一種直流電源系統(tǒng)混入交流電的檢測(cè)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種直流電源系統(tǒng)混入交流電的檢測(cè)裝置，包括殼體，所述殼體上設(shè)有第一輸入端口、第二輸入端口和第三輸入端口，其分別與直流正母線、直流負(fù)母線和地線相連；殼體內(nèi)設(shè)有交流信號(hào)采集單元，其一個(gè)輸入端與第二輸入端口相連，另一個(gè)輸入端與第三輸入端口相連；交流信號(hào)采集單元的輸出端與信號(hào)處理單元相連，經(jīng)信號(hào)處理單元處理后的信號(hào)傳送至控制器單元；殼體內(nèi)還設(shè)有電流傳感器，電流傳感器的輸入端與開關(guān)單元相連，所述開關(guān)單元包括若干個(gè)開關(guān)，一個(gè)開關(guān)與直流電源系統(tǒng)的一個(gè)支路一一對(duì)應(yīng)相連，開關(guān)單元與控制器單元相連；電流傳感器的輸出端通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換單元與控制器單元相連；所述殼體上設(shè)有預(yù)警燈，其與控制器單元相連。
【專利說(shuō)明】
一種直流電源系統(tǒng)混入交流電的檢測(cè)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)的電壓變電站的直流電源系統(tǒng)范疇，尤其涉及一種直流 電源系統(tǒng)混入交流電的檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)不斷向前發(fā)展，用電量越來(lái)越高，對(duì)電力系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，如系統(tǒng) 的可靠性、穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性和直流系統(tǒng)對(duì)地絕緣狀況是我們最為關(guān)心的問(wèn)題。發(fā)電廠、變 電站(所)等供配電部門通常用直流電源作為控制、信號(hào)、保護(hù)、事故照明、直流油栗、分合閘 等裝置的控制電源，隨著控制系統(tǒng)支路的增多，以及交直流布線的混雜，及易發(fā)生交流混入 直流系統(tǒng)，影響到供配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。為保障供配電系統(tǒng)的安全，能及時(shí)準(zhǔn)確的報(bào)出交 流混入直流系統(tǒng)并監(jiān)測(cè)出支路是非常有必要的。
[0003] 在直流系統(tǒng)中，因工作需要，各屏蔽體及保護(hù)柜內(nèi)不進(jìn)有直流電源，還有交流電 源，在大型電廠和大型變電站，系統(tǒng)接線十分復(fù)雜。當(dāng)交直流電纜較近或電纜較長(zhǎng)時(shí)，經(jīng)常 發(fā)生交流電源混入直流系統(tǒng)的故障。偶然的操作失誤，也會(huì)發(fā)生交流電源魂之直流系統(tǒng)的 事故，交直流母線直接相連接相當(dāng)于直流系統(tǒng)金屬性接地，性質(zhì)更嚴(yán)重。國(guó)內(nèi)統(tǒng)計(jì)資料證 實(shí)，由于交流混入直流系統(tǒng)，已發(fā)生多起繼電保護(hù)裝置失靈、誤動(dòng)作等重大事故，并造成較 大的經(jīng)濟(jì)損失，交直流混線已成了影響系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要問(wèn)題。他不僅可能破壞直流系 統(tǒng)本身，而且在一定條件下引發(fā)信號(hào)回路和保護(hù)裝置誤動(dòng)作等重大，給系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重后果。 及時(shí)發(fā)現(xiàn)交直流混線事故，并能指示出混入支路和混入母線的裝置成了直流系統(tǒng)中繼續(xù)和 必備的裝置。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種直流電源系統(tǒng)混入交流電的檢測(cè) 裝置，該裝置可以檢測(cè)直流系統(tǒng)接地，還可以準(zhǔn)確地檢測(cè)交流混入直流系統(tǒng)故障，并可自動(dòng) 判斷出交流混入直流系統(tǒng)的母線號(hào)及支路號(hào)，為現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員及時(shí)準(zhǔn)確的排除故障提供了 有效地支持和保障。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：
