一、LYDCS-6000直流接地故障報警裝置概述

在原有產(chǎn)品的基礎上進(jìn)行技術(shù)創(chuàng )新和提升。提高了裝置的測量精度和抗電容干擾的能力。在性能指標的適應性、調試的方便性及運行的可靠性方面均處于國內水平。裝置*利用了信號相位鎖定、超前校正及跟蹤積木式結構等技術(shù)，從根本上解決了判斷數據不全、選線(xiàn)不準等弊病。且根據2011年12月國家電網(wǎng)公司制定的《十八項國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》中的第五項“防止變電站全停及重要客戶(hù)停電事故"中明確提出了原有的直流電源系統絕緣監測裝置，要求增加交流竄直流故障的測記和報警功能。本裝置采用實(shí)時(shí)跟蹤信息零處理技術(shù)，解決了交流信號竄入直流故障的測記和報警，是作為直流系統逐步改造提升的設備。廣泛適用于電力、石化、冶金、郵電、鐵路等行業(yè)發(fā)電廠(chǎng)及變電站。是一種提高電網(wǎng)自動(dòng)化管理水平、確保安全運行及故障準確定位的智能儀器

公司本著(zhù)“質(zhì)量*，以質(zhì)為根"的生產(chǎn)理念，嚴格貫徹 ISO9001 質(zhì)量管理體系，決心為顧客提供zui為優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。公司憑借*科學(xué)管理理念、雄厚的生產(chǎn)技術(shù)力量、完善的售后服務(wù)、嚴格的質(zhì)量管理，獲得了ISO9001 質(zhì)量管理體系認證證書(shū)、計量合格證證書(shū)等多項證書(shū)，榮獲“上海市"、“上海市守合同重信譽(yù)單位"、“ 全國電力行業(yè)設備選型采購推薦產(chǎn)品"等稱(chēng)號，是“中國電力設備管理協(xié)會(huì )會(huì )員"及“全國電力行業(yè)設備管理戰略合作伙伴單位"。

二、LYDCS-6000直流接地故障報警裝置整機測量原理說(shuō)明

根據直流系統的特殊性，本裝置的測量從測量?jì)热輩^分，可分為四大部分，一是母線(xiàn)監測，二是分支回路查巡，三是交流竄直流監與報警，直流系統交流成份紋波的監測。

2.1直流母線(xiàn)監測

2.1.1 在直流系統中，分別從橋網(wǎng)絡(luò )A和橋網(wǎng)絡(luò )B讀取X和Y兩個(gè)直流中心對地電壓值。

見(jiàn)圖－

              ◎ U 為直流系統母線(xiàn)電壓            ◎ U+為直流系統母線(xiàn)正極對地電壓

              ◎ U－為直流系統母線(xiàn)負極對地電壓   ◎ R+為直流系統母線(xiàn)正極對地電阻

              ◎ R－為直流系統母線(xiàn)負極對地電阻   ◎ X為電橋網(wǎng)絡(luò )A直流中點(diǎn)對地電壓

              ◎ Y為電橋網(wǎng)絡(luò )B直流中點(diǎn)對地電壓

圖一

2.1.2根據電路基本原理分析，要準確求出正對地電阻R+和負對地電阻R－，必建立兩組獨立的電橋網(wǎng)絡(luò )方程，將其聯(lián)立求解，才能真正求出兩個(gè)電阻R+和R－的電阻值。R1、R2、R分別組成電橋網(wǎng)絡(luò )，R1≠R2為常量，我們充分利用兩個(gè)不平衡橋網(wǎng)絡(luò )A和網(wǎng)絡(luò )橋B?？梢詫С鼋^緣電阻R+和R－僅與母線(xiàn)電壓及測量值“X"與“Y"有關(guān)。經(jīng)電腦編程分別計算出R+與R－的數值，同時(shí)也可以計算出母線(xiàn)正端對地電壓U+與母線(xiàn)對地電壓U－值。結構原理如圖一所示。

2.2支回路查巡，故障定位，報警。

主機中配有大功率電阻做為電橋，檢測支路時(shí)定時(shí)啟動(dòng)電橋電阻信號接至直流系統的正負極與地之間。利用電阻電橋之間的轉換，不同的接地電阻與投入的電橋電阻之間的并聯(lián)，產(chǎn)生不同對地電壓，產(chǎn)生了不同的接地漏電流，安裝于各支路的傳感器檢測每個(gè)支路漏電流。工作原理見(jiàn)（圖二）所示。如果支路有電阻接地、交流竄入故障、直流互竄故障的支路信號、對于故障回路則該支路上的傳感器產(chǎn)生感應電壓，感應電壓的大小與支路電阻成反比。感應電壓信號經(jīng)模擬選擇開(kāi)關(guān)、放大、帶通濾波、相位比較、濾波、A/D轉換、送CPU進(jìn)行數據處理，再通過(guò)RS485接口轉入主機。

