一、LYDCS-6000直流电源系统绝缘监测系统概述

在原有产品的基础上进行技术和提升。提高了装置的测量精度和抗电容干扰的能力。在性能指标的适应性、调试的方便性及运行的可靠性方面均处于国内*水平。装置第1次利用了信号相位锁定、超前校正及跟踪积木式结构等技术，从根本上解决了判断数据不全、选线不准等弊病。且根据2011年12月国家电网公司制定的《十八项国家电网公司十八项电网重大反事故措施》中的第五项“防止变电站全停及重要客户停电事故”中明确提出了原有的直流电源系统绝缘监测装置，要求增加交流窜直流故障的测记和报警功能。本装置采用实时跟踪信息零处理技术，解决了交流信号窜入直流故障的测记和报警，是作为直流系统逐步改造提升的理想设备。广泛适用于电力、石化、冶金、邮电、铁路等行业发电厂及变电站。是一种提高电网自动化管理水平、确保**运行及故障准确定位的理想智能仪器

二、LYDCS-6000直流电源系统绝缘监测系统整机测量原理说明

根据直流系统的特殊性，本装置的测量从测量内容区分，可分为四大部分，一是母线监测，二是分支回路查巡，三是交流窜直流监与报警，直流系统交流成份纹波的监测。

2.1直流母线监测

2.1.1 在直流系统中，分别从桥网络A和桥网络B读取X和Y两个直流中心对地电压值。

见图

◎ U 为直流系统母线电压            ◎ U+为直流系统母线正极对地电压

◎ U－为直流系统母线负极对地电压   ◎ R+为直流系统母线正极对地电阻

◎ R－为直流系统母线负极对地电阻   ◎ X为电桥网络A直流中点对地电压

◎ Y为电桥网络B直流中点对地电压

                                                                图一

2.1.2根据电路基本原理分析，要准确求出正对地电阻R+和负对地电阻R－，必建立两组独立的电桥网络方程，将其联立求解，才能真正求出两个电阻R+和R－的电阻值。R1、R2、R分别组成电桥网络，R1≠R2为常量，我们充分利用两个不平衡桥网络A和网络桥B。可以导出绝缘电阻R+和R－仅与母线电压及测量值“X”与“Y”有关。经电脑编程分别计算出R+与R－的数值，同时也可以计算出母线正端对地电压U+与母线对地电压U－值。结构原理如图一所示。

2.2支回路查巡，故障定位，报警。

主机中配有大功率电阻做为电桥，检测支路时定时启动电桥电阻信号接至直流系统的正负极与地之间。利用电阻电桥之间的转换，不同的接地电阻与投入的电桥电阻之间的并联，产生不同对地电压，产生了不同的接地漏电流，安装于各支路的传感器检测每个支路漏电流。工作原理见（图二）所示。如果支路有电阻接地、交流窜入故障、直流互窜故障的支路信号、对于故障回路则该支路上的传感器产生感应电压，感应电压的大小与支路电阻成反比。感应电压信号经模拟选择开关、放大、带通滤波、相位比较、滤波、A/D转换、送CPU进行数据处理，再通过RS485接口转入主机。

随着电网容量的不断扩大，电压等级的不断提高，分支回路也相应的增多，有的变电站已多达500分支回路以上。为了满足这方面的需求，本装置利用了总线技术，采用分层分布式设计。将每16回路增加一个采集模块，这种分层分布式的分散结构不需改变原有的主机结构。并可以拓展到512个回路。采样模块和主机之间利用RS485接口实现并接。每个模块地址码可以在现场随意设定，大大提高了产品的适用性和装置的可靠性。

                                                        图二

2.3 直流系统中交流成份（纹波）的监测。故障报警。

电路采用耦合、交直流分解等特殊电路处理，能实时准确地对直流电源纹波含量即纹波电压值，计算直流中的纹波系数，如图三。

                                               图三

2.4 交流窜直流保护，故障幅度与录波与波形分析,窜入支路故障定位。

主机配置母线交流电压检测电路，母线通过电容隔直流、差分运放、快速整流、滤波、高速AD，实时检测母线上的交流信号，并反馈至主芯片，若外部交流窜入电压大于所设定的信号，通过声光报警及干接点输出报警相关信息，并启动了支路巡查电路，巡查电路确定故障支路。并记录保存本次报警相关信息，大大提高系统的**性和可靠性。如图四。