[0006] -種直流電源系統(tǒng)混入交流電的檢測(cè)裝置，包括：
[0007] 殼體，所述殼體上設(shè)有第一輸入端口、第二輸入端口和第三輸入端口，其分別與直 流正母線、直流負(fù)母線和地線相連；
[0008] 殼體內(nèi)設(shè)有交流信號(hào)采集單元，其一個(gè)輸入端與第二輸入端口相連，另一個(gè)輸入 端與第三輸入端口相連;交流信號(hào)采集單元的輸出端與信號(hào)處理單元相連，經(jīng)信號(hào)處理單 元處理后的信號(hào)傳送至控制器單元；
[0009] 殼體內(nèi)還設(shè)有電流傳感器，電流傳感器的輸入端與開關(guān)單元相連，所述開關(guān)單元 包括若干個(gè)開關(guān)，一個(gè)開關(guān)與直流電源系統(tǒng)的一個(gè)支路一一對(duì)應(yīng)相連，開關(guān)單元與控制器 單元相連;電流傳感器的輸出端通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換單元與控制器單元相連；
[0010] 所述殼體上設(shè)有預(yù)警燈，其與控制器單元相連。
[0011] 所述交流信號(hào)采集單元包括隔直電容和電流互感器，隔直電容一端與第二輸入端 口相連，另一端通過(guò)第一限流電阻連接電流互感器的一個(gè)輸入端；電流互感器的另一個(gè)輸 入端通過(guò)第二限流電阻與第三輸入端口相連。
[0012] 所述殼體內(nèi)還設(shè)有兩個(gè)橋電阻，一個(gè)橋電阻連接于第一輸入端口與第三輸入端口 之間，另一個(gè)橋電阻連接于第二輸入端口與第三輸入端口之間。
[0013] 兩個(gè)橋電阻的電阻值相等。
[0014] 所述殼體上還設(shè)有顯示模塊，其與控制器單元相連。
[0015] 所述殼體內(nèi)還設(shè)有聲音報(bào)警器，其與控制器單元相連。
[0016] 所述預(yù)警燈為L(zhǎng)ED燈。
[0017]所述顯示模塊為液晶顯示屏。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果為：
[0019] (1)本實(shí)用新型能夠?qū)崟r(shí)采集直流負(fù)母線對(duì)地的電壓信號(hào)，能夠及時(shí)檢測(cè)到串入 直流系統(tǒng)中的交流電，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并通過(guò)記錄直流母線電壓波形，為故障排查提供依 據(jù)；
[0020] (2)該裝置還可以準(zhǔn)確地檢測(cè)交流混入直流系統(tǒng)故障，并可自動(dòng)判斷出交流混入 直流系統(tǒng)的母線號(hào)及支路號(hào)，為現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員及時(shí)準(zhǔn)確的排除故障提供了有效地支持和保 障。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1是交流混入直流原理圖；
[0022] 圖2是直流電源系統(tǒng)混入交流電的檢測(cè)裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是交流混入直流系統(tǒng)選線原理圖。
[0024] 其中，1、殼體;2、第一輸入端口； 3、第二輸入端口； 4、第三輸入端口； 5、預(yù)警燈;6、 交流信號(hào)采集單元;7、信號(hào)處理單元;8、控制器單元;9、開關(guān)單元；10、電流傳感器；11、A/D 轉(zhuǎn)換單元。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明：
[0026] 如圖1所示，在直流電源系統(tǒng)中，設(shè)％是直流母線電壓（電池組分別為橋電 阻，Rl為母線間負(fù)載，V2為交流電源，BUS+為直流正母線，BUS-為直流負(fù)母線；
[0027] 當(dāng)交流系統(tǒng)于直流系統(tǒng)發(fā)生混入時(shí)，相當(dāng)于通過(guò)一個(gè)電阻r與地相連，其中，r為交 流混入直流系統(tǒng)電阻。
