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直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置

1、產品概述

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、輸電關系著整個國民經濟和人們正常生活。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、變電站的安全運行，關系到整個電網的安全生產。

發(fā)電廠、變電站的直流系統(tǒng)比較復雜，且與繼電保護、信號裝置、自動裝置以及屋內、外配電裝置的端子箱、操作機構等連接，因此，發(fā)生接地故障機會較多。當發(fā)生一點接地故障時，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)運行。但是這種接地故障必須及早發(fā)現(xiàn)，否則當發(fā)生另一點接地故障時，有可能引起信號號回路、控制回路、繼電保護等的不正確動作，從而造成重大損失。

我公司生產的直流系統(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行實時在線監(jiān)測。本裝置采用改進的平衡橋及改進的不平衡橋相結合的原理，不受直流饋線對地電容影響。準確計算出正、負母線接地阻抗及各支路正、負端接地阻抗，當檢測到接地阻抗值小于設定報警阻抗值時，設備給出報警信號及其阻抗值，直到報警信號消除為止。 該設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，當母線電壓和對地電壓超出設定值時，裝置給出報警信號。

?直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置

2、產品功能：

1.實時監(jiān)測直流母線電壓、正負母線對地電壓、正負母線對地交流電壓、正負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. 當直流系統(tǒng)發(fā)生下列故障時，本產品應能迅速、準確、可靠動作，發(fā)出絕緣故障報警信息：

a)單極一點接地及絕緣降低；

b)單極多點接地及絕緣降低；

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。這種檢測電橋在運行過程中，當投入正極對地檢測電阻后，勢必會造成系統(tǒng)負極對地電壓的升高，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)正負極母線對地電壓大幅度變化，有些裝置甚至達到全壓變化。

在系統(tǒng)正負極母線對地絕緣監(jiān)測過程中，如果不能*控制和管理系統(tǒng)負極對地電壓，就可能使負極對地電壓達到或超過保護出口繼電器動作電壓，從而為繼電保護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極對地分別設有檢測電阻的“雙臂” 電橋電路。

單臂檢測電橋的特點在于檢測電橋電路僅由負極對地檢測電阻、負極對地檢測電阻切換開關構成，在檢測電橋工作時，由于檢測電橋電阻并聯(lián)在負極和大地之間，所以不僅不會造成直流母線負極對地電壓的增高，反而使其降低，控制了負極對地電壓的增高，能夠降低由于一點接地引發(fā)的繼電保護誤動的風險。

4、母線對地電壓補償，直流電源系統(tǒng)正負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。通過對直流一點接地引起保護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，還設有一個臨時修正電橋，用于補償直流系統(tǒng)正負極電壓的不均衡。臨時修正電橋的設置是為了使負極對地電壓不超過負極安全電壓整定值，而負極安全電壓需根據(jù)直流系統(tǒng)Z靈敏的繼電器進行整定，一般不大于額定電壓的55%，修正與補償方案是這樣實施的：臨時修正電橋根據(jù)直流系統(tǒng)正負極對地電壓的偏移狀況，向直流母線負極對地投入電阻，使直流母線負極對地電壓不超過負極安全電壓整定值（負極安全電壓應根據(jù)系統(tǒng)Z靈敏的繼電器的動作電壓進行整定，保守狀態(tài)下可設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)試驗分析，當系統(tǒng)對地電容很小的情況下，極限狀態(tài)為零時，即使負極電壓超過繼電器動作電壓，產生一點接地故障時也不會導致保護繼電器的誤動作，所以，單純的控制負極對地電壓來使直流系統(tǒng)處于穩(wěn)定運行狀態(tài)是非必要的?；诖?，在設計電橋時，采用了“可變檢測電橋”技術。 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，能自適應地改變檢測電橋的阻值，在完成絕緣監(jiān)測任務的同時Z大限度地保證直流系統(tǒng)的安全運行。

6、實現(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)的負極發(fā)生直接的電氣連接；

4）*套直流系統(tǒng)的負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. 當直流系統(tǒng)對地絕緣電阻小于等于預警值時，本產品可準確預警并自行啟動支路選線功能。

8．當直流系統(tǒng)母線電壓異常，正負母線對地電壓偏差過大時，本產品可準確報警，報警門限值可設定。

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

10. 交流竄電告警：本產品可監(jiān)測交流竄入，設定交流竄入門限報警值。當直流系統(tǒng)發(fā)生有效值超過報警值的交流竄電故障時，本產品能發(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. 電壓偏差補償功能：當直流系統(tǒng)正負母線對地電壓的比值超出保護誤動風險因數(shù)1.222時，產品應能通過對地電壓偏差補償橋使直流系統(tǒng)對地電壓恢復到平衡狀態(tài)。

12．本產品具有自檢功能，裝置自動啟動自檢功能，無需定期校驗，即可隨時發(fā)現(xiàn)裝置的各種故障并給出報警，也可減少運行維護成本。

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.本產品具有多種啟動方式啟動檢測橋，實時測量正負母線對地電壓和正負母線對地絕緣電阻。

a)產品開機自行啟動

b)定時啟動

c)正負母線對地電壓偏差啟動

d)手動啟動

e)斷電啟動；

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3、技術指標

1. 正負極絕緣電阻測量： 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