                                                      图四

2.5 直流互窜检测，故障定位与分析。

本机内置快速高精度检测电路，实时检测现场两段母线之间的直流互窜故障，并准确查找互窜支路，大大提高系统的**性和可靠性。为了保证直流电源对变电站**运行需要。常常设有两段独立的直流电源。同一变电站两段直流是要求分开独立运行，由于接线错误，设备老化通常会造成两段母线发生了电气上的连接，出现了两段母线手拉手现象。现有的直流系统是采用两个电桥监测各自的母线，两段母线出现了电气上的连接也说是会出现我们常说的“两点接地现象”。两点接地现象常常会对变电站的继电保护正常运行造成一定的危险。我们利用了现有直流接地装置的技术升级，将电桥电路的智能化技术与支路巡查电路进行充分的结合，成功解决了直流系统两段母线出现了电气上的连接，也就是发生了手接手的两点接地进行了告警，并通过支路巡查定位，准确地查找发生两段直流母线互窜的回路。我们将两个独立测量的直流绝缘监察装置通过测量与通迅技术，进行数据分析，进行了定位，有效地查找发生直流互窜接地的回路。

发生直流互窜的主要归纳为有五种工作方式：

现象一、第1段母线负端与第2段母线负互窜。

现象二： 第1段母线正和第2段母线正互窜.

