專利名稱：采用偏心橋技術(shù)的直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測技術(shù)，特別涉及電力系統(tǒng)中直流設(shè)備供電部分的檢測設(shè)備。
背景技術(shù)：
直流電源系統(tǒng)是應(yīng)用于水力、火力發(fā)電廠，各類變電站和其它使用直流設(shè)備的用戶，為給信號設(shè)備、保護、自動裝置、事故照明、應(yīng)急電源及斷路器分、合閘操作提供直流電源的電源設(shè)備。直流電源系統(tǒng)是一個獨立的電源，它不受發(fā)電機、廠用電及系統(tǒng)運行方式的影響，并在外部交流電中斷的情況下，保證由后備電源一蓄電池繼續(xù)提供直流電源的重要設(shè)備。直流電源系統(tǒng)的可靠性、安全性直接影響到電力系統(tǒng)供電的可靠性和安全性。絕緣監(jiān)測裝置在直流電源系統(tǒng)中的作用是:當(dāng)直流電源系統(tǒng)輸出正負(fù)極網(wǎng)絡(luò)有一點出現(xiàn)接地，如果另一極再有一點出現(xiàn)接地，將造成輸出短路，母線或饋線的過流保護元件動作，使得控制保護裝置喪失功能、斷路器的跳合閘機構(gòu)失電而拒動。當(dāng)控制斷路器跳、合閘線圈或保護繼電器線圈的中間繼電器觸點兩端短路將造成斷路器或保護電路的誤動。當(dāng)斷路器跳、合閘線圈或保護繼電器線圈兩端同時出現(xiàn)對地短路，將使斷路器或保護電路拒動。近年在變電站的實際運行和對接地故障的研究中發(fā)現(xiàn):有時系統(tǒng)只發(fā)生一點接地但也會引起保護裝置及自動裝置的誤動或拒動。這種由一點接地引起的保護誤動或拒動的問題稱為“直流系統(tǒng)一點接地誤動”。當(dāng)斷路器或保護電路誤動或拒動的情況下，將造成熔斷器熔斷或空開跳閘、燒保護繼電器觸點等故障，斷路器及保護電路的誤動、拒動將使事故擴大，直流系統(tǒng)接地故障對供電安全的危害極大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用不平衡橋(偏心橋)技術(shù)，解決現(xiàn)有技術(shù)中一點接地容易造成誤動作和拒動的技術(shù)問題。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提供的這種裝置包括分別連接直流電源系統(tǒng)正、負(fù)母線的檢測單元，所述檢測單元包括正、負(fù)母線之間設(shè)置的不平衡橋電路，該不平衡橋電路包括正母線M+與地之間設(shè)置的正母線對地電阻Rl以及負(fù)母線M-與地之間設(shè)置的負(fù)母線對地電阻R2，負(fù)母線對地電阻R2在阻值小于所述正母線對地電阻Rl的阻值，所述正母線對地電阻Rl的阻值至少是所述負(fù)母線對地電阻R2阻值的二倍或四倍，本發(fā)明中使用上述監(jiān)測裝置的直流電源系統(tǒng)中還包括與所述正母線對地電阻Rl并聯(lián)的正母線對地電容Cl和測量電阻Rx，還包括與所述負(fù)母線對地電阻R2并聯(lián)的負(fù)母線對地電容C2，該直流電源系統(tǒng)中還進一步包括保護繼電器J和控制開關(guān)K，該保護繼電器的啟動線圈Js串聯(lián)在正、負(fù)母線之間，該控制開關(guān)K與所述啟動線圈Js串聯(lián)。本發(fā)明的裝置可以用單一判據(jù)來進行母線絕緣判斷，不用再判斷正、負(fù)母線對地電壓平衡偏差；不用擔(dān)心使用平衡橋檢測平衡接地時造成正負(fù)母線對地電壓偏差引發(fā)一點接地故障，可以增加平衡接地檢測的頻度，盡早發(fā)現(xiàn)接地故障；提高了系統(tǒng)抗絕緣下降引起保護誤動的能力，原來系統(tǒng)絕緣略有下降就可能引起一點接地故障，現(xiàn)在可以允許較大的絕緣下降也會產(chǎn)生一點接地故障，這可有效地提高電力設(shè)備運行的可靠性，同時也大幅減輕電力運行維護人員的工作量。


