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直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置

1、產(chǎn)品概述

隨著我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展，發(fā)電廠(chǎng)、變電站種類(lèi)繁多，而且大容量發(fā)電廠(chǎng)、變電站越來(lái)越多，安全發(fā)電、輸電關(guān)系著整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人們正常生活。直流系統(tǒng)是發(fā)電廠(chǎng)、變電站重要的組成部分，直流系統(tǒng)的安全可靠性影響著發(fā)電廠(chǎng)、變電站的安全運(yùn)行，關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的安全生產(chǎn)。

發(fā)電廠(chǎng)、變電站的直流系統(tǒng)比較復(fù)雜，且與繼電保護(hù)、信號(hào)裝置、自動(dòng)裝置以及屋內(nèi)、外配電裝置的端子箱、操作機(jī)構(gòu)等連接，因此，發(fā)生接地故障機(jī)會(huì)較多。當(dāng)發(fā)生一點(diǎn)接地故障時(shí)，由于沒(méi)有短路電流流過(guò)，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成危害，所以系統(tǒng)仍能繼續(xù)運(yùn)行。但是這種接地故障必須及早發(fā)現(xiàn)，否則當(dāng)發(fā)生另一點(diǎn)接地故障時(shí)，有可能引起信號(hào)號(hào)回路、控制回路、繼電保護(hù)等的不正確動(dòng)作，從而造成重大損失。

我公司生產(chǎn)的直流系統(tǒng)在線(xiàn)絕緣監(jiān)測(cè)裝置，用于對(duì)直流母線(xiàn)和支路的絕緣狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。本裝置采用改進(jìn)的平衡橋及改進(jìn)的不平衡橋相結(jié)合的原理，不受直流饋線(xiàn)對(duì)地電容影響。準(zhǔn)確計(jì)算出正、負(fù)母線(xiàn)接地阻抗及各支路正、負(fù)端接地阻抗，當(dāng)檢測(cè)到接地阻抗值小于設(shè)定報(bào)警阻抗值時(shí)，設(shè)備給出報(bào)警信號(hào)及其阻抗值，直到報(bào)警信號(hào)消除為止。 該設(shè)備具有兩種檢測(cè)方式：平衡巡檢、不平衡巡檢。

平衡檢測(cè)是利用平衡電橋檢測(cè)母線(xiàn)對(duì)地絕緣情況；不平衡檢測(cè)是利用不平衡橋檢測(cè)兩極均出現(xiàn)絕緣下降的情況。當(dāng)監(jiān)測(cè)出有絕緣下降狀況發(fā)生時(shí)，裝置通過(guò)漏電流傳感器采集支路漏電流，可選出絕緣下降的具體支路。該裝置還具有電壓監(jiān)測(cè)功能，當(dāng)母線(xiàn)電壓和對(duì)地電壓超出設(shè)定值時(shí)，裝置給出報(bào)警信號(hào)。

?直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置

2、產(chǎn)品功能：

1.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)直流母線(xiàn)電壓、正負(fù)母線(xiàn)對(duì)地電壓、正負(fù)母線(xiàn)對(duì)地交流電壓、正負(fù)母線(xiàn)對(duì)地絕緣電阻及支路對(duì)地絕緣電阻等數(shù)據(jù)，并直觀(guān)顯示到裝置顯示屏。

2. 當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生下列故障時(shí)，本產(chǎn)品應(yīng)能迅速、準(zhǔn)確、可靠動(dòng)作，發(fā)出絕緣故障報(bào)警信息：

a)單極一點(diǎn)接地及絕緣降低；

b)單極多點(diǎn)接地及絕緣降低；

c)兩極同支路同阻值接地及絕緣降低；

d)兩極同支路不同阻值接地及絕緣降低；

e)兩極不同支路同阻值接地及絕緣降低；

f)兩極不同支路不同阻值接地及絕緣降低；

3、儀表具有創(chuàng)新的單臂電橋測(cè)試，現(xiàn)在大多儀表采用的是雙臂檢測(cè)電橋。這種檢測(cè)電橋在運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)投入正極對(duì)地檢測(cè)電阻后，勢(shì)必會(huì)造成系統(tǒng)負(fù)極對(duì)地電壓的升高，加之由于平衡電橋、檢測(cè)電橋電阻參數(shù)選擇的不合理，在檢測(cè)橋投入或退出時(shí)造成系統(tǒng)正負(fù)極母線(xiàn)對(duì)地電壓大幅度變化，有些裝置甚至達(dá)到全壓變化。

在系統(tǒng)正負(fù)極母線(xiàn)對(duì)地絕緣監(jiān)測(cè)過(guò)程中，如果不能*控制和管理系統(tǒng)負(fù)極對(duì)地電壓，就可能使負(fù)極對(duì)地電壓達(dá)到或超過(guò)保護(hù)出口繼電器動(dòng)作電壓，從而為繼電保護(hù)誤動(dòng)作提供一個(gè)條件。 創(chuàng)新的“單臂檢測(cè)電橋”由于僅具有負(fù)極對(duì)地的檢測(cè)電阻電路，所以稱(chēng)其為“單臂”檢測(cè)橋，不同于目前市場(chǎng)上正負(fù)極對(duì)地分別設(shè)有檢測(cè)電阻的“雙臂” 電橋電路。

單臂檢測(cè)電橋的特點(diǎn)在于檢測(cè)電橋電路僅由負(fù)極對(duì)地檢測(cè)電阻、負(fù)極對(duì)地檢測(cè)電阻切換開(kāi)關(guān)構(gòu)成，在檢測(cè)電橋工作時(shí)，由于檢測(cè)電橋電阻并聯(lián)在負(fù)極和大地之間，所以不僅不會(huì)造成直流母線(xiàn)負(fù)極對(duì)地電壓的增高，反而使其降低，控制了負(fù)極對(duì)地電壓的增高，能夠降低由于一點(diǎn)接地引發(fā)的繼電保護(hù)誤動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。

4、母線(xiàn)對(duì)地電壓補(bǔ)償，直流電源系統(tǒng)正負(fù)極對(duì)地絕緣電阻是一個(gè)多形式、多參數(shù)、不確定的組合形式。通過(guò)對(duì)直流一點(diǎn)接地引起保護(hù)誤動(dòng)案例的深入研究發(fā)現(xiàn)，除了在檢測(cè)電橋投入或退出時(shí)造成系統(tǒng)正負(fù)極母線(xiàn)對(duì)地電壓大幅度變化，還有可能由于直流系統(tǒng)正負(fù)極對(duì)地絕緣電阻的不均衡造成。

所以，我公司監(jiān)測(cè)裝置除了用于維持直流系統(tǒng)對(duì)地電壓平衡的平衡電橋、用于絕緣電阻測(cè)量的檢測(cè)電橋外，還設(shè)有一個(gè)臨時(shí)修正電橋，用于補(bǔ)償直流系統(tǒng)正負(fù)極電壓的不均衡。臨時(shí)修正電橋的設(shè)置是為了使負(fù)極對(duì)地電壓不超過(guò)負(fù)極安全電壓整定值，而負(fù)極安全電壓需根據(jù)直流系統(tǒng)Z靈敏的繼電器進(jìn)行整定，一般不大于額定電壓的55%，修正與補(bǔ)償方案是這樣實(shí)施的：臨時(shí)修正電橋根據(jù)直流系統(tǒng)正負(fù)極對(duì)地電壓的偏移狀況，向直流母線(xiàn)負(fù)極對(duì)地投入電阻，使直流母線(xiàn)負(fù)極對(duì)地電壓不超過(guò)負(fù)極安全電壓整定值（負(fù)極安全電壓應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)Z靈敏的繼電器的動(dòng)作電壓進(jìn)行整定，保守狀態(tài)下可設(shè)定為繼電器額定電壓的55%），從而使直流系統(tǒng)在一定程度

5、基于“系統(tǒng)電容分析”的可變檢測(cè)電橋。 根據(jù)試驗(yàn)分析，當(dāng)系統(tǒng)對(duì)地電容很小的情況下，極限狀態(tài)為零時(shí)，即使負(fù)極電壓超過(guò)繼電器動(dòng)作電壓，產(chǎn)生一點(diǎn)接地故障時(shí)也不會(huì)導(dǎo)致保護(hù)繼電器的誤動(dòng)作，所以，單純的控制負(fù)極對(duì)地電壓來(lái)使直流系統(tǒng)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)是非必要的。基于此，在設(shè)計(jì)電橋時(shí)，采用了“可變檢測(cè)電橋”技術(shù)。 可變檢測(cè)電橋是通過(guò)對(duì)直流系統(tǒng)的電壓、對(duì)地電容和絕緣電阻的綜合分析，能自適應(yīng)地改變檢測(cè)電橋的阻值，在完成絕緣監(jiān)測(cè)任務(wù)的同時(shí)Z大限度地保證直流系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

6、實(shí)現(xiàn)兩組直流互竄的監(jiān)控方案 通過(guò)對(duì)兩組直流系統(tǒng)正負(fù)極對(duì)地電壓的波動(dòng)情況及變化趨勢(shì)來(lái)判斷兩組直流系統(tǒng)是否發(fā)生非正常的電氣連接。 實(shí)現(xiàn)兩組直流互竄監(jiān)控。通過(guò)檢測(cè)電橋的投入或退出，采集兩套直流系統(tǒng)對(duì)地的電壓，并進(jìn)行綜合分析，可判斷以下幾種互竄故障：

1）兩套直流系統(tǒng)正極發(fā)生直接的電氣連接；

2）兩套直流系統(tǒng)負(fù)極發(fā)生直接的電氣連接；

3）*套直流系統(tǒng)的正極與第二套直流系統(tǒng)的負(fù)極發(fā)生直接的電氣連接；

4）*套直流系統(tǒng)的負(fù)極與第二套直流系統(tǒng)的正極發(fā)生直接的電氣連接；

5）*套直流系統(tǒng)的正極與第二套直流系統(tǒng)的負(fù)極通過(guò)電器元件連接（典型的電器元件為繼電器的線(xiàn)圈）；

6）*套直流系統(tǒng)的負(fù)極與第二套直流系統(tǒng)的正極通過(guò)電器元件連接（典型的電器元件為繼電器的線(xiàn)圈）。 由于采用了電壓分析法，在進(jìn)行兩套直流系統(tǒng)互竄故障監(jiān)控時(shí)，不向兩套直流系統(tǒng)引入外部信號(hào)。

7. 當(dāng)直流系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻小于等于預(yù)警值時(shí)，本產(chǎn)品可準(zhǔn)確預(yù)警并自行啟動(dòng)支路選線(xiàn)功能。

8．當(dāng)直流系統(tǒng)母線(xiàn)電壓異常，正負(fù)母線(xiàn)對(duì)地電壓偏差過(guò)大時(shí)，本產(chǎn)品可準(zhǔn)確報(bào)警，報(bào)警門(mén)限值可設(shè)定。

9. 直流互竄告警：當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生直流互竄故障時(shí)，本產(chǎn)品能發(fā)出直流互竄故障告警信息，并準(zhǔn)確選出故障支路。

10. 交流竄電告警：本產(chǎn)品可監(jiān)測(cè)交流竄入，設(shè)定交流竄入門(mén)限報(bào)警值。當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生有效值超過(guò)報(bào)警值的交流竄電故障時(shí)，本產(chǎn)品能發(fā)出交流竄電故障告警信息，并顯示竄入交流電壓的幅值，選出交流竄入的故障支路。

11. 電壓偏差補(bǔ)償功能：當(dāng)直流系統(tǒng)正負(fù)母線(xiàn)對(duì)地電壓的比值超出保護(hù)誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)因數(shù)1.222時(shí)，產(chǎn)品應(yīng)能通過(guò)對(duì)地電壓偏差補(bǔ)償橋使直流系統(tǒng)對(duì)地電壓恢復(fù)到平衡狀態(tài)。

12．本產(chǎn)品具有自檢功能，裝置自動(dòng)啟動(dòng)自檢功能，無(wú)需定期校驗(yàn)，即可隨時(shí)發(fā)現(xiàn)裝置的各種故障并給出報(bào)警，也可減少運(yùn)行維護(hù)成本。

a)平衡橋電阻開(kāi)路；

b)檢測(cè)橋電阻開(kāi)路；

c) 通訊中斷；

d)選線(xiàn)模塊斷開(kāi)；

e)互感器斷開(kāi)；

13.本產(chǎn)品具有多種啟動(dòng)方式啟動(dòng)檢測(cè)橋，實(shí)時(shí)測(cè)量正負(fù)母線(xiàn)對(duì)地電壓和正負(fù)母線(xiàn)對(duì)地絕緣電阻。

a)產(chǎn)品開(kāi)機(jī)自行啟動(dòng)

b)定時(shí)啟動(dòng)

c)正負(fù)母線(xiàn)對(duì)地電壓偏差啟動(dòng)

d)手動(dòng)啟動(dòng)

e)斷電啟動(dòng)；

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3、技術(shù)指標(biāo)

1. 正負(fù)極絕緣電阻測(cè)量： 0--999.9KΩ

2. 母線(xiàn)電壓測(cè)量范圍： 80%--130%Un,誤差±1%

3. 母線(xiàn)對(duì)地交流電壓側(cè)量： 0--242V,誤差±5%

4. 母線(xiàn)對(duì)地電壓測(cè)量范圍： 10%--130%Un,誤差±1%

5. 母線(xiàn)絕緣電阻測(cè)量范圍： 當(dāng)Ri＜10kΩ時(shí)， 顯示具體數(shù)值 10KΩ≤Ri≤60 KΩ 誤差±5% 60KΩ≤Ri≤200 KΩ 誤差±10% 200KΩ≤Ri≤999KΩ 顯示具體數(shù)值

6. 支路電阻測(cè)量精度： 當(dāng)Ri＜10kΩ時(shí)， 顯示具體數(shù)值 10KΩ≤Ri≤100 KΩ 誤差±20% 100KΩ≤Ri≤200 KΩ 顯示具體數(shù)值

7. 接地告警電阻整定： 1--120KΩ,步長(zhǎng)1K

8. 母線(xiàn)電壓越限告警整定： 1--±20%，步長(zhǎng)1%

9. 直流系統(tǒng)電壓等級(jí)： 24V、48V、110V、220V