现象三：第1段母线正和第2段母线正，第1段母线负和第2段母线负同时互窜

现象四：第1段母线负端和第2段母线正端互窜，或**段母线正端和第2段母线负端互窜。

三、LYDCS-6000直流电源系统绝缘监测系统功能特点

本装置采用Cortex-M3内核的STM32芯片为主控芯片，集成度高，抗干扰能力强，运行速度快，功耗低。

3.1 操作界面基于菜单式的人性化设计。

3.2相关的所有参数均可通过菜单进行设置，相关的所有报警均通过声光输出和相应的干接点输出。

3.3准确检测直流电压、模块状态、直流绝缘及接地选线为；准确区分母线接地、支路接地，并显示接地电阻阻值；自动分辨两条或两条以上支路同时接地的故障等。

3.4可随时操作界面进入全部支路的巡检操作，以观察全部支路的接地状况。

3.5 可随时操作界面进入全部支路的单检操作，分全部支路单检（通过按键循环检测）和选定支路单检（通过按键选定某一支路检测）。

3.6 保存显示当前5次的母线绝缘报警记录。

3.7 提供检测2段母线的纹波电压和纹波系数。

3.8 对CT极性无一致性要求、无方向要求。

3.9 信号采集数据采用RS485接口技术，使数据的有效传输距离可达 1000米。

3.10装置提供串行数据通讯接口（RS－232、RS－485）和外部设备连系。

3.11 装置提供100M的以太网接口。

3.12支路检测速度快.巡检16路以后的数据时，平均每路巡检时间低于1秒。

3.13 本机可以通过参数设定设置交流窜入报警门限（交流有效值）。

3.14装置采用实时跟踪信息零处理技术，解决了交流信号窜入直流故障的测记和报警。  

3.15采用彩屏液晶显示、中文界面、显示直观明了，并带有液晶自动保护功能。

3.16本系统可提供简单的多机连接功能，适用于复杂的多级直流系统中，不会出误报及拒报现象。

3.17 纹波测量：采用实时全数字宽带测量、实时测量全范围的直流电源纹波、电压值、并计算纹波系数值，有效记录直流电源中的交流含量。

四、LYDCS-6000直流电源系统绝缘监测系统技术性能指标

4.1 适应环境温度：-10℃～+55℃：湿度≤90％

4.2 大气压：80-110KPA；

4.3 直流系统电压等级：220Vdc、110Vdc、48Vdc、24Vdc；

4.4装置工作电压：AC/DC 85-265v

4.5 母线段数：二段

4.6 继电器接点电流：DC220V/3A

4.7 母线电压测量精度：±0.5％

4.8 母线绝缘电阻测量精度：0-5KΩ偏差0.1KΩ

                          5-50KΩ偏差≤5％

                          50-100KΩ偏差≤10％

4.9 继电器动作报警时间:    ≤2秒

4.10 支路绝缘电阻测量精度：0.5-10KΩ误差≤15％

10-25KΩ误差≤20％

4.11 交流窜入电压测量范围：0-300V

4.12  交流窜入电压测量精度：≤1%

4.13 纹波测量范围：0-100V

4.14 纹波测量精度大于1%

4.15装置功耗：≤30W

4.16 装置重量：≤8Kg

4.17 外型尺寸：（长×高×深）：360×135×280㎜，

4.18 采集单元外型：155×95×43㎜

五、LYDCS-6000直流电源系统绝缘监测系统产品图片

5.1主机前面板各部件功能介绍：见上图所示。

5.1.1按键“上”键、“下”键、“左”键、“右”键、“确定”键、“取消”键。

5.1.2指示灯

电源指示灯：仪器通上电源时，该灯亮。

信号指示灯：仪器进入支路检测状态后，该灯亮。

超压报警灯：母线电压超过门限设定值时，该灯亮。

欠压报警灯：母线电压低于门限设定值时，该灯亮。

绝缘报警灯：母线对地绝缘电阻低于门限设定值时，该灯亮。

支路报警灯：支路检测时，接地电阻值低于门限设定值时，该灯亮。

瞬时接地灯：母线瞬时对地绝缘电阻值低于门限设定值时，该灯亮。

交流串路灯：当有交流窜入时，该灯亮。

5.1.3液晶显示器

中文显示设定参数,母线监测数据及支路检测数据等.

5.1.4电源开关

电源开关置于机箱后面，置ON时接通仪器工作电源，置OFF时，电源切断。

5.2主机后面面板简介

后面板上贴有接线端子功能表，见下图所示。其中故障报警继电器输出为常闭触点，当仪器正常工作时，该继电器触点断开；当仪器发生故障时，该继电器触点闭合。其它报警继电器输出均为常开触点，只有报警输出时，相应的继电器触点才闭合。

六、LYDCS-6000直流电源系统绝缘监测系统通电前检查

6.1装置到货后，首先应检查包装箱上的产品登记单与装置箱体上的质量检验合格证，并确认与订货一致。

6.2打开装置机箱对装置各部件进行检查，确定各部件有无松动及损坏现象，检查有关电缆线连接是否可靠。

6.3核对装置工作电源电压和现场电压是否相符。

6.4上述各项检查完毕方可通电试验。

一个理想的电力系统应以恒定的频率（50赫兹）和正弦波形，按规定的电压水平（标称电压）对用户供电。在三相交流电力系统中，各相的电压和电流应处于幅值大小相等，相位互差120度的对称状态。由于系统各元件，如发电机、变压器、线路等参数并不是理想线性或对称的，负荷性质各异且随机变化，加之调控手段的不完善以及运行操作、外来干扰和各种故障等原因，这种理想状态在实际当中并不存在，而由此产生了电网运行、电气设备和用电中的各种各样的问题，也就产生了电能质量的概念。

在电力系统发展的早期电力负荷的组成比较简单，主要由同步电动机、异步电动机和各种照明设备等线性负荷组成，因此衡量电能质量的指标也比较简单，主要有频率偏移和电压偏移两种。20世纪80年代以来，随着电力电子技术的发展，非线性电力电子器件和装置在现代工业中得到了广泛应用。同时，为了解决电力系统自身发展存在的问题，直流输电和柔性的交流输电技术不断投入实际工程应用！调速电机以及无功功率补偿电容器也大量投入运营。这些设备的运行使得电网中电压和电流波形畸变越来越严重，谐波水平不断上升。加之近些年，随着新型电力系统加快构建，新能源发电占比不断提升，用户设备电气特性也发生了重大变化。但另一方面，随着各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备不断普及，人们对电能质量的要求越来越高，因而电能质量成为目前研究的热点。

上海来扬电气转载其他网站内容，出于传递更多信息而非盈利之目的，同时并不代表赞成其观点或证实其描述，内容仅供参考。版权归原作者所有，若有侵权，请联系我们删除。