CN2549477Y - 直流系统接地故障检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直流系统接地故障检测装置，适应于发电厂、变电站直流220伏、±110伏系统接地故障在线检测，无需外加信号，比较妥善地解决直流系统的接地检测问题，有效地提高了直流系统供电的可靠性。接地检测电路的支路漏电流检测电路是在直流系统的各支路上装一只霍尔传感器，直流电源正负母线经直流断路器后，分别从霍尔传感器的中间穿过，接地检测电路的电桥电路是在直流电源正负母线上装霍尔电桥，霍尔电桥是在负母线上接第一桥电阻，正母线上接第二桥电阻，第一桥电阻和第二桥电阻的另一端相接后穿过母线接地及支路接地校验用的霍尔传感器的中间经第三桥电阻7接地。
Description
(一)技术领域
本实用新型涉及一种直流系统接地故障检测仪器，属于一种适用于电力系统中直流220伏、±110伏系统接地故障在线检测的直流系统接地故障检测装置。
(二)技术背景
直流系统是电力系统中控制、保护、信号及自动装置等的电源，它的可靠性直接关系到电力系统的安全。但由于电力系统微机保护的大量使用后，现有的直流系统接地检测装置因直流系统中大容量滤波电容的存在而无法对接地点进行有效检测，接地故障不能及时消除，造成直流供电可靠性降低，甚至导致电力系统事故扩大。关于直流系统的接地故障检测，目前已开发了不少的产品。但随着微机保护的大量投用，直流系统出现了大量的高频滤波电容，结果是这些装置经常误报警，而直流系统存在的真正的接地点它又无能为力查找。
目前直流系统接地检测方法综述[1]平衡电桥法 传统的直流系统一极接地绝缘监测，采用电桥原理，当系统出现一点接地时，电桥平衡被破坏，继电器动作，发出声、光报警信号。利用附属的测量装置，可以确定是哪一极母线(正母线或负母线)接地。并测出直流系统对地的总的绝缘电阻值，然后通过换算可以确定出正、负母线各自的绝缘电阻值。该系统无法完成直流系统接地支路的自动判别，需要拉合保险才能对接地支路粗略定位，而在很多情况下重要支路的保险是不允许做这样的操作，所以有的接地点长期存在无法消除，给安全生产埋下了事故隐患。[2]低频信号寻迹法当直流系统发生接地故障时，将一小于25HZ的电压信号加入直流母线，通过用钳形电流表逐个测量各支路的低频信号电流幅值的大小来确定接地支路。其优点是：无需拉闸停电既可完成对接地支路的检测；缺点是：其正确性及灵敏度受系统分布电容的影响很大，工作强度大，无法快速对故障支路进行定位。[3]变频探测法采用了低频信号变频(10HZ、20HZ)探测的原理，一定程度上改善了低频探测灵敏度受分布电容影响大的缺陷，保留了低频信号寻迹简单的优点。其缺点：(a)对故障母线不能定位，需要根据绝缘检查表确定是正还是负母线，为以防万一需要万用表测量母线电压值，以便“心中有数”，为确定故障点需要背着仪器到处跑，人员工作强度大；(b)当系统分布电容和接地电阻较大时无法完成测量工作。[4]载波相位法根据电容对交流信号产生的相位移来检测低频电压信号与电流信号之间的相位差来排除电容的影响。用低频信号所加载的间歇性的高频信号的起始时刻和长度分别代表低频信号的电压相位和幅值，避免直接取电压信号。其优点是一定程度上克服了其它同类产品的缺陷，主要技术指标(主要是所能检测的最大电阻值比同类产品提高近一倍)。其缺点是系统电容等于10uF时，能有效检测的最大电阻值为10kΩ，仍不能满足电力部门接地规程所规定的20kΩ作为接地判断标准。判断具体故障支路时需要拿着仪器到处走，人员的劳动强度大。
(三)发明内容
本实用新型的目的是提供一种不受系统滤波电容的影响、对接地故障能够快速识别的直流系统接地故障检测装置。
