本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)，包括故障判斷裝置和若干故障定位裝置，其中：所述故障判斷裝置包括在線式監(jiān)測裝置，它的輸入與直流母線正極KM+、直流母線負(fù)極KM-以及大地GND相連；若干故障定位裝置分別安裝在各直流支路中，在線式監(jiān)測裝置與故障定位裝置通過通訊總線連接；在線式監(jiān)測裝置實(shí)時(shí)采集串入直流系統(tǒng)的交流電壓，對交流電串入直流系統(tǒng)故障進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)交流電壓值超過設(shè)定的門限值后判定發(fā)生故障，并通過故障定位裝置進(jìn)行故障支路的判斷。本實(shí)用新型專利技術(shù)無需增設(shè)交流傳感器，節(jié)約系統(tǒng)成本，同時(shí)本方案無信號注入，因此不會引起直流系統(tǒng)波紋的增加，不會造成繼電保護(hù)誤動、斷路器誤跳閘等問題，可靠性更高。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)
本技術(shù)涉及一種能夠確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)，屬于直流IT 系統(tǒng)監(jiān)控領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
在電力系統(tǒng)中，直流電源的可靠運(yùn)行對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定起著十分重要的作用，由于交、直流電纜在長期運(yùn)行中的磨損，或交、直流裝置元器件的損壞，或人為操作的不慎，會導(dǎo)致交流電串入直流系統(tǒng)。近些年在發(fā)電廠和變電站發(fā)生的事故表明，交流電串入直流系統(tǒng)后，容易導(dǎo)致繼電保護(hù)誤動或斷路器誤跳，如《交流串入直流回路引起開關(guān)跳閘的原因分析》(繼電器，2007年第14期)一文介紹了西柏坡發(fā)電廠220kV升壓站中間開關(guān)跳閘的事故概況，并分析了交流電串入直流回路后對繼電保護(hù)的影響，提出了方法措施；《220V工頻交流混入直流控制回路造成的開關(guān)誤跳問題分析》(山東電力技術(shù)，2009年第4期)一文介紹了萊蕪電廠由于電弧引起的工頻交流串入直流控制回路造成廠用備用電源開關(guān)誤合閘的故障情況，通過試驗(yàn)、檢查和分析找到了問題的原因，并采取相應(yīng)的處理和防范措施；《交流竄入直流系統(tǒng)的分析》(直流電源技術(shù)，2011年第I期)一文對兩所電廠由于交流串入直流系統(tǒng)弓I起的事故現(xiàn)象進(jìn)行了分析和描述。目前，對于發(fā)電廠和變電站所使用的直流絕緣監(jiān)測裝置，一般采用以下兩種方法進(jìn)行接地選線，其一為信號注入法，即產(chǎn)生一個(gè)交變信號注入直流系統(tǒng)與大地之間，發(fā)生接地的支路便會與該交變信號源構(gòu)成回路，通過檢測安裝于各支路上的能夠測量交流電流的傳感器來定位接地的故障支路；其二為直流漏電流法，由于直流絕緣監(jiān)測裝置設(shè)有平衡電橋和不平衡電橋，發(fā)生接地的支路必會產(chǎn)生泄漏電流，通過檢測安裝于各支路上的能夠測量直流漏電流的傳感器來定位接地的故障支路。當(dāng)交流電串入直流系統(tǒng)后，交流電壓會疊加到直流電壓上，可以通過檢測直流母線上的電壓波形來判斷是否有故障發(fā)生。對于采用信號注入法的直流絕緣監(jiān)測裝置，可以通過檢測支路上是否存在交流電流來定位交流串入故障發(fā)生的支路；而對于采用直流漏電流法的絕緣監(jiān)測裝置，因?yàn)橹绷髀╇娏鱾鞲衅鳠o法檢測交流電流，所以無法實(shí)現(xiàn)交流電串入的故障定位。因?yàn)樾盘柕淖⑷胍鹬绷飨到y(tǒng)紋波的增加，常為直流系統(tǒng)帶來繼電保護(hù)誤動、斷路器誤跳閘等問題，對直流系統(tǒng)和繼電保護(hù)系統(tǒng)具有安全隱患，所以采用信號注入法的直流絕緣監(jiān)測裝置正在逐漸淘汰；而采用直流漏電流法的直流絕緣監(jiān)測裝置，因需在各支路增設(shè)交流傳感器才能實(shí)現(xiàn)交流電串入的故障定位，故增加了系統(tǒng)的成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是提供一種能夠確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)，它在采用直流漏電流法的直流絕緣監(jiān)測裝置中，能夠確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路。