隨著(zhù)電網(wǎng)容量的不斷擴大，電壓等級的不斷提高，分支回路也相應的增多，有的變電站已多達500分支回路以上。為了滿(mǎn)足這方面的需求，本裝置利用了總線(xiàn)技術(shù)，采用分層分布式設計。將每16回路增加一個(gè)采集模塊，這種分層分布式的分散結構不需改變原有的主機結構。并可以拓展到512個(gè)回路。采樣模塊和主機之間利用RS485接口實(shí)現并接。每個(gè)模塊地址碼可以在現場(chǎng)隨意設定，大大提高了產(chǎn)品的適用性和裝置的可靠性。

圖二

2.3 交流竄直流保護，故障幅度與錄波與波形分析,竄入支路故障定位。

主機配置母線(xiàn)交流電壓檢測電路，母線(xiàn)通過(guò)電容隔直流、差分運放、快速整流、濾波、高速AD，實(shí)時(shí)檢測母線(xiàn)上的交流信號，并反饋至主芯片，若外部交流竄入電壓大于所設定的信號，通過(guò)聲光報警及干接點(diǎn)輸出報警相關(guān)信息，并啟動(dòng)了支路巡查電路，巡查電路確定故障支路。并記錄保存本次報警相關(guān)信息，大大提高系統的安全性和可靠性。如圖四。

圖四

2.4 直流系統中交流成份（紋波）的監測。故障報警。

電路采用耦合、交直流分解等特殊電路處理，能實(shí)時(shí)準確地對直流電源紋波含量即紋波電壓值，計算直流中的紋波系數，如圖三。

圖三

2.5 直流互竄檢測，故障定位與分析。

本機內置快速高精度檢測電路，實(shí)時(shí)檢測現場(chǎng)兩段母線(xiàn)之間的直流互竄故障，并準確查找互竄支路，大大提高系統的安全性和可靠性。為了保證直流電源對變電站安全運行需要。常常設有兩段獨立的直流電源。同一變電站兩段直流是要求分開(kāi)獨立運行，由于接線(xiàn)錯誤，設備老化通常會(huì )造成兩段母線(xiàn)發(fā)生了電氣上的連接，出現了兩段母線(xiàn)手拉手現象?，F有的直流系統是采用兩個(gè)電橋監測各自的母線(xiàn)，兩段母線(xiàn)出現了電氣上的連接也說(shuō)是會(huì )出現我們常說(shuō)的“兩點(diǎn)接地現象"。兩點(diǎn)接地現象常常會(huì )對變電站的繼電保護正常運行造成一定的危險。我們利用了現有直流接地裝置的技術(shù)升級，將電橋電路的智能化技術(shù)與支路巡查電路進(jìn)行充分的結合，成功解決了直流系統兩段母線(xiàn)出現了電氣上的連接，也就是發(fā)生了手接手的兩點(diǎn)接地進(jìn)行了告警，并通過(guò)支路巡查定位，準確地查找發(fā)生兩段直流母線(xiàn)互竄的回路。我們將兩臺測量的直流絕緣監察裝置通過(guò)測量與通迅技術(shù)，進(jìn)行數據分析，進(jìn)行了定位，有效地查找發(fā)生直流互竄接地的回路。

發(fā)生直流互竄的主要歸納為有五種工作方式：

現象一、*段母線(xiàn)負端與第二段母線(xiàn)負互竄。

現象二： *段母線(xiàn)正和第二段母線(xiàn)正互竄.

現象三：*段母線(xiàn)正和第二段母線(xiàn)正，*段母線(xiàn)負和第二段母線(xiàn)負同時(shí)互竄

現象四：*段母線(xiàn)負端和第二段母線(xiàn)正端互竄，或*段母線(xiàn)正端和第二段母線(xiàn)負端互竄。

三、LYDCS-6000功能特點(diǎn)

