直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置

1、產(chǎn)品概述 隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展，發(fā)電廠、變電站種類繁多，而且大容量發(fā)電廠、變電站越來越多，安全發(fā)電、輸電關(guān)系著整個國民經(jīng)濟(jì)和人們正常生活。直流系統(tǒng)是發(fā)電廠、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、變電站的安全運(yùn)行，關(guān)系到整個電網(wǎng)的安全生產(chǎn)。 發(fā)電廠、變電站的直流系統(tǒng)比較復(fù)雜，且與繼電保護(hù)、信號裝置、自動裝置以及屋內(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)會較多。當(dāng)發(fā)生一點(diǎn)接地故障時，由于沒有短路電流流過，不會對系統(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，有可能引起信號號回路、控制回路、繼電保護(hù)等的不正確動作，從而造成重大損失。 我公司生產(chǎn)的直流系統(tǒng)在線絕緣監(jiān)測裝置，用于對直流母線和支路的絕緣狀況進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)測。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，不受直流饋線對地電容影響。準(zhǔn)確計(jì)算出正、負(fù)母線接地阻抗及各支路正、負(fù)端接地阻抗，當(dāng)檢測到接地阻抗值小于設(shè)定報(bào)警阻抗值時，設(shè)備給出報(bào)警信號及其阻抗值，直到報(bào)警信號消除為止。 該設(shè)備具有兩種檢測方式：平衡巡檢、不平衡巡檢。平衡檢測是利用平衡電橋檢測母線對地絕緣情況；不平衡檢測是利用不平衡橋檢測兩極均出現(xiàn)絕緣下降的情況。當(dāng)監(jiān)測出有絕緣下降狀況發(fā)生時，裝置通過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)測功能，當(dāng)母線電壓和對地電壓超出設(shè)定值時，裝置給出報(bào)警信號。 2、產(chǎn)品功能： 1.實(shí)時監(jiān)測直流母線電壓、正負(fù)母線對地電壓、正負(fù)母線對地交流電壓、正負(fù)母線對地絕緣電阻及支路對地絕緣電阻等數(shù)據(jù)，并直觀顯示到裝置顯示屏。 2. 當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生下列故障時，本產(chǎn)品應(yīng)能迅速、準(zhǔn)確、可靠動作，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)新的單臂電橋測試，現(xiàn)在大多儀表采用的是雙臂檢測電橋。這種檢測電橋在運(yùn)行過程中，當(dāng)投入正極對地檢測電阻后，勢必會造成系統(tǒng)負(fù)極對地電壓的升高，加之由于平衡電橋、檢測電橋電阻參數(shù)選擇的不合理，在檢測橋投入或退出時造成系統(tǒng)正負(fù)極母線對地電壓大幅度變化，有些裝置甚至達(dá)到全壓變化。在系統(tǒng)正負(fù)極母線對地絕緣監(jiān)測過程中，如果不能*控制和管理系統(tǒng)負(fù)極對地電壓，就可能使負(fù)極對地電壓達(dá)到或超過保護(hù)出口繼電器動作電壓，從而為繼電保護(hù)誤動作提供一個條件。 創(chuàng)新的“單臂檢測電橋”由于僅具有負(fù)極對地的檢測電阻電路，所以稱其為“單臂”檢測橋，不同于目前市場上正負(fù)極對地分別設(shè)有檢測電阻的“雙臂” 電橋電路。單臂檢測電橋的特點(diǎn)在于檢測電橋電路僅由負(fù)極對地檢測電阻、負(fù)極對地檢測電阻切換開關(guān)構(gòu)成，在檢測電橋工作時，由于檢測電橋電阻并聯(lián)在負(fù)極和大地之間，所以不僅不會造成直流母線負(fù)極對地電壓的增高，反而使其降低，控制了負(fù)極對地電壓的增高，能夠降低由于一點(diǎn)接地引發(fā)的繼電保護(hù)誤動的風(fēng)險(xiǎn)。 4、母線對地電壓補(bǔ)償，直流電源系統(tǒng)正負(fù)極對地絕緣電阻是一個多形式、多參數(shù)、不確定的組合形式。通過對直流一點(diǎn)接地引起保護(hù)誤動案例的深入研究發(fā)現(xiàn)，除了在檢測電橋投入或退出時造成系統(tǒng)正負(fù)極母線對地電壓大幅度變化，還有可能由于直流系統(tǒng)正負(fù)極對地絕緣電阻的不均衡造成。 所以，我公司監(jiān)測裝置除了用于維持直流系統(tǒng)對地電壓平衡的平衡電橋、用于絕緣電阻測量的檢測電橋外，還設(shè)有一個臨時修正電橋，用于補(bǔ)償直流系統(tǒng)正負(fù)極電壓的不均衡。臨時修正電橋的設(shè)置是為了使負(fù)極對地電壓不超過負(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：臨時修正電橋根據(jù)直流系統(tǒng)正負(fù)極對地電壓的偏移狀況，向直流母線負(fù)極對地投入電阻，使直流母線負(fù)極對地電壓不超過負(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”的可變檢測電橋。 根據(jù)試驗(yàn)分析，當(dāng)系統(tǒng)對地電容很小的情況下，極限狀態(tài)為零時，即使負(fù)極電壓超過繼電器動作電壓，產(chǎn)生一點(diǎn)接地故障時也不會導(dǎo)致保護(hù)繼電器的誤動作，所以，單純的控制負(fù)極對地電壓來使直流系統(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，采用了“可變檢測電橋”技術(shù)。 可變檢測電橋是通過對直流系統(tǒng)的電壓、對地電容和絕緣電阻的綜合分析，能自適應(yīng)地改變檢測電橋的阻值，在完成絕緣監(jiān)測任務(wù)的同時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 通過對兩組直流系統(tǒng)正負(fù)極對地電壓的波動情況及變化趨勢來判斷兩組直流系統(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。通過檢測電橋的投入或退出，采集兩套直流系統(tǒng)對地的電壓，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)極通過電器元件連接（典型的電器元件為繼電器的線圈）； 6）*套直流系統(tǒng)的負(fù)極與第二套直流系統(tǒng)的正極通過電器元件連接（典型的電器元件為繼電器的線圈）。 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，不向兩套直流系統(tǒng)引入外部信號。 7. 當(dāng)直流系統(tǒng)對地絕緣電阻小于等于預(yù)警值時，本產(chǎn)品可準(zhǔn)確預(yù)警并自行啟動支路選線功能。 8．當(dāng)直流系統(tǒng)母線電壓異常，正負(fù)母線對地電壓偏差過大時，本產(chǎn)品可準(zhǔn)確報(bào)警，報(bào)警門限值可設(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，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)測交流竄入，設(shè)定交流竄入門限報(bào)警值。當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生有效值超過報(bào)警值的交流竄電故障時，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)母線對地電壓的比值超出保護(hù)誤動風(fēng)險(xiǎn)因數(shù)1.222時，產(chǎn)品應(yīng)能通過對地電壓偏差補(bǔ)償橋使直流系統(tǒng)對地電壓恢復(fù)到平衡狀態(tài)。 12．本產(chǎn)品具有自檢功能，裝置自動啟動自檢功能，無需定期校驗(yàn)，即可隨時發(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)平衡橋電阻開路； b)檢測橋電阻開路； c) 通訊中斷； d)選線模塊斷開； e)互感器斷開； 13.本產(chǎn)品具有多種啟動方式啟動檢測橋，實(shí)時測量正負(fù)母線對地電壓和正負(fù)母線對地絕緣電阻。 a)產(chǎn)品開機(jī)自行啟動 b)定時啟動 c)正負(fù)母線對地電壓偏差啟動 d)手動啟動 e)斷電啟動； 3、技術(shù)指標(biāo) 1. 正負(fù)極絕緣電阻測量： 0--999.9KΩ 2. 母線電壓測量范圍： 80%--130%Un,誤差±1% 3. 母線對地交流電壓側(cè)量： 0--242V,誤差±5% 4. 母線對地電壓測量范圍： 10%--130%Un,誤差±1% 5. 母線絕緣電阻測量范圍： 當(dāng)Ri＜10kΩ時， 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. 支路電阻測量精度： 當(dāng)Ri＜10kΩ時， 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1K 8. 母線電壓越限告警整定： 1--±20%，步長1% 9. 直流系統(tǒng)電壓等級： 24V、48V、110V、220V