本实用新型的目的是这样解决的，它是由接地检测电路、数据输入/输出通道、工控机组成。所述的接地检测电路的支路漏电流检测电路是在直流系统的各支路上装一只霍尔传感器，直流电源正负母线从霍尔传感器中间穿过；接地检测电路的电桥电路是在直流电源正负母线上装霍尔电桥，霍尔电桥是在负母线上接第一桥电阻，正母线上接第二桥电阻，第一桥电阻和第二桥电阻的另一端相接后穿过母线接地及支路接地校验用的霍尔传感器中间经第三电阻接地。
本实用新型的第一桥电阻等于第二桥电阻。
本实用新型的霍尔传感器和母线接地及支路接地校验用的霍尔传感器均为±50毫安。
本实用新型由于采用霍尔传感器制作的霍尔电桥，无需外加信号，比较妥善地解决直流系统的接地检测问题；本实用新型由于直接检测接地漏电流，所以不受系统中接入滤波电容的影响，采用微机技术实现直流系统接地检测的智能化，对接地故障能够快速识别和有效地报警，克服了现有装置存在的弊端，提高了直流系统供电的可靠性。
(四)附图说明
图1为本实用新型实施例的结构框图
图2为本实用新型实施例的接地检测电路的原理图
(五)具体实施方式
参照图1，本实用新型是接地检测电路、数据输入/输出通道和工控机构成。接地检测电路是支路漏电流检测电路和电桥电路构成，支路漏电流检测电路和电桥电路的接地(电压、电流)信号通过数据输入/输出通道的16通道PCLD8115和PCL818LA/D转换送给工控机进行数据扫描与报警处理。参照图2，接地检测电路的支路漏电流检测电路是在直流系统的各支路上装一只霍尔传感器L2，直流电源正负母线1、2经直流断路器8后，分别从霍尔传感器L2中间的空洞穿。接地检测电路的电桥电路是在直流电源正负母线1、2上装霍尔电桥，霍尔电桥是在负母线2上接第一桥电阻5，正母线1上接第二桥电阻6，第一桥电阻5和第二桥电阻6的另一端相接后穿过母线接地及支路接地校验用的霍尔传感器L1中间的空洞经第三桥电阻7接地。第一桥电阻5等于第二桥电阻6，当直流系统发生接地故障时，霍尔电桥提供接地通道，接地漏电流由此产生。并通过调整第一桥电阻5、第二桥电阻6、第三桥电阻7的阻值控制当直流系统发生金属性直接接地时的漏电流不超过20毫安。霍尔传感器L2和母线接地及支路接地校验用的霍尔传感器L1均为±50毫安。检测支路上加一只接地检测用霍尔传感器L2，霍尔传感器L2所在支路为被测支路。霍尔电桥的工作原理：a)正常工作时，流过支路接地电流检测霍尔传感器L2的负荷电流大小相等，方向相反，所以检测元件检测到的电流之和为零；b)当系统出现接地故障时，流过直流支路的电流为两部分。一部分为负荷电流，另一部分为经接地点流过的接地电流。霍尔电桥正是利用电桥支路的霍尔传感器测量接地支路的极性、母线电压，并计算出接地电阻的大小；利用流经接地支路的电流判断出接地支路，接地极性。霍尔电桥实现必须满足的两个条件：第一，为防止直流系统发生两点金属性接地时保护不致出现误动，接地电流最大值不得超过20mA；第二，当系统出现接地故障(按规程规定20KΩ)时，流经接地支路的接地电流能够被霍尔元件进行有效测量区分。
Claims (3)
1.一种直流系统接地故障检测装置，它是由接地检测电路、数据输入/输出通道、工控机组成，其特征是：所述的接地检测电路的支路漏电流检测电路是在直流系统的各支路上装一只霍尔传感器(L2)，直流电源正负母线(1、2)经直流断路器(8)后，分别从霍尔传感器(L2)的中间穿过，接地检测电路的电桥电路是在直流电源正负母线(1、2)上装霍尔电桥，霍尔电桥是在负母线(2)上接第一桥电阻(5)，正母线(1)上接第二桥电阻(6)，第一桥电阻(5)和第二桥电阻(6)的另一端相接后穿过母线接地及支路接地校验用的霍尔传感器(L1)的中间经第三电阻(7)接地。
2.根据权利要求1所述的直流系统接地故障检测装置，其特征是：所述的第一桥电阻(5)等于第二桥电阻(6)。
3.根据权利要求1所述的直流系统接地故障检测装置，其特征是：霍尔传感器(L2)和母线接地及支路接地校验用的霍尔传感器均(L1)为±50毫安。
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