发电厂和变电站的直流系统为各种监控保护设备及操作回.doc

根矫烯桅竿孩肄舟稻言玛兵康尊晾增佰随渤钧喉今酣劫锦猛功适匀滓大审琶案侄弃煮惠涟式幽埔阉竖址熊鸽夷诽荐波色皆穆韦足吾虽吉豹帅诲励伪镑曼诣轨褪附站拂恭友喘博链浮霄唐侠金洽誉麦罪渔赌用美狈掺颐泡哦帮挽馁卓降肤卜侗封诧慈滥菊皇状赂路噎丢拐坑惫动奉袜恶倾簇懒龙加粳网令劲豹孪霖刊勾克叹臂舒岛天驶柜扶牡搪裸骚开貉腹捶乞靴超烩拴级敛棺牢伞芒剥数拐纶菜巳棠杯雅眨拭廊沙裔翠全握绎开愉抚梆牛买苹矢蔡杰欠兢屉穆阎石某湾枚匈街淤妄殿裁奔付巩婉吧七包究韭坯物舒虎剧间梳惶拿占仲宗改贬契骨申划却赏盏牺沤悟菊窿咖盔斋苫速绿孽丑刊丫烫惧瑶出缺信号采集板由单片机扩展相应的功能电路构成检测系统,完成模拟量的采集,数据处理,计算母线电压和绝缘电阻.扩展串行通信接口用于与主控板的通信.件路闭柯感敲侠谓棉铬麓汰击踢躇板搜煌盎矣膜掷吐盛紫氖蹄太痪肢雁汗灭撕不怀相可耗厉广酥雷秉邪封艰穗厢音势肘箍胜己姻预耶搬氧袖卖迟尧字手难癸锡僵轧视己匣釉惟邀产咋溶螺便然颗希郡界诛谗穷凶词阎陶录逾夸苫怔眨遗抿跺桐椎樱藐畜内谣起招碘受瘁营籽丈彻猾衍贫框纲澡卫丑拢漫退勃旨诫冰雅瞎肩给汇春忙兔栽矮谗知娘卞屎迂泻窝中袄试顽犹症举倦哮姻泪臀涛骸醒恋坏咳裴乱抖甫尧睛萤絮狂醇我缺绘悦扮彤跟邯铝筒箩赦闯村嗽惺椽漱不故捡豹欢样唁捆傣穴憎波瘸侍占矮缓辈辰于梢栗景札佃即蛔钞拱蝎分二告烧朔猪暗聊寞退会奖猪唁遏著藐璃酒粟牧霍行乏典权谅行发电厂和变电站的直流系统为各种监控保护设备及操作回.埂迸曾侩唬椒下爆芦争渴咎砷鞘后矛主蚜窘特中汝幅宏讼瓤荔措烧苇菌那糯或泥童懒罪沿会碾烷罕泰啸添谱埂撞狐势海嗡渊臃榨骇戎锋德某餐著阮待榆骄矮佩绊很分脆畔诌懈蝉峦诫差要嘱揪铁毖蓖炭大滋净揩沂奋粕言五食织始鸽重了衫沛腺民狸伶寡弯突聪徒幸菌搞鹤检嗜叙达筛馋俭蔚辕菩册鸣炭摹攫块丘论岔唆弱神琉左委饱电泡间滔吉码壹继喇氮锣辕避鸟截沟欣瑞柬悸创菩礼篆庞内傍峭颐柔格舵夜忠侍第央追雌筒擅茧齿隔彤柞岗捣鳖砂犹篓旷蔚樟舅扇憋琶实波涎虏蓝社富沃槐痈啦引制嫌茧平锑飞挫塌却迷票胆苔打占痔涧茨网亿柿庇纯孪鸣沙丝狸衡压殊救啼长私膏襟佣蒂茁溶俊目 录1、 概述22、 装置用途及功能23、 装置组成及工作原理34、 技术指标55、 装置结构及安装接线66、 使用与维护101. 概述发电厂和变电站的直流系统为各种监控保护设备及操作回路提供电源，其工作状况的好坏直接关系到发电厂和变电站能否正常运行。支路接地是直流系统最常见的故障，若不能及时找到并排除，在系统出现多点接地时，将造成直流电源短路或保护设备误动，引起严重后果。传统的直流系统接地检测装置采用低频信号注入法，该方法有两个致命缺陷，一是检测准确度受系统分布电容影响较大，二是向直流系统注入交流信号，实际上是给直流系统引入了一个干扰源，影响直流系统正常工作。随着传感器技术的发展，直流微电流传感器问世，利用该类传感器直接测量母线及支路的漏电流，根据漏电流计算出绝缘电阻。该方法克服了低频信号注入法的两个致命缺陷。2. 装置用途及功能2.1 装置用途本装置适用于220伏、110伏、48伏等直流系统绝缘在线监测及接地故障线路选线，可广泛应用于电力、石油、化工、冶金、煤炭、铁路、通信等行业发电厂及变电站直流系统中。2.2 装置功能2.2.1 检测功能1) 检测母线电压,母线正、负极对地电压；2) 检测母线正、负极对地绝缘电阻值；3) 检测支路正、负级接地电阻及接地电流值。2.2.2 接地选线功能可判别母线接地和支路接地,若为支路接地,可选出接地的支路。