[0028] 本實(shí)用新型的直流電源系統(tǒng)混入交流電的檢測(cè)裝置，包括：
[0029]如圖2所示，殼體1，殼體1上設(shè)有第一輸入端口 2、第二輸入端口 3和第三輸入端口 4，其分別與直流正母線、直流負(fù)母線和地線相連；
[0030]如圖3所示，殼體1內(nèi)設(shè)有交流信號(hào)采集單元6，其一個(gè)輸入端與第二輸入端口 3相 連，另一個(gè)輸入端與第三輸入端口 4相連;交流信號(hào)采集單元6的輸出端與信號(hào)處理單元7相 連，經(jīng)信號(hào)處理單元7處理后的信號(hào)傳送至控制器單元8;
[0031] 殼體1內(nèi)還設(shè)有電流傳感器10,電流傳感器10的輸入端與開關(guān)單元9相連，開關(guān)單 元9包括若干個(gè)開關(guān)，一個(gè)開關(guān)與直流電源系統(tǒng)的一個(gè)支路一一對(duì)應(yīng)相連，開關(guān)單元9與控 制器單元8相連;電流傳感器10的輸出端通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換單元11與控制器單元8相連；
[0032] 殼體1上設(shè)有預(yù)警燈5,其與控制器單元8相連，這樣當(dāng)控制器單元8判斷直流電源 系統(tǒng)中混入交流電時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)出光照預(yù)警。
[0033]更進(jìn)一步地，預(yù)警燈5為L(zhǎng)ED燈。
[0034] 本實(shí)施例中，控制器單元8可以選擇ARM或51單片機(jī)為核心的控制器單元。
[0035] 進(jìn)一步地，交流信號(hào)采集單元6包括隔直電容和電流互感器，隔直電容一端與第二 輸入端口相連，另一端通過(guò)第一限流電阻連接電流互感器的一個(gè)輸入端；電流互感器的另 一個(gè)輸入端通過(guò)第二限流電阻與第三輸入端口相連。其中，隔直電容用于濾除直流信號(hào)，保 留交流信號(hào)；電流互感器的輸入端通過(guò)連接限流電阻，用于避免交流信號(hào)的尖峰幅值對(duì)電 流互感器的損害。
[0036]進(jìn)一步地，殼體1內(nèi)還設(shè)有兩個(gè)橋電阻，一個(gè)橋電阻連接于第一輸入端口 2與第三 輸入端口 4之間，另一個(gè)橋電阻連接于第二輸入端口 3與第三輸入端口 4之間。
[0037] 更進(jìn)一步地，兩個(gè)橋電阻的電阻值相等，這樣設(shè)置用于檢測(cè)直流正母線和直流負(fù) 母線的絕緣性。
[0038] 進(jìn)一步地，殼體1上還設(shè)有顯示模塊，其與控制器單元8相連，該顯示模塊用于顯示 控制器單元接收的經(jīng)信號(hào)處理單元7處理后的信號(hào)，還可以顯示控制器單元8的判斷結(jié)果。 [0039] 更進(jìn)一步地，顯示模塊為液晶顯示屏。
[0040] 進(jìn)一步地，殼體1內(nèi)還設(shè)有聲音報(bào)警器，其與控制器單元8相連，這樣當(dāng)控制器單元 8判斷直流電源系統(tǒng)中混入交流電時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)出聲音預(yù)警。
[0041] 本實(shí)用新型的直流電源系統(tǒng)混入交流電的檢測(cè)裝置的工作原理為：
[0042]將第一輸入端口與直流正母線連接，第二輸入端口與直流負(fù)母線連接，第三輸入 端口與地線相連;殼體內(nèi)的交流信號(hào)采集單元的一個(gè)輸入端連接至第二輸入端口，另一個(gè) 輸入端連接至第三輸入端口；
[0043]交流信號(hào)采集單元采集直流負(fù)母線與地線之間的交流信號(hào)，并傳送至信號(hào)處理單 元，處理單元對(duì)獲取的信號(hào)進(jìn)行整流濾波放大處理，處理后的信號(hào)再傳送至控制器單元，控 制器單元對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算電壓幅值，并與預(yù)設(shè)電壓幅值相比較來(lái)判斷直流電源系統(tǒng) 是否混入交流電：
[0044] 當(dāng)計(jì)算電壓幅值大于或等于預(yù)設(shè)電壓幅值時(shí)，與控制器單元相連的預(yù)警燈發(fā)出燈 光閃爍報(bào)警；當(dāng)計(jì)算電壓幅值小于預(yù)設(shè)電壓幅值時(shí)，與控制器單元相連的預(yù)警燈處于關(guān)閉 狀態(tài)；