本技術(shù)的技術(shù)解決方案為—種確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)，包括故障判斷裝置和若干故障定位裝置，其中所述故障判斷裝置包括在線式監(jiān)測裝置，它的輸入與直流母線正極KM+、直流母線負(fù)極KM-以及大地GND相連；若干故障定位裝置分別安裝在各直流支路中，在線式監(jiān)測裝置與故障定位裝置通過通訊總線連接；在線式監(jiān)測裝置實(shí)時(shí)采集串入直流系統(tǒng)的交流電壓，對交流電串入直流系統(tǒng)故障進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)交流電壓值超過設(shè)定的門限值后判定發(fā)生故障，并通過故障定位裝置進(jìn)行故障支路的判斷。進(jìn)一步地所述在線式監(jiān)測裝置包括電橋單元、直流電壓檢測與調(diào)理單元、交流電壓檢測與調(diào)理單元、AD轉(zhuǎn)換器、處理器、通訊電路單元，其中電橋單元的輸入端連接到直流系統(tǒng)的正極、負(fù)極和大地之間，電橋單元取出直流母線正極對地電壓和直流母線負(fù)極對地電壓送給直流電壓檢測與調(diào)理單元，電橋單元取出串入到直流系統(tǒng)的交流電壓送給交流電壓檢測與調(diào)理單元；直流電壓檢測與調(diào)理單元檢測直流母線正極對地電壓和直流母線負(fù)極對地電壓，交流電壓檢測與調(diào)理單元檢測串入到直流系統(tǒng)的交流電壓，直流電壓檢測與調(diào)理單元和交流電壓檢測與調(diào)理單元分別負(fù)責(zé)將取得的直流電壓值和交流電壓值調(diào)理成模擬電量， 并輸出給AD轉(zhuǎn)換器；AD轉(zhuǎn)換器將調(diào)理后的直流電壓和交流電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并輸出給處理器；處理器通過運(yùn)算，獲得直流系統(tǒng)的正極對地電壓U+、負(fù)極對地電壓U-，以及串入到直流系統(tǒng)的交流電壓Uac，此正極對地電壓U+、負(fù)極對地電壓U-以及串入到直流系統(tǒng)的交流電壓Uac作為判斷是否發(fā)生交流串入的依據(jù)；通訊電路單元與所述故障定位裝置進(jìn)行通訊，讀取故障定位裝置的信息，作為判斷發(fā)生交流串入直流故障支路的依據(jù)。所述故障定位裝置包括互感器、直流漏電流測量單元、處理器、通訊電路單元，其中直流系統(tǒng)支路的兩根分別連接直流母線正極和直流母線負(fù)極的導(dǎo)線穿過互感器；直流漏電流測量單元的輸入與互感器相連，直流漏電流測量單元輸出反映穿過互感器的電路的漏電流大小及方向的脈沖信號或模擬信號給處理器；處理器通過檢測脈沖寬度的變化或通過檢測模擬信號的幅值來確定漏電流大小及方向，處理器將漏電流的大小及方向通過通訊電路單元傳輸給在線式監(jiān)測裝置。所述故障定位裝置包括故障定位信號采集裝置和若干第一故障定位裝置，其中 第一故障定位裝置將支路產(chǎn)生的直流漏電流轉(zhuǎn)換為模擬量或數(shù)字量，故障定位信號采集裝置采集各第一故障定位裝置輸出的模擬量或數(shù)字量，并輸出給在線式監(jiān)測裝置。所述第一故障定位裝置包括互感器、直流漏電流測量單元，直流漏電流測量單元將穿過互感器的直流系統(tǒng)支路的兩根導(dǎo)線中的直流漏電流轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出給所述故障定位信號采集裝置；所述故障定位信號采集裝置包括處理器、至少一個(gè)AD轉(zhuǎn)換器、通訊電路單元，AD轉(zhuǎn)換器將第一故障定位裝置輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，處理器根據(jù)AD 轉(zhuǎn)換器的輸出計(jì)算各支路的直流漏電流值，通訊電路單元與在線式監(jiān)測裝置通訊，傳輸各支路的直流漏電流值。所述第一故障定位裝置包括互感器、直流漏電流測量單元、第一處理器、通訊電路單元，直流漏電流測量單元與互感器相連，輸出反映穿過互感器的直流系統(tǒng)支路的漏電流大小及方向的脈沖信號或模擬信號，并輸入給第一處理器；第一處理器通過檢測脈沖寬度的變化或通過檢測模擬信號的幅值來確定漏電流大小及方向，漏電流的大小及方向通過通訊電路單元傳輸給所述故障定位信號采集裝置；所述故障定位信號采集裝置包括第一通訊電路單元、第二處理器、第二通訊電路單元，第一通訊電路單元通過第一故障定位裝置的通訊電路單元與第一故障定位裝置通訊，接收第一故障定位裝置傳來的直流漏電流信息，第二處理器對所有支路的漏電流信息進(jìn)行匯總，并通過第二通訊電路單元傳輸給在線式監(jiān)測>J-U ρ α裝直。本技術(shù)采用上述方案，在采用直流漏電流法的直流絕緣監(jiān)測裝置中，能夠確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路；無需增設(shè)交流傳感器，節(jié)約系統(tǒng)成本，同時(shí)本方案無信號注入，因此不會引起直流系統(tǒng)波紋的增加，不會造成繼電保護(hù)誤動、斷路器誤跳閘等問題， 可靠性更高。附圖說明圖I為實(shí)施系統(tǒng)整體原理框圖。圖2為系統(tǒng)工作流程圖。圖3為本技術(shù)的實(shí)施系統(tǒng)整體原理圖內(nèi)的在線式監(jiān)測裝置實(shí)施原理圖。圖4為本技術(shù)的實(shí)施系統(tǒng)整體原理圖內(nèi)的故障定位裝置實(shí)施例I的原理框圖。圖5為本技術(shù)的實(shí)施系統(tǒng)整體原理圖內(nèi)的故障定位裝置實(shí)施例2的原理框圖。圖6為本技術(shù)的故障定位裝置實(shí)施例2中故障定位裝置I和故障定位裝置2 的實(shí)施例a的原理框圖。圖7為本技術(shù)的故障定位裝置實(shí)施例2中故障定位裝置I和故障定位裝置2 的實(shí)施例b的原理框圖。具體實(shí)施方式本實(shí)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)，其特征在于包括故障判斷裝置和若干故障定位裝置，其中：所述故障判斷裝置包括在線式監(jiān)測裝置，它的輸入與直流母線正極KM+、直流母線負(fù)極KM?以及大地GND相連；若干故障定位裝置分別安裝在各直流支路中，在線式監(jiān)測裝置與故障定位裝置通過通訊總線連接；在線式監(jiān)測裝置實(shí)時(shí)采集串入直流系統(tǒng)的交流電壓，對交流電串入直流系統(tǒng)故障進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)交流電壓值超過設(shè)定的門限值后判定發(fā)生故障，并通過故障定位裝置進(jìn)行故障支路的判斷。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)，其特征在于包括故障判斷裝置和若干故障定位裝置，其中 所述故障判斷裝置包括在線式監(jiān)測裝置，它的輸入與直流母線正極KM+、直流母線負(fù)極KM-以及大地GND相連； 若干故障定位裝置分別安裝在各直流支路中，在線式監(jiān)測裝置與故障定位裝置通過通訊總線連接； 在線式監(jiān)測裝置實(shí)時(shí)采集串入直流系統(tǒng)的交流電壓，對交流電串入直流系統(tǒng)故障進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)交流電壓值超過設(shè)定的門限值后判定發(fā)生故障，并通過故障定位裝置進(jìn)行故障支路的判斷。2.如權(quán)利要求I所述的確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)，其特征在于 所述在線式監(jiān)測裝置包括電橋單元、直流電壓檢測與調(diào)理單元、交流電壓檢測與調(diào)理單元、AD轉(zhuǎn)換器、處理器、通訊電路單元，其中 電橋單元的輸入端連接到直流系統(tǒng)的正極、負(fù)極和大地之間，電橋單元取出直流母線正極對地電壓和直流母線負(fù)極對地電壓送給直流電壓檢測與調(diào)理單元，電橋單元取出串入到直流系統(tǒng)的交流電壓送給交流電壓檢測與調(diào)理單元； 直流電壓檢測與調(diào)理單元檢測直流母線正極對地電壓和直流母線負(fù)極對地電壓，交流電壓檢測與調(diào)理單元檢測串入到直流系統(tǒng)的交流電壓，直流電壓檢測與調(diào)理單元和交流電壓檢測與調(diào)理單元分別負(fù)責(zé)將取得的直流電壓值和交流電壓值調(diào)理成模擬電量，并輸出給AD轉(zhuǎn)換器； AD轉(zhuǎn)換器將調(diào)理后的直流電壓和交流電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并輸出給處理器； 處理器通過運(yùn)算，獲得直流系統(tǒng)的正極對地電壓U+、負(fù)極對地電壓U-，以及串入到直流系統(tǒng)的交流電壓Uac，此正極對地電壓U+、負(fù)極對地電壓U-以及串入到直流系統(tǒng)的交流電壓Uac作為判斷是否發(fā)生交流串入的依據(jù)； 通訊電路單元與所述故障定位裝置進(jìn)行通訊，讀取故障定位裝置的信息，作為判斷發(fā)生交流串入直流故障支路的依據(jù)。3.如權(quán)利要求I或2所述的確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)，其特征在于所述故障定位裝置包括互感器、直流漏電流測量單元、處理器、通訊電路單元，其中 直流系統(tǒng)支路的兩根分別連接直流母線正極和直流母線負(fù)極的導(dǎo)線穿過互感器；直流漏電流測量單元...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王雪楠，蘭立民，王傳民，王超，
申請(專利權(quán))人：北京人民電器廠有限公司，
類型：實(shí)用新型
國別省市：
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