CN206863198U - 直流系统在线绝缘监测装置校验仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直流系统在线绝缘监测装置校验仪。目前迫切需要研究一种能校验在线绝缘监测装置的装置，为检验在线绝缘监测装置的功能和性能提供条件。本实用新型采用的技术方案为：母线接地单元、分布电容单元、支路接地单元和交流窜入单元一端与输出母线连接，另一端与大地端口连接；输出母线通过电压输出控制单元与内置电源和外接交流输入端口连接；控制处理器通过控制端口与母线接地单元、分布电容单元、支路接地单元、交流窜入单元、电压输出控制单元和内置电源连接；所述的控制处理器通过告警提示单元与在线绝缘监测装置告警接入端口连接。本实用新型通过模拟试验再现直流系统故障，为检验在线绝缘监测装置及便携式查找设备提供条件。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流系统及继电保护检验技术领域，尤其是一种直流系统在线绝缘监测装置校验仪及校验方法。
技术背景
变电站、发电厂广泛使用在线绝缘监测装置和便携式接地查找设备。目前，在线绝缘监测装置在110KV及以上等级变电站的投运量近几千台，在发电厂的投运量更大，将近几万台。
长期运行中的在线绝缘监测装置，其接地电阻检测、接地支路巡检、接地告警等各项功能、性能技术指标是否还能满足运行要求，这需要不定期地进行功能性、安全性校验，确保在线绝缘监测装置各项功能、性能技术指标达标以满足电力系统安全运行要求。
因此，迫切需要研究一种能校验在线绝缘监测装置的装置，通过模拟直流系统母线电压异常、母线接地、正极接地、负极接地、分布电容、交流窜入等试验，再现直流系统故障，为检验在线绝缘监测装置的功能、性能提供条件。
实用新型内容
为解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种直流系统在线绝缘监测装置校验仪，以检验在线绝缘监测装置的功能和性能。
本实用新型采用的技术方案如下：直流系统在线绝缘监测装置校验仪，包括母线接地单元、分布电容单元、支路接地单元、交流窜入单元、电压输出控制单元、内置电源、告警提示单元、控制处理器、输出母线、外接交流输入端口、在线绝缘监测装置告警接入端口和大地端口；
所述母线接地单元、分布电容单元、支路接地单元和交流窜入单元一端与输出母线连接，另一端与大地端口连接；输出母线通过电压输出控制单元与内置电源和外接交流输入端口连接；控制处理器通过控制端口与母线接地单元、分布电容单元、支路接地单元、交流窜入单元、电压输出控制单元和内置电源连接；
所述的控制处理器通过告警提示单元与在线绝缘监测装置告警接入端口连接，更加直观地观察绝缘监测装置的告警输出动作情况。
作为优选，为实现试验数据的长期保存及便于后续分析，控制处理器接有USB接口和RS485通讯接入端口，在线绝缘监测装置通过RS485通讯接入端口把测量数据传输到校验仪，可通过USB接口下载测量数据及校验仪的试验参数。
作为优选，为清晰地显示试验数据及便捷地调节试验参数，控制处理器接有工控触摸屏显示器。
作为优选，所述母线接地单元包括控制驱动电路、1号继电器、2号继电器及母线电阻R+、R-；1号继电器的线圈K1的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路与控制处理器连接；1号继电器的常开触点K1A的一端与输出母线的U+连接，另一端与母线电阻R+的一端连接；2号继电器的线圈K2的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路与控制处理器连接；2号继电器的常开触点K2A的一端与输出母线的U-连接，另一端与母线电阻R-的一端连接；母线电阻R+、R-的另一端与大地连接，并通过控制驱动电路与控制处理器连接。
作为优选，所述分布电容单元包括控制驱动电路、3号继电器、4号继电器及分布电容C+、C-；3号继电器的线圈K3的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路与控制处理器连接；3号继电器的常开触点K3A的一端与输出母线的U+连接，另一端与分布电容C+的一端连接；4号继电器的线圈K4的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路与控制处理器连接；4号继电器的常开触点K4A的一端与输出母线的U-连接，另一端与分布电容C-的一端连接；分布电容C+、C-的另一端与大地连接，并通过控制驱动电路与控制处理器连接。
作为优选，所述支路接地单元包括控制驱动电路、5号继电器、6号继电器、支路电容C1、C2和支路电阻R1、R2；5号继电器的线圈K5的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路与控制处理器连接；5号继电器的常开触点K5A的一端与输出母线的U+连接，另一端连接支路电容C1和支路电阻R1的一端；6号继电器的线圈K6的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路与控制处理器连接；6号继电器的常开触点K6A的一端与输出母线的U-连接，另一端连接支路电容C2和支路电阻R2的一端；支路电容C1、C2和支路电阻R1、R2的另一端与大地连接，并通过控制驱动电路与控制处理器连接。
作为优选的实施方式，所述交流窜入单元包括控制驱动电路、7号继电器、8号继电器和交流窜入电路；7号继电器的线圈K7的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路与控制处理器连接；7号继电器的常开触点K7A的一端与输出母线的U+连接，另一端连接交流窜入电路的一端；8号继电器的线圈K8的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路与控制处理器连接；8号继电器的常开触点K8A的一端与输出母线的U-连接，另一端连接交流窜入电路的一端；交流窜入电路的另一端与外接交流接入端口相连，并通过控制驱动电路与控制处理器相连。
作为优选，所述电压输出控制单元包括控制驱动电路和9号继电器；9号继电器的线圈K9的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路与控制处理器连接；9号继电器的常开触点K9A的一端与输出母线的U+、U-连接，另一端连接内置电源的一端；内置电源的另一端与外接交流接入端口相连。
作为优选，所述告警提示单元包括控制驱动电路和LED指示灯；LED指示灯一端通过控制驱动电路与控制处理器相连，另一端与在线绝缘监测装置告警接入端口相连。
作为优选，内置电源的输出电压为0-250V可调直流系统的母线电压，调节步长1V；母线电阻R+、R-为0-1000KΩ可调电阻，调节步长1KΩ；分布电容C+、C-为0-250微法可调电容，调节步长1微法；支路电阻R1、R2为0-1000KΩ可调电阻，调节步长1KΩ；支路电容C1、C2为0-250微法可调电容，调节步长1微法；交流窜入单元的交流窜入电压Vac为0V、50V、110V、220V四档电压；告警提示单元有7路LED指示灯，分别提示接地告警、瞬间接地告警、绝缘降低告警、母线过压告警、母线欠压告警、交流窜入告警和装置异常告警。
本实用新型的有益效果在于，本实用新型校验仪可系统分析在线绝缘监测装置的各项性能指标是否合格、监测功能是否满足电力系统安全运行要求，进而提出预防在线绝缘监测装置故障的措施，对提高电力系统设备运行安全，具有十分重要的意义。
本实用新型的另一有益效果在于，本实用新型校验仪相当于一个微型直流系统，通过模拟母线电压异常、母线接地、正极接地、负极接地、分布电容、交流窜入等直流故障试验，输出不同大小的母线电压、母线绝缘电阻、支路电阻、分布电容、支路电容、交流窜入电压，再现直流系统故障，为检验在线绝缘监测装置及便携式查找设备提供条件。本实用新型校验仪可广泛应用于：供电部门、发电部门、技术监督部门、科研机构、科研教学及培训等。
附图说明
图1是本实用新型直流系统在线绝缘监测装置校验仪的结构框图。
图2是本实用新型校验仪母线接地单元电路图。
图3是本实用新型校验仪分布电容单元电路图。
图4是本实用新型校验仪支路接地单元电路图。
图5是本实用新型校验仪交流窜入单元电路图。
图6是本实用新型校验仪电压输出控制单元电路图。
图7是本实用新型校验仪告警提示单元电路图。
图8是本实用新型校验仪接线示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型的实施作进一步阐述。
一种直流系统在线绝缘监测装置校验仪，其由母线接地单元15、分布电容单元14、支路接地单元13、交流窜入单元12、电压输出控制单元11、内置电源10、告警提示单元9、工控触摸屏显示器8、USB接口7、控制处理器6、输出母线5、母线电压输出端口1、外接交流输入端口2、在线绝缘监测装置告警接入端口3、RS485通讯接入端口4和大地端口16组成。
所述母线接地单元15、分布电容单元14、支路接地单元13、交流窜入单元12的一端与输出母线5连接，另一端与公共的大地端口16连接；输出母线5通过电压输出控制单元11与内置电源10和外接交流输入端口2连接；控制处理器6通过控制端口与母线接地单元15、分布电容单元14、支路接地单元13、交流窜入单元12、电压输出控制单元11和内置电源10连接。
为更加直观的观察绝缘监测装置的告警输出动作情况，控制处理器6通过告警提示单元9与在线绝缘监测装置告警接入端口3连接。
为实现试验数据的长期保存及便于后续分析，控制处理器6接有USB接口7和RS485通讯接入端口4，在线绝缘监测装置通过RS485通讯接入端口4把测量数据传输到校验仪，可通过USB接口7下载测量数据及校验仪的试验参数。
为清晰地显示试验数据及便捷地调节试验参数，控制处理器6接有工控触摸屏显示器8。
作为优选的实施方式，所述母线接地单元15包括控制驱动电路2-1、2-2、1号继电器2-3、2号继电器2-4及母线电阻R+、R-；1号继电器2-3的线圈K1的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路2-1与控制处理器6连接；1号继电器2-3的常开触点K1A的一端与输出母线5的U+连接，另一端与母线电阻R+的一端连接；2号继电器2-4的线圈K2的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路2-2与控制处理器6连接；2号继电器2-4的常开触点K2A的一端与输出母线5的U-连接，另一端与母线电阻R-的一端连接；母线电阻R+、R-的另一端与大地连接，并通过控制驱动电路2-1、2-2与控制处理器6连接。
作为优选的实施方式，所述分布电容单元14包括控制驱动电路3-1、3-2、3号继电器3-3、4号继电器3-4和分布电容C+、C-；3号继电器3-3的线圈K3的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路3-1与控制处理器6连接；3号继电器3-3的常开触点K3A的一端与输出母线5的U+连接，另一端与分布电容C+的一端连接；4号继电器3-4的线圈K4的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路3-2与控制处理器6连接；4号继电器3-4的常开触点K4A的一端与输出母线5的U-连接，另一端与分布电容C-的一端连接；分布电容C+、C-的另一端与大地连接，并通过控制驱动电路3-1、3-2与控制处理器6连接。
作为优选的实施方式，所述支路接地单元13包括控制驱动电路4-1、4-2、5号继电器4-3、6号继电器4-4、支路电容C1、C2和支路电阻R1、R2；5号继电器4-3的线圈K5的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路4-1与控制处理器6连接；5号继电器4-3的常开触点K5A的一端与输出母线5的U+连接，另一端连接支路电容C1和支路电阻R1的一端；6号继电器4-4的线圈K6的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路4-2与控制处理器6连接；6号继电器4-4的常开触点K6A的一端与输出母线5的U-连接，另一端连接支路电容C2和支路电阻R2的一端；支路电容C1、C2和支路电阻R1、R2的另一端与大地连接，并通过控制驱动电路4-1、4-2与控制处理器6连接。
作为优选的实施方式，所述交流窜入单元12包括控制驱动电路5-1、5-2、5-3、7号继电器5-4、8号继电器5-5和交流窜入电路5-6；7号继电器5-4的线圈K7的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路5-1与控制处理器6连接；7号继电器5-4的常开触点K7A的一端与输出母线5的U+连接，另一端连接交流窜入电路5-6的一端；8号继电器5-5的线圈K8的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路5-3与控制处理器6连接；8号继电器5-5的常开触点K8A的一端与输出母线5的U-连接，另一端连接交流窜入电路5-6的一端；交流窜入电路5-6的另一端与外接交流输入端口2相连，并通过控制驱动电路5-5与控制处理器6相连。
作为优选的实施方式，所述电压输出控制单元11包括控制驱动电路6-1、内置电源11、外接交流输入端口2和9号继电器6-2；9号继电器6-2的线圈K9的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路6-1与控制处理器6连接；9号继电器6-2的常开触点K9A的一端与输出母线5的U+、U-连接，另一端连接内置电源11的一端；内置电源11的另一端与外接交流接入端口2相连。
作为优选的实施方式，所述告警提示单元9包括控制驱动电路7-1、LED指示灯7-2、在线绝缘监测装置告警接入端口3；LED指示灯7-2一端通过控制驱动电路7-1与控制处理器6相连，另一端与在线绝缘监测装置告警接入端口3相连。
作为优选的实施方式，内置电源的输出电压为0-250V可调直流系统的母线电压，调节步长1V；母线电阻R+、R-为0-1000KΩ可调电阻，调节步长1KΩ；分布电容C+、C-为0-250微法可调电容，调节步长1微法；支路电阻R1、R2为0-1000KΩ可调电阻，调节步长1KΩ；支路电容C1、C2为0-250微法可调电容，调节步长1微法；交流窜入电压Vac为0V、50V、110V、220V四档电压；告警提示为7路LED指示灯，分别提示接地告警、瞬间接地告警、绝缘降低告警、母线过压告警、母线欠压告警、交流窜入告警和装置异常告警。
直流系统在线绝监测装置校验仪试验方法，包括以下步骤：
A、将在线绝缘监测装置接入校验仪的母线电压输出端口1、大地端口16、监测装置告警接入端口3、RS485通讯端口4。
B、按试验需求调节校验仪的参数，包括电压、电阻、电容等参数。
C、观察在线绝缘监测装置的工作情况。
D、通过U盘或连接电脑下载试验数据，对比在线绝缘监测装置测量数据与校验仪的设置数据，可对在线绝缘监测装置的性能及安全性作出评判。
进一步结合图8，以支路接地为例来说明，通过模拟直流系统支路接地故障，检验在线绝缘监测装置的工作性能。虚线框为在线绝缘监测装置，将在线绝缘监测装置接入校验仪的母线电压输出端口1、大地端口16、监测装置告警接入端口3、RS485通讯端口4，设置母线电压U+、U-，支路电阻R1、R2，支路电容C1、C2的参数，观察在线绝缘监测装置工作情况及告警提示情况，则可判断在线绝缘监测装置的性能及功能是否合格。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型实质及原理下所作改动、简化的实施方式应为本实用新型的等效置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.直流系统在线绝缘监测装置校验仪，包括控制处理器（6），其特征在于：它还包括母线接地单元（15）、分布电容单元（14）、支路接地单元（13）、交流窜入单元（12）、电压输出控制单元（11）、内置电源（10）、告警提示单元（9）、输出母线（5）、外接交流输入端口（2）、在线绝缘监测装置告警接入端口（3）和大地端口（16）；
所述母线接地单元（15）、分布电容单元（14）、支路接地单元（13）和交流窜入单元（12）的一端与输出母线（5）连接，另一端与大地端口（16）连接；输出母线（5）通过电压输出控制单元（11）与内置电源（10）和外接交流输入端口（2）连接；控制处理器（6）通过控制端口与母线接地单元（15）、分布电容单元（14）、支路接地单元（13）、交流窜入单元（12）、电压输出控制单元（11）和内置电源（10）连接；
所述的控制处理器（6）通过告警提示单元（9）与在线绝缘监测装置告警接入端口（3）连接。
2.根据权利要求1所述的校验仪，其特征在于： 所述的控制处理器（6）接有USB接口（7）和RS485通讯接入端口（4）。
3.根据权利要求1所述的校验仪，其特征在于：所述的控制处理器（6）接有工控触摸屏显示器（8）。
4.根据权利要求1所述的校验仪，其特征在于：所述母线接地单元（15）包括控制驱动电路（2-1、2-2）、1号继电器（2-3）、2号继电器（2-4）及母线电阻（R+、R-）；1号继电器（2-3）的线圈K1的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路（2-1）与控制处理器（6）连接；1号继电器（2-3）的常开触点K1A的一端与输出母线（5）的（U+）连接，另一端与母线电阻（R+）的一端连接；2号继电器（2-4）的线圈K2的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路（2-2）与控制处理器（6）连接；2号继电器（2-4）的常开触点K2A的一端与输出母线（5）的（U-）连接，另一端与母线电阻（R-）的一端连接；母线电阻（R+、R-）的另一端与大地连接，并通过控制驱动电路（2-1、2-2）与控制处理器（6）连接。
5.根据权利要求1所述的校验仪，其特征在于：所述分布电容单元（14）包括控制驱动电路（3-1、3-2）、3号继电器（3-3）、4号继电器（3-4）和分布电容（C+、C-）；3号继电器（3-3）的线圈K3的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路（3-1）与控制处理器（6）连接；3号继电器（3-3）的常开触点K3A的一端与输出母线（5）的（U+）连接，另一端与分布电容（C+）的一端连接；4号继电器（3-4）的线圈K4的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路（3-2）与控制处理器（6）连接；4号继电器（3-4）的常开触点K4A的一端与输出母线（5）的（U-）连接，另一端与分布电容（C-）的一端连接；分布电容（C+、C-）的另一端与大地连接，并通过控制驱动电路（3-1、3-2）与控制处理器（6）连接。
6.根据权利要求1所述的校验仪，其特征在于：所述支路接地单元（13）包括控制驱动电路（4-1、4-2）、5号继电器（4-3）、6号继电器（4-4）、支路电容（C1、C2）和支路电阻（R1、R2）；5号继电器（4-3）的线圈K5的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路（4-1）与控制处理器（6）连接；5号继电器（4-3）的常开触点K5A的一端与输出母线（5）的（U+）连接，另一端连接支路电容（C1）和支路电阻（R1）的一端；6号继电器（4-4）的线圈K6的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路（4-2）与控制处理器（6）连接；6号继电器（4-4）的常开触点K6A的一端与输出母线（5）的(U-)连接，另一端连接支路电容（C2）和支路电阻（R2）的一端；支路电容（C1、C2）和支路电阻（R1、R2）的另一端与大地连接，并通过控制驱动电路（4-1、4-2）与控制处理器（6）连接。
7.根据权利要求1所述的校验仪，其特征在于：所述交流窜入单元（12）包括控制驱动电路（5-1、5-2、5-3）、7号继电器（5-4）、8号继电器（5-5）和交流窜入电路（5-6）；7号继电器（5-4）的线圈K7的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路（5-1）与控制处理器（6）连接；7号继电器（5-4）的常开触点K7A的一端与输出母线（5）的（U+）连接，另一端连接交流窜入电路（5-6）的一端；8号继电器（5-5）的线圈K8的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路（5-3）与控制处理器（6）连接；8号继电器（5-5）的常开触点K8A的一端与输出母线（5）的（U-）连接，另一端连接交流窜入电路（5-6）的一端；交流窜入电路（5-6）的另一端与外接交流输入端口（2）相连，并通过控制驱动电路（5-5）与控制处理器（6）相连。
8.根据权利要求1所述的校验仪，其特征在于：所述电压输出控制单元（11）包括控制驱动电路（6-1）、和9号继电器（6-2）；9号继电器（6-2）的线圈K9的一端与12V电源连接，另一端通过控制驱动电路（6-1）与控制处理器（6）连接；9号继电器（6-2）的常开触点K9A的一端与输出母线（5）的（U+、U-）连接，另一端连接内置电源（10）的一端；内置电源（10）的另一端与外接交流接入端口（2）相连。
9.根据权利要求1所述的校验仪，其特征在于：所述告警提示单元（9）包括控制驱动电路（7-1）和LED指示灯（7-2）；LED指示灯（7-2）一端通过控制驱动电路（7-1）与控制处理器（6）相连，另一端与在线绝缘监测装置告警接入端口（3）相连。
10.根据权利要求1所述的校验仪，其特征在于：内置电源（10）的输出电压为0-250V可调直流系统的母线电压，调节步长1V；母线电阻（R+、R-）为0-1000KΩ可调电阻，调节步长1KΩ；分布电容（C+、C-）为0-250微法可调电容，调节步长1微法；支路电阻（R1、R2）为0-1000KΩ可调电阻，调节步长1KΩ；支路电容（C1、C2）为0-250微法可调电容，调节步长1微法；交流窜入单元（12）的交流窜入电压Vac为0V、50V、110V、220V四档电压；告警提示单元（9）有7路LED指示灯，分别提示接地告警、瞬间接地告警、绝缘降低告警、母线过压告警、母线欠压告警、交流窜入告警和装置异常告警。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200430 Address after: The eight district of Hangzhou city in Zhejiang province 310014 Huadian Zhaohui under No. 1 Lane Co-patentee after: State Grid Corporation of China Patentee after: ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE OF STATE GRID ZHEJIANG ELECTRIC POWER Co. Co-patentee after: GUIYANG XINGUANG ELECTRIC Co.,Ltd. Address before: The eight district of Hangzhou city in Zhejiang province 310014 Huadian Zhaohui under No. 1 Lane Co-patentee before: State Grid Corporation of China Patentee before: ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE OF STATE GRID ZHEJIANG ELECTRIC POWER Co. Co-patentee before: GUIYANG YINGNARUI ELECTRIC Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180109 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |