CN211786025U - 一种站用电源系统直流母线环网检测装置 - Google Patents
一种站用电源系统直流母线环网检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN211786025U CN211786025U CN201922143799.0U CN201922143799U CN211786025U CN 211786025 U CN211786025 U CN 211786025U CN 201922143799 U CN201922143799 U CN 201922143799U CN 211786025 U CN211786025 U CN 211786025U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- direct current
- voltage
- current bus
- power supply
- detection unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Locating Faults (AREA)
Abstract
本实用新型公开一种站用电源系统直流母线环网检测装置，包括第一电压检测单元、第二电压检测单元和脉冲信号单元；所述第一电压检测单元U1的正极端U1+连接第一直流母线的正极M1+，所述第一电压检测单元U1的负极端U1‑连接第一直流母线M1的负极M1‑，用于检测第一直流母线M1的电压；所述脉冲信号与第一电压检测单元相连接，用于输出脉冲电压，所述脉冲电压与所述第一电压检测单元叠加并输入所述第一直流母线。通过对第一母线直流电压的实时检测，并输出已知的直流脉冲信号并叠加到第一直流母线，然后通过检测第二直流母线侧的响应，并根据响应电压与第一直流母线侧的输入电压对比，可以快速判断是否出现环网连接及接地故障。
Description
技术领域
本实用新型属于电网厂用电安全检测技术领域，涉及直流电母线环网检测技术，具体涉及一种站用电源系统直流母线环网检测装置。
背景技术
站用电源系统广泛应用于发电厂、变电站及厂矿等用户，主要为信号设备、继电保护、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分合闸操作提供直流电源的成套电源设备，对电力基础设施安全稳定运行，起着非常重要的作用。站用直流电源系统是独立的电源系统，其中包含交流低压配电、交流不间断电源、通信电源、直流电源等多个电源系统，它不受发电机、厂用电及系统运行方式的影响，并在外部交流电源中断的情况下，仍可保证由共用的后备蓄电池组继续提供能量的重要电源设备。
当站用电源系统内直流母线的正极或负极，与大地之间的绝缘水平，降到某一整定值或低于某一规定值时，统称为直流母线接地故障。当正极绝缘水平低于某一规定值时称为正接地，当负极绝缘水平低于某一规定值时称为负接地。
当直流母线发生接地故障后，直流母线的对地电压会发生偏差，正极绝缘故障则正极对地电压偏低，负极对地绝缘故障则负极对地电压偏低。在一个存在平衡桥的系统里面，绝缘故障越严重，则对地电压偏差越严重。当直流母线出现正极接地时，将会有造成保护误动的可能；当直流母线出现负极接地时，将会有造成保护拒动的可能。
直流母线的馈电网络有辐射供电和环形供电两种供电方式。为了提高直流馈电的可靠性，一般采用辐射供电方式。辐射供电网络是以电源点即直流电源上的直流母线为中心，直接向各用电负荷供电的一种方式。辐射供电方式具有以下优点：(1)减少了干扰源(主要是感应耦合和电容耦合)；(2)对于用电设备而言，电缆的长度较短，压降较少；(3)单个设备或系统是由1-2条馈线直接供电，当设备检修或调试时，可方便的退出，不致影响其他设备，也便于寻找接地故障点。
直流母线环网故障，是指两套独立运行的直流母线之间存在1点或1点以上的电气连接。其连接方式可能为直接连接或通过电阻连接，有的正极之间连接，有的负极之间连接，有的则正极与负极连接。
根据电网反措的相关要求，“220KV及以上变电站应安装双套直流电源系统，正常应开环运行”。但由于变电站施工改造、设备大修、人员误操作等因素，有可能发生将两套直流母线误合环的现象。由于合环前后的电压状态量没有变化，导致目前站内安装的直流绝缘监察装置不能对合环报警。但两套直流母线合环的危害性是显而易见的，主要包括：(1)接地故障告警灵敏度下降和保护误动机会增加；(2)引起两套直流电源系统同时接地故障告警：一段正极接地，另一段负极接地；(3)造成该负荷“失压“，即没有工作电源，可能引起相关设备的拒动。
站用电源系统内两套独立供电的直流母线有多种接线方式，不正常的接线及设备故障都可能造成非正常的环网故障，给站用电源系统带来严重安全隐患。
实用新型内容
针对现有技术中现有环网接地故障不易被发现的不足，提出了一种站用电源系统直流母线环网检测装置。
依据本实用新型的一个方面，提供一种站用电源系统直流母线环网检测装置，其特征在于，包括第一电压检测单元、第二电压检测单元和脉冲信号单元；
所述第一电压检测单元U1的正极端U1+连接第一直流母线的正极M1+，所述第一电压检测单元U1的负极端U1-连接第一直流母线M1的负极M1-，用于检测第一直流母线M1的电压；
所述第二电压检测单元U2的正极端U2+连接第二直流母线的正极M2+，所述第二电压检测单元U2的负极端U2-连接第二直流母线M2的负极M2-，用于检测第二直流母线M2的电压；
所述脉冲信号与第一电压检测单元相连接，用于输出脉冲电压，所述脉冲电压与所述第一电压检测单元叠加并输入所述第一直流母线。
根据本实用新型的一个方面，所述一种站用电源系统直流母线环网检测装置，其特征在于，所述脉冲电压单元的脉冲电压值为第一直流母线电压值得10％-30％。
根据本实用新型的一个方面，所述一种站用电源系统直流母线环网检测装置，其特征在于，所述脉冲电压单元的脉冲电压单位脉冲持续时长不小于2秒。
根据本实用新型的一个方面，所述一种站用电源系统直流母线环网检测装置，其特征在于，所述脉冲电压单元的脉冲电压单位脉冲持续时长为5-15秒。
本实用新型所提供的站用母线环网检测装置，通过对第一母线直流电压的实时检测，并输出已知的直流脉冲信号并叠加到第一直流母线，然后通过检测第二直流母线侧的响应，并根据响应电压与第一直流母线侧的输入电压对比，可以快速判断是否出现环网连接及接地故障。
附图说明
图1为站用电源系统直流母线的绝缘监测原理图；
图2为站用电源系统两段直流母线正常运行时的等效电路；
图3为两段站用电源系统的直流母线同极环网运行时等效电路；
图4为两段站用电源系统的直流母线异极环网运行时等效电路；
图5为本实用新型的站用母线环网检测装置检测原理示意图。
具体实施方式
以下配合图式及本实用新型的较佳实施例，进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段。
本实用新型一可选实施例中，提供了一种站用电源系统直流母线环网检测装置，包括第一电压检测单元、第二电压检测单元和脉冲信号单元；电压检测单元可以有一般电压检测电路或模块实现，如电压表模块。
所述第一电压检测单元U1的正极端U1+连接第一直流母线的正极M1+，所述第一电压检测单元U1的负极端U1-连接第一直流母线M1的负极M1-，用于检测第一直流母线M1的电压；
所述第二电压检测单元U2的正极端U2+连接第二直流母线的正极M2+，所述第二电压检测单元U2的负极端U2-连接第二直流母线M2的负极M2-，用于检测第二直流母线M2的电压；
所述脉冲信号与第一电压检测单元相连接，用于输出脉冲电压，所述脉冲电压与所述第一电压检测单元叠加并输入所述第一直流母线。
根据本实用新型的实施例的一个方面，所述一种站用电源系统直流母线环网检测装置，其特征在于，所述脉冲电压单元的脉冲电压值为第一直流母线电压值得10％-30％。
根据本实用新型的实施例的一个方面，所述一种站用电源系统直流母线环网检测装置，其特征在于，所述脉冲电压单元的脉冲电压单位脉冲持续时长不小于2秒。
根据本实用新型的实施例的一个方面，所述一种站用电源系统直流母线环网检测装置，其特征在于，所述脉冲电压单元的脉冲电压单位脉冲持续时长为5-15秒。
本装置与站用电源系统内被测两段直流母线相连接，并向其中一段直流母线对地施加低频直流脉冲信号，此低频直流脉冲信号叠加在直流母线上，其变化幅值与脉冲宽度为特定序列形式，检测另一段直流母线对地电压情况，进而比较两段直流母线对地电压变化幅值与变化脉冲宽度，通过其对地电压的变化关系，来判断是否存在环网故障。
站用电源系统直流母线环网故障，在没有专业设备可用于查找的情况下，通常都要等到环网故障较为严重时，才开始对其进行处理。站用电源系统内错误的接线方式是导致环网故障产生的根源，排查和处理过程通常是逐一分析该站用电源系统的接线方式。对两段直流母线的供电负载及连接情况做详细的排查，并计算两段直流母线各极对地绝缘电组，通过多次实验，并记录相关数据，用相应的设备进行测量和计算，得出两段直流母线各极对地绝缘电阻，进而找出可能存在的故障点，并加以排除。