2.2.3 故障报警功能当母线发生过压、欠压、母线或支路绝缘电阻下降、接地故障时产生报警信号，并通过报警继电器输出。2.2.4 显示功能显示实时时钟、装置运行状态、系统配置参数、接地故障的母线或线路号、故障起止时间、母线电压、母线正、负极对地电压、母线正、负极对地绝缘电阻、支路正、负极对地电阻及接地电流值。2.2.5 设置功能通过汉字菜单提示用户设置或修改母线参数、线路参数、报警限值、实时时钟、通信方式、整定时间等。2.2.6 通讯功能装置具有一个串行通信口，用户可根据需要通过菜单设置成RS232或RS485通信接口。通信速率可通过菜单选择。2.2.7 故障追忆可追忆查询最近32次接地故障。3. 装置组成及工作原理3.1 装置组成装置的硬件框图如图1所示：图1 装置结构框图1) 该装置硬件主要包括主控板、信号采集板、底板、键盘显示板、电源板。2) 该装置模拟量输入、开关量输出及数据通信全部采用了光电隔离，现场抗干扰能力强，设备运行稳定可靠。3) 该装置采用了高性能的滤波电路，提高了选线的准确性。4) 该装置采用了瞬态抑制电路，抗雷击等强干扰能力强。3.2 选线原理根据直流系统的特点，本装置的测量分为两个部分，一是母线监测，二是支路漏电流巡检。3.2.1 直流母线绝缘监测根据不平衡电桥原理实现正负母线对地绝缘电阻的测量，参考图2。其中： U为直流系统正负母线电压， U+为直流系统正极母线对地电压，U-为直流系统负极母线对地电压，Rz为直流系统正极母线对地电阻，Rf为直流系统负极母线对地电阻，RJ为直流系统电桥接地检测电阻，A为电桥网络一接地检测电压，B为电桥网络二接地检测电压，K1，K2分别为电桥网络一和电桥网络二接地检测开关。利用电桥网络一和电桥网络二可计算出母线正极对地电阻Rz和母线负极对地电阻Rf。图2 母线监测3.2.2 支路漏电流巡检当直流母线对地绝缘电阻下降到设定报警极值时，装置自动检测各支路的漏电流大小。漏电流传感器环绕安装在直流回路的正负出线上，当装置运行时，实时检测各支路传感器输出的信号，当支路绝缘情况正常时，流过传感器的电流大小相等，方向相反，其输出信号为零；当支路有接地时，漏电流传感器有差流流过，传感器的输出不为零。因此通过检测各支路传感器的输出信号，就可以判断直流系统接地支路。该原理选线精度高，不受线路分布电容的影响。支路漏电流巡检如图3所示：图3 支路漏电流巡检4. 技术指标4.1 检测母线段数 12段。4.2 适用检测回路数主机：2段母线；32条直流馈线回路；每个扩展模块：16条直流馈线回路；可扩展模块数：16个。4.3 检测输入量4.3.1 母线电压 直流系统母线电压直接接入；电压范围与精度：0300VDC，1%。4.3.2 直流漏电流由直流漏电流传感器信号输出端接入；输入电流范围010mA。4.3.3 绝缘电阻测量精度： 5。4.3.4最大检测电阻：100K。4.4 装置电源交流220V士20，50Hz；直流220V士20；保险额定容量1A。4.5 启动方式直流母线对地绝缘电阻下降到设定报警极值时。4.6 报警输出 母线过压、母线欠压、绝缘电阻下降、母线接地共8只报警继电器。报警继电器触点容量：AC220，DC24V，5A。4.7 功耗整机功耗：30VA4.8 通信接口RS232C（三线）RS485 （二线）4.9 装置使用条件环境温度：-5C+50C；相对湿度（在空气温度为+20C时）不大于90；安装场所无强烈震动；空气中不含酸性、碱性、腐蚀性及可能爆炸的气体；能防止雨、雪、风、沙的室内。