圖1是本發(fā)明基于嵌入式單片機的絕緣監(jiān)測裝置原理框圖。圖2是本發(fā)明防止誤動作裝置的電路原理圖。
具體實施例方式結(jié)合上述

本發(fā)明的具體實施例。由圖1和圖2中可知，這種直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置100防止誤動作的裝置包括分別連接直流電源系統(tǒng)正、負(fù)母線的檢測單元10所述檢測單元10包括正、負(fù)母線之間設(shè)置的不平衡橋電路11，該不平衡橋電路11包括正母線M+與地之間設(shè)置的正母線對地電阻Rl以及負(fù)母線M-與地之間設(shè)置的負(fù)母線對地電阻R2，負(fù)母線對地電阻R2在阻值小于所述正母線對地電阻Rl的阻值，所述正母線對地電阻Rl的阻值至少是所述負(fù)母線對地電阻R2阻值的二倍或四倍。使用本發(fā)明絕緣監(jiān)測裝置的直流電源系統(tǒng)中還需要包括與所述正母線對地電阻Rl并聯(lián)的正母線對地電容Cl和測量電阻Rx，還包括與所述負(fù)母線對地電阻R2并聯(lián)的負(fù)母線對地電容C2。該直流電源系統(tǒng)還包括保護繼電器J和控制開關(guān)K，該保護繼電器的啟動線圈Js串聯(lián)在正、負(fù)母線之間，該控制開關(guān)K與所述啟動線圈Js串聯(lián)。絕緣監(jiān)測裝置工作時分為常規(guī)檢測和支路巡檢。常規(guī)檢測是在系統(tǒng)正常運行時實時監(jiān)測正負(fù)母線的對地電壓，通過計算得到母線正、負(fù)極對地絕緣電阻值。當(dāng)正極或負(fù)極對地絕緣電阻值小于報警整定值時，發(fā)出母線絕緣報警信號，并啟動支路巡檢。支路巡檢通過檢測穿過每個支路的交流或直流漏電流并進而判斷是哪條支路發(fā)生接地故障。常規(guī)檢測是絕緣監(jiān)測裝置工作的基礎(chǔ)，目前，行業(yè)內(nèi)普遍采用平衡橋技術(shù)來監(jiān)測直流電源系統(tǒng)的對地絕緣狀況。平衡橋檢測系統(tǒng)中設(shè)有四個電阻以及兩個開關(guān)為絕緣監(jiān)測裝置內(nèi)部器件，其中兩個電阻為平衡橋電阻，兩者阻值相等，且始終連到地線，通過檢測正負(fù)母線對地電壓，通過計算獲得對地電阻值，當(dāng)任意一個對地電阻值小于報警整定值，則判斷出該母線發(fā)生絕緣下降，進而啟動支路巡檢。而當(dāng)直流電源系統(tǒng)發(fā)生一點接地或正負(fù)等值絕緣下降后，絕緣監(jiān)測裝置都能夠監(jiān)測出來并發(fā)出報警信號，運行維護人員會及時排除接地故障，從而避免絕緣情況惡化或兩點接地故障的發(fā)生。一般直流系統(tǒng)接地故障引起斷路器或保護裝置、自動裝置的誤動或拒動時系統(tǒng)都出現(xiàn)兩點及以上的接地。過去大家一直認(rèn)為只有當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)兩點及以上接地時才會引起斷路器或保護裝置、自動裝置的誤動或拒動，只發(fā)生一點接地時是不會引起的，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生一點接地時，我們可以通過絕緣監(jiān)測裝置及時地發(fā)現(xiàn)并排除接地，就不會引起的保護裝置、自動裝置的誤動或拒動。但近年在變電站的實際運行和對接地故障的研究中發(fā)現(xiàn):有時系統(tǒng)只發(fā)生一點接地但也會引起保護裝置及自動裝置的誤動或拒動。這種由一點接地引起的保護誤動或拒動的問題稱為“直流系統(tǒng)一點接地誤動”。