如果按照上述排查方法，往往需要花费很长时间来进行计算和分析，并且需要大量的现场经验做为基础，大大降低了故障排查效率，增大了系统故障运行时间，降低了站用电源系统的安全系数。
目前,国内站用电源系统直流母线的绝缘监测原理，如图1所示，其中：
R1、R2为绝缘检测电阻，R3、R4为实际接地电阻。
正常情况下，正负极对地绝缘电阻R3、R4应大于10MΩ，可视为无穷大。此时，正负极对地电压U+、U-等于R1、R2的分压，而R1＝R2，因此U+＝U-，无接地故障。
当发生接地时，在正负极对地绝缘电阻R3、R4产生接地电流I+、I-，R3不等于R4时，I+亦不等于I-，U+不等于U-，使正负极对地电压不平衡，测量出正负极对地电压，可计算出接地极的对地电阻，判断接地与否。
当R1、R2可变时，即平衡接地检测原理，测量不同R1、R2电阻值下，正负极对地电压，可计算出直流母线正负极对地电阻。
当站用电源系统两段直流母线正常运行时，其等效电路如图2。R1、R2为I段绝缘检测电阻，R3、R4为II段绝缘检测电阻。
因两段无直接连接，由上述分析可知，【U1+、U1-】与【U2+、U2-】完全独立。
当两段站用电源系统的直流母线同极环网运行时，其等效电路如图3。R1、R2为I段绝缘检测电阻，R3、R4为II段绝缘检测电阻，R5、R6为环网电阻。在该等效模型中，因存在R5、R6环网电阻，两段直流母线存在电气连接，当其中一段绝缘水平变化时，另一段对应的部分也会随之变化。
当两段站用电源系统的直流母线异极环网运行时，其等效电路如图4。R1、R2为I段绝缘检测电阻，R3、R4为II段绝缘检测电阻，R7为环网电阻)
同样，在该等效模型中，因存在R7环网电阻，两段直流母线存在电气连接，当其中一段绝缘水平变化时，另一段对应的部分也会随之变化。
由上述关于两套站用电源系统直流母线故障环网的特点分析可知，当两段直流母线出现故障环网之后，其两段直流母线的对地电压呈现对应的电压变化趋势，即通过对两段直流母线的电压变化曲线进行分析，与上述数学模型进行匹配，即可准确的判断出两段直流母线是否出现环路故障。
以上所述仅是本实用新型的优选实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种站用电源系统直流母线环网检测装置，其特征在于，包括第一电压检测单元、第二电压检测单元和脉冲信号单元；
所述第一电压检测单元U1的正极端U1+连接第一直流母线的正极M1+，所述第一电压检测单元U1的负极端U1-连接第一直流母线M1的负极M1-，用于检测第一直流母线M1的电压；
所述第二电压检测单元U2的正极端U2+连接第二直流母线的正极M2+，所述第二电压检测单元U2的负极端U2-连接第二直流母线M2的负极M2-，用于检测第二直流母线M2的电压；
所述脉冲信号与第一电压检测单元相连接，用于输出脉冲电压，所述脉冲电压与所述第一电压检测单元叠加并输入所述第一直流母线。
2.根据权利要求1所述的一种站用电源系统直流母线环网检测装置，其特征在于，所述脉冲电压单元的脉冲电压值为第一直流母线电压值得10％-30％。
3.根据权利要求1或2所述的一种站用电源系统直流母线环网检测装置，其特征在于，所述脉冲电压单元的脉冲电压单位脉冲持续时长不小于2秒。
4.根据权利要求3所述的一种站用电源系统直流母线环网检测装置，其特征在于，所述脉冲电压单元的脉冲电压单位脉冲持续时长为5-15秒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201922143799.0U CN211786025U (zh) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | 一种站用电源系统直流母线环网检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201922143799.0U CN211786025U (zh) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | 一种站用电源系统直流母线环网检测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN211786025U true CN211786025U (zh) | 2020-10-27 |