本裝置采用Cortex-M3內核的STM32芯片為主控芯片，集成度高，抗干擾能力強，運行速度快，功耗低。

3.1 操作界面基于菜單式的人性化設計。

3.2相關(guān)的所有參數均可通過(guò)菜單進(jìn)行設置，相關(guān)的所有報警均通過(guò)聲光輸出和相應的干接點(diǎn)輸出。

3.3準確檢測直流電壓、模塊狀態(tài)、直流絕緣及接地選線(xiàn)為；精確區分母線(xiàn)接地、支路接地，并顯示接地電阻阻值；自動(dòng)分辨兩條或兩條以上支路同時(shí)接地的故障等。

3.4可隨時(shí)操作界面進(jìn)入全部支路的巡檢操作，以觀(guān)察全部支路的接地狀況。

3.5 可隨時(shí)操作界面進(jìn)入全部支路的單檢操作，分全部支路單檢（通過(guò)按鍵循環(huán)檢測）和選定支路單檢（通過(guò)按鍵選定某一支路檢測）。

3.6 保存顯示當前5次的母線(xiàn)絕緣報警記錄。

3.7 提供檢測2段母線(xiàn)的紋波電壓和紋波系數。

3.8 對CT極性無(wú)*性要求、無(wú)方向要求。

3.9 信號采集數據采用RS485接口技術(shù)，使數據的有效傳輸距離可達 1000米。

3.10裝置提供串行數據通訊接口（RS－232、RS－485）和外部設備連系。

3.11 裝置提供100M的以太網(wǎng)接口。

3.12支路檢測速度快.巡檢16路以后的數據時(shí)，平均每路巡檢時(shí)間低于1秒。

3.13 本機可以通過(guò)參數設定設置交流竄入報警門(mén)限（交流有效值）。

3.14裝置采用實(shí)時(shí)跟蹤信息零處理技術(shù)，解決了交流信號竄入直流故障的測記和報

警。  

3.15采用彩屏液晶顯示、中文界面、顯示直觀(guān)明了，并帶有液晶自動(dòng)保護功能。

3.16本系統可提供簡(jiǎn)單的多機連接功能，適用于復雜的多級直流系統中，不會(huì )出

誤報及拒報現象。

3.17 紋波測量：采用實(shí)時(shí)全數字寬帶測量、實(shí)時(shí)測量全范圍的直流電源紋波、電

壓值、并計算紋波系數值，有效記錄直流電源中的交流含量。

四、LYDCS-6000技術(shù)性能指標

4.1 適應環(huán)境溫度：-10℃～+55℃：濕度≤90％

4.2 大氣壓：80-110KPA；

4.3 直流系統電壓等級：220Vdc、110Vdc、48Vdc、24Vdc；

4.4裝置工作電壓：AC/DC 85-265v

4.5 母線(xiàn)段數：二段

4.6 繼電器接點(diǎn)電流：DC220V/3A

4.7 母線(xiàn)電壓測量精度：±0.5％

4.8 母線(xiàn)絕緣電阻測量精度：0-5KΩ*.1KΩ

                           5-50KΩ誤差≤5％

                           50-100KΩ誤差≤10％

4.9 繼電器動(dòng)作報警時(shí)間:    ≤2秒

4.10 支路絕緣電阻測量精度：0.5-10KΩ誤差≤15％

 10-25KΩ誤差≤20％

4.11 交流竄入電壓測量范圍：0-300V

4.12  交流竄入電壓測量精度：≤1%

4.13 紋波測量范圍：0-100V

4.14 紋波測量精度大于1%

4.15裝置功耗：≤30W

4.16 裝置重量：≤8Kg

4.17 外型尺寸：（長(cháng)×高×深）：360×135×280㎜，

4.18 采集單元外型：155×95×43㎜

五、LYDCS-6000產(chǎn)品圖片

5.1主機前面板各部件功能介紹：見(jiàn)上圖所示。

5.1.1按鍵“上"鍵、“下"鍵、“左"鍵、“右"鍵、“確定"鍵、“取消"鍵。

5.1.2指示燈

電源指示燈：儀器通上電源時(shí)，該燈亮。

信號指示燈：儀器進(jìn)入支路檢測狀態(tài)后，該燈亮。

超壓報警燈：母線(xiàn)電壓超過(guò)門(mén)限設定值時(shí)，該燈亮。

欠壓報警燈：母線(xiàn)電壓低于門(mén)限設定值時(shí)，該燈亮。

絕緣報警燈：母線(xiàn)對地絕緣電阻低于門(mén)限設定值時(shí)，該燈亮。

支路報警燈：支路檢測時(shí)，接地電阻值低于門(mén)限設定值時(shí)，該燈亮。

瞬時(shí)接地燈：母線(xiàn)瞬時(shí)對地絕緣電阻值低于門(mén)限設定值時(shí)，該燈亮。

 交流串路燈：當有交流竄入時(shí)，該燈亮。

5.1.3液晶顯示器

中文顯示設定參數,母線(xiàn)監測數據及支路檢測數據等.

5.1.4電源開(kāi)關(guān)

電源開(kāi)關(guān)置于機箱后面，置ON時(shí)接通儀器工作電源，置OFF時(shí)，電源切斷。

5.2主機后面面板簡(jiǎn)介

后面板上貼有接線(xiàn)端子功能表，見(jiàn)下圖所示。其中故障報警繼電器輸出為常閉觸點(diǎn)，當儀器正常工作時(shí)，該繼電器觸點(diǎn)斷開(kāi)；當儀器發(fā)生故障時(shí)，該繼電器觸點(diǎn)閉合。其它報警繼電器輸出均為常開(kāi)觸點(diǎn)，只有報警輸出時(shí)，相應的繼電器觸點(diǎn)才閉合。

六、LYDCS-6000通電前檢查

6.1裝置到貨后，首先應檢查包裝箱上的產(chǎn)品登記單與裝置箱體上的質(zhì)量檢驗合格證，并確認與訂貨*。

6.2打開(kāi)裝置機箱對裝置各部件進(jìn)行檢查，確定各部件有無(wú)松動(dòng)及損壞現象，檢查有關(guān)電纜線(xiàn)連接是否可靠。

6.3核對裝置工作電源電壓和現場(chǎng)電壓是否相符。

6.4上述各項檢查完畢方可通電試驗。

七、LYDCS-6000安裝

7.1本裝置可單獨安放在工作臺或安裝在直流屏柜內。系統為了適應不同的用戶(hù)，在外觀(guān)設計時(shí)選用了兩種機型，4U的機型里面安裝了兩個(gè)采樣模塊，小機型里面沒(méi)有安裝采樣部件。具體安裝尺寸見(jiàn)圖五。

            圖五

7.2互感器安裝

7.2.1互感器應安裝在支路距母線(xiàn)的zui近端（zui后安裝在分支路空氣開(kāi)關(guān)或熔絲之間）。

7.2.2常見(jiàn)的規格有內徑為φ18、φ44、φ90及K20四種見(jiàn)圖六（三種）。

7.2.3互感器的一個(gè)接線(xiàn)端子連接在采樣模塊的信號輸入支路端子上而另一個(gè)接線(xiàn)端子連接在采樣模塊的接地輸入端子上。

圖六

7.3采集模塊的安裝：

按回路的需要增加相應的互感器和采集模塊，各采樣模塊之間采用≥0.5平方毫米的導線(xiàn)相連接。各分支路互感器接在采集模塊的信號輸入端。（各采樣模塊的輸入端的地線(xiàn)是獨立的，不和大地連接）參照圖五

7.4 主從機（多機系統運行）部分安裝簡(jiǎn)要說(shuō)明：

7.4.1 主從機之間通過(guò)RS485通訊連接，即每臺機器后面面板的第39（RS485A）、第40（RS485B）端子并聯(lián)。

7.4.2 所有模塊均通過(guò)五芯線(xiàn)連至主機后面面板第31-35端子。

7.5采樣模塊

7.5.1采樣模塊的使用，采樣模塊是本裝置拓展采樣回路的關(guān)鍵部件，是拓展多級聯(lián)機的入口。

7.5.2采樣模塊的編碼：采樣模塊編號采用8421方式，以先后順序從1到99。

7.5.3采樣模塊的編碼方法：（安裝面向下，文字標志面向上）。8位撥碼開(kāi)關(guān)分別表示十進(jìn)制的個(gè)位（1.2.3.4），和十位（5.6.7.8），每一位按照二進(jìn)制方式計算，直到9。各位開(kāi)關(guān)在靠近NO的字樣邊是0，選中的數字鍵向下有效。所以在使用時(shí)要注意采樣模塊的編碼要按順序編制，檢查無(wú)誤后才能通電運行。如要設置第63塊，見(jiàn)下表：

7.5.4采樣模塊是裝置的子系統，它的地線(xiàn)是獨立的，所以各個(gè)互感器的接地點(diǎn)應接在所屬模塊的接地點(diǎn)上。以防相互干擾，采樣模塊的地線(xiàn)不和大地連接.采集模塊超過(guò)4個(gè)需要加一個(gè)12V的電源.用戶(hù)在使用時(shí)請注意。

7.5.5采樣模塊和主機的連線(xiàn)可參考連線(xiàn)圖七。

圖七