[0045] 控制器單元判斷直流電源系統(tǒng)混入交流電后，控制器單元控制開關(guān)單元中的開關(guān) 依次連接直流電源系統(tǒng)的支路，并通過(guò)控制器單元依次檢測(cè)直流電源系統(tǒng)中各個(gè)支路的接 地電阻大小，由圖1可知，計(jì)算各支路接地電阻r大小的公式為：
[0046]
[0047]
[0048]
[0049] 其中，Ir為接地電阻r上的電流;Ri = R2 = R。通過(guò)判斷各支路接地電阻的大小，則可 判斷出交流混入直流系統(tǒng)的母線號(hào)及支路號(hào)。
[0050]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新 型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng) 域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種直流電源系統(tǒng)混入交流電的檢測(cè)裝置，其特征在于，包括： 殼體，所述殼體上設(shè)有第一輸入端口、第二輸入端口和第三輸入端口，其分別與直流正 母線、直流負(fù)母線和地線相連； 殼體內(nèi)設(shè)有交流信號(hào)采集單元，其一個(gè)輸入端與第二輸入端口相連，另一個(gè)輸入端與 第三輸入端口相連;交流信號(hào)采集單元的輸出端與信號(hào)處理單元相連，經(jīng)信號(hào)處理單元處 理后的信號(hào)傳送至控制器單元； 殼體內(nèi)還設(shè)有電流傳感器，電流傳感器的輸入端與開關(guān)單元相連，所述開關(guān)單元包括 若干個(gè)開關(guān)，一個(gè)開關(guān)與直流電源系統(tǒng)的一個(gè)支路一一對(duì)應(yīng)相連，開關(guān)單元與控制器單元 相連;電流傳感器的輸出端通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換單元與控制器單元相連； 所述殼體上設(shè)有預(yù)警燈，其與控制器單元相連。2. 如權(quán)利要求1所述的一種直流電源系統(tǒng)混入交流電的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述交 流信號(hào)采集單元包括隔直電容和電流互感器，隔直電容一端與第二輸入端口相連，另一端 通過(guò)第一限流電阻連接電流互感器的一個(gè)輸入端；電流互感器的另一個(gè)輸入端通過(guò)第二限 流電阻與第三輸入端口相連。3. 如權(quán)利要求1所述的一種直流電源系統(tǒng)混入交流電的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述殼 體內(nèi)還設(shè)有兩個(gè)橋電阻，一個(gè)橋電阻連接于第一輸入端口與第三輸入端口之間，另一個(gè)橋 電阻連接于第二輸入端口與第三輸入端口之間。4. 如權(quán)利要求3所述的一種直流電源系統(tǒng)混入交流電的檢測(cè)裝置，其特征在于，兩個(gè)橋 電阻的電阻值相等。5. 如權(quán)利要求1所述的一種直流電源系統(tǒng)混入交流電的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述殼 體上還設(shè)有顯示模塊，其與控制器單元相連。6. 如權(quán)利要求1所述的一種直流電源系統(tǒng)混入交流電的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述殼 體內(nèi)還設(shè)有聲音報(bào)警器，其與控制器單元相連。7. 如權(quán)利要求1所述的一種直流電源系統(tǒng)混入交流電的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述預(yù) 警燈為L(zhǎng)ED燈。8. 如權(quán)利要求5所述的一種直流電源系統(tǒng)混入交流電的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述顯 示模塊為液晶顯示屏。
【文檔編號(hào)】G01R31/40GK205539406SQ201620095893
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年1月29日
【發(fā)明人】何軍田, 王秉鈞, 孫志周, 曹淑英, 劉序軍, 劉寧
【申請(qǐng)人】山東魯能智能技術(shù)有限公司