Family
ID=72974318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201922143799.0U Active CN211786025U (zh) | 2019-12-04 | 2019-12-04 | 一种站用电源系统直流母线环网检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN211786025U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117826007B (zh) * | 2024-03-06 | 2024-05-17 | 三峡金沙江川云水电开发有限公司 | 一种用于直流系统的环网故障检测系统及方法 |
-
2019
- 2019-12-04 CN CN201922143799.0U patent/CN211786025U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117826007B (zh) * | 2024-03-06 | 2024-05-17 | 三峡金沙江川云水电开发有限公司 | 一种用于直流系统的环网故障检测系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105116296B (zh) | 高压输电网电缆线路专用故障指示器 | |
| CN104076243B (zh) | 一种小电流接地配电网单相接地故障检测指示方法与设备 | |
| CN107091969B (zh) | 一种直流环网智能检测装置和方法 | |
| CN105676092B (zh) | 变电所电力电缆绝缘水平监测方法与系统 | |
| CN106370975B (zh) | 一种配电自动化系统单相接地区段精确定位的方法 | |
| CN109687590B (zh) | 一种分级停复电上报方法、系统 | |
| CN110794293A (zh) | 一种蓄电池自动核容开关状态检测方法 | |
| CN212031650U (zh) | 一种多通道直流绝缘电阻检测保护电路 | |
| CN109831033A (zh) | 一种供电线路预警保护设备及分段监测预警系统 | |
| CN106707030B (zh) | 配电变压器接地阻抗、功率损耗的测量方法和装置 | |
| CN111337804A (zh) | 一种多通道直流绝缘电阻检测保护电路及保护方法 | |
| Anudeep et al. | A passive islanding detection technique for distributed generations | |
| CN207817128U (zh) | 一种直流环网智能检测装置 | |
| CN208580172U (zh) | 一种用于电力系统设备接地状况快速检测装置 | |
| CN110542829A (zh) | 用于35kV以下配电网的直流接地判断装置及判断方法 | |
| CN108008236A (zh) | 一种检测电力设备故障的方法 | |
| CN211786025U (zh) | 一种站用电源系统直流母线环网检测装置 | |
| CN210894563U (zh) | 一种直流环网在线监测系统 | |
| CN108051693A (zh) | 一种基于tas装置的提高接地故障判断准确性的方法 | |
| CN210894564U (zh) | 一种直流环网在线监测系统 | |
| CN212111743U (zh) | 中性点不接地系统用选线装置的单相接地故障检测系统 | |
| CN108680795A (zh) | 基于一阶电路全响应的直流系统对地电容计算方法 | |
| CN110783923B (zh) | 变电站主变中性点接地处理方法及系统 | |
| CN111478298B (zh) | 一种四轨牵引供电系统单极对地故障保护方法 | |
| CN209764998U (zh) | 一种蓄电池组绝缘下降定位监察装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |