅助触点的位置信号，使用上述三种方法联合判断隔离开关是否完全断开或闭合，避免出现错漏的情况，提高分析判断的准确性和可信度；

2、通过对5个隔离开关(1ZK1-5ZK)当前位置状态的组合分析，根根据直流电源运行方式操作的规程和投退逻辑，分析和发现投退过程中的潜在错误及故障隐患，可减少因人为判断失误导致的事故，提高直流系统整体运行的可靠性；

3、通过直流系统运行方式风险评估，可有效预防不可预知故障的发生，如：监测蓄电池组与直流母线的连接状态，防止出现不可预知蓄电池组脱离母线情况，减少因此带来的事故隐患。再如：监测充电机与蓄电池组间的连接状态，防止出现蓄电池组过放现象发生，减少因此带来的事故隐患；

4、可通过启动均充的方式进行主动式判断，提高判断的准确性。

5、可根据分析发现的问题，及时提示或提醒操作人员发现和处理问题。

通过智能化及自动化的监测方法，对直流系统内多个隔离开关实施多判断法交叉验证，并进行组合分析和判断，可自动、快速并有效监测并判断隔离开关是否如实断开或闭合，避免出现隔离开关断开或闭合不到位的情况。同时，也根据各隔离开关在直流系统运行方式改变的操作过程中的逻辑关系，对操作人员进行提示，减少因人为失误导致的错漏情况，从而预防蓄电池组放空或直流母线失压的故障隐患，并为直流系统运行方式改变工作提供操作指引，提高直流系统运行的安全可靠性。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种直流系统，其特征在于，包括：

一段母线和二段母线；

所述一段母线通过第一充电机回路与第一充电机连接，所述一段母线通过第一蓄电池回路与第一蓄电池连接；

所述二段母线通过第二充电机回路与第二充电机连接，所述二段母线通过第二蓄电池回路与第二蓄电池连接；

所述一段母线和所述二段母线之间通过母线联络隔离开关5ZK连接；

所述第一充电机回路设置有第一充电机投直流母线侧隔离开关1ZK；

所述第一蓄电池回路设置有第一蓄电池隔离开关3ZK；

所述第二充电机回路设置有第二充电机投直流母线侧隔离开关2ZK；

所述第二蓄电池回路设置有第二蓄电池隔离开关4ZK。

2.根据权利要求1所述的直流系统，其特征在于，直流系统配置直流系统监控装置1套；

直流系统配置直流系统运行状态监视装置1套；

第一充电机配置充电机微机控制装置1套；

第二充电机配置充电机微机控制装置1套。

3.根据权利要求2所述的直流系统，其特征在于，所述直流系统监控装置经通信接口1与第一充电机微机控制装置连接、经通信接口2与第二充电机微机控制装置连接、经通信接口3与直流系统运行状态监视装置连接。

4.根据权利要求3所述的直流系统，其特征在于，所述第一充电机投直流母线侧隔离开关1ZK有主回路触点2个，并配置有所述第一充电机投直流母线侧隔离开关1ZK的位置辅助触点分位与合位各一个，并接入直流系统运行状态监视装置；

所述第二充电机投直流母线侧隔离开关2ZK有主回路触点2个，并配置有所述第二充电机投直流母线侧隔离开关2ZK的位置辅助触点分位与合位各一个，并接入直流系统运行状态监视装置；

所述第一蓄电池隔离开关3ZK有主回路触点2个，并配置有所述第一蓄电池隔离开关3ZK的位置辅助触点分位与合位各一个，并接入直流系统运行状态监视装置；

所述第二蓄电池隔离开关4ZK有主回路触点2个，并配置有所述第二蓄电池隔离开关4ZK的位置辅助触点分位与合位各一个，并接入直流系统运行状态监视装置；

所述母线联络隔离开关5ZK有主回路触点2个，并配置有所述母线联络隔离开关5ZK的位置辅助触点分位与合位各一个，并接入直流系统运行状态监视装置。