當(dāng)正對地絕緣下降較嚴(yán)重時，檢測到的電壓大于繼電器線圈的最大可靠不動作電壓，電壓變化由初始到最終這段時間內(nèi)繼電器可能得電動作，但不一定有效的觸發(fā)保護動作。因為繼電器觸點動作過程需要一個行程時間，如果電容存儲的能量足夠大，使得電壓變化時間大于繼電器觸點的行程時間，這將觸發(fā)一次有效的保護動作，而產(chǎn)生保護誤動。本發(fā)明的絕緣監(jiān)測裝置采用偏心橋技術(shù)，負(fù)母線對地電阻R2小于正母線對地電阻R1，最優(yōu)化的設(shè)計是前者為后者的1/4。以220V直流系統(tǒng)為例，根據(jù)南網(wǎng)最新的直流電源系統(tǒng)規(guī)范對絕緣平衡橋電阻選擇范圍25 35K，負(fù)母線對地電阻R2=25K，正母線對地電阻Rl=IOOK,當(dāng)系統(tǒng)實際正極接地電阻Rx降低至25K時，負(fù)母線對地電壓為R2/ (Rl//Rx+R2)=25/ (25//100+25)=55.6%，剛好為保護出口繼電器的最大可靠不動作電壓(VJ_max_nact=55%Un)，也就是說，采用本方案的偏心橋技術(shù)，在正母線對地絕緣下降到報警整定值25K時，即使保護出口繼電器J的上端發(fā)生一點接地，也不至于讓繼電器誤動。而在正母線對地絕緣下降到報警整定值25K之前，絕緣監(jiān)測裝置就會發(fā)出正負(fù)母線對地電壓不平衡的預(yù)警，從而使得一點接地導(dǎo)致保護誤動的現(xiàn)象得以避免。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種采用偏心橋技術(shù)的直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置，該裝置包括分別連接直流電源系統(tǒng)正、負(fù)母線的檢測單元(10)，其特征在于:所述檢測單元(10)包括正、負(fù)母線之間設(shè)置的不平衡橋電路(11)，該不平衡橋電路(11)包括正母線M+與地之間設(shè)置的正母線對地電阻Rl以及負(fù)母線M-與地之間設(shè)置的負(fù)母線對地電阻R2，負(fù)母線對地電阻R2在阻值小于所述正母線對地電阻Rl的阻值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用偏心橋技術(shù)的直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置，其特征在于:所述正母線對地電阻Rl的阻值至少是所述負(fù)母線對地電阻R2阻值的二倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述采用偏心橋技術(shù)的直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置，其特征在于:所述正母線對地電阻Rl的阻值至少是所述負(fù)母線對地電阻R2阻值的四倍。
全文摘要
一種采用偏心橋技術(shù)的直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置包括分別連接直流電源系統(tǒng)正、負(fù)母線的檢測單元(10)，檢測單元(10)包括正、負(fù)母線之間設(shè)置的不平衡橋電路(11)。本發(fā)明可以用單一判據(jù)來進行母線絕緣判斷，不用再判斷正、負(fù)母線對地電壓平衡偏差；不用擔(dān)心使用平衡橋檢測平衡接地時造成正負(fù)母線對地電壓偏差引發(fā)一點接地故障，提高了系統(tǒng)抗絕緣下降引起保護誤動的能力。
文檔編號G01R31/02GK103163415SQ20131009427
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月22日
發(fā)明者關(guān)平, 劉忠祥 申請人:深圳市泰昂能源科技股份有限公司