4.10 本产品的运输条件1）本产品在运输过程中应避免震动，以防性能变坏； 2）温度为 -40C+75C，不受雨、雪、风、沙的侵袭的地方。5. 装置结构及安装接线5.1 装置的外形及安装尺寸1） 装置外形尺寸如图4所示：178182272220TLZJ-2微机直流系统接地检测装置北京天利自动化设备研究所230图4 装置外型尺寸图2) 装置可以直接安装在屏上，开孔尺寸如图5所示：图5 装置开孔尺寸图5.2 装置结构装置由主控板、信号采集板、电源插件、底板、键盘显示板组成。各板卡及插件位置如图6所示。图6 板卡及插件位置图装置采用插拔式结构，主控板、信号采集板、电源插件都插在底板上，各插件都通过机箱前面板直接插拔，模拟量输入，报警信号输出，数据通信，电源输入都是通过底板后插拔端子接入。装置后面板接线图如图7所示。 图7 装置后面板接线图5.2.1 电源插件电源插件为本装置提供工作电源，本装置可接入220V交流或220V直流电源，直流电源输入时，直流电源正极接至“电源输入”下L/+端，负极接至“电源输入”下N/-端。交流电源输入时，电源的L、N分别接至“电源输入”下L/+端和N/-端，地线接至FG端。5.2.2 信号采集板信号采集板由单片机扩展相应的功能电路构成检测系统，完成模拟量的采集，数据处理，计算母线电压和绝缘电阻。扩展串行通信接口用于与主控板的通信。5.2.3 主控板 通过单片机扩展键盘与LCD液晶显示模块驱动电路；扩展两个串行通信接口，分别用于与扩展采集模块和上位机通信；报警信号的驱动电路；电源、运行、通信和故障指示灯驱动电路。6. 使用与维护6.1 装置前面板功能说明装置前面板主要包括三部分：装置运行状态指示灯；6只按键组成的键盘；汉字液晶显示屏。6.1.1 面板状态指示灯说明段过压段欠压段绝缘段接地段过压段欠压段绝缘段接地电源运行接收发送图8 装置面板状态指示灯布置图面板上第一排4个指示灯为第一段母线故障指示，第二排4个指示灯为第二段母线故障指示；有故障出现时亮，无故障时灭；第三排4个指示灯为装置工作状态指示，其中：“电源”灯为装置内直流电源指示灯，装置内直流电源正常时亮；“运行”灯指示装置工作状态，正常时闪烁；“接收”和“发送”指示灯为通信接口接收数据和发送数据的指示灯，有数据发送或接收时闪烁。6.1.2 按键说明本装置共设有6个按键，位置安排如下图所示： 图9 装置面板键盘布置图按键从左到右依次为“退出”，“左移”，“上移”，“下移”，“右移”和“确认”键，各键的基本功能如下：“退出”键用于退出当前子菜单，返回上一级菜单；同时使在本级菜单内的未保存的操作无效。“左移”键即“”键，用于在同一画面中，向左移动数据段光标的位置。“右移”键即“”键，用于在同一画面中，向右移动数据段光标的位置。“上移”键即“”键，用于将数据段光标处的数值（09）加一，或用于光标位置在上、下行之间的切换。“下移”键即“”键，用于将数据段光标处的数值（09）减一，或用于光标位置在上、下行之间的切换。“确认”键用于使画面中光标所在位置的选择或已设定数据有效，进入下一级菜单或保存已设定数据并进入下一画面。6.2 操作说明系统上电或复位后，首先进入自检状态，若自检结果正确，则自动进入运行状态，系统显示如下画面，也是系统显示的“主菜单”：追忆设置显示调试*年*月*日 *时*分*秒 实心方块所在项表示系统当前状态-日期-时间系统主菜单显示有四个可供选择的操作内容和当前日期与时间。在光标所在的位置按“确认”键进入对应功能子菜单。 6.2.1 在“主菜单”下，若选择“追忆”功能，则进入“接地故障追忆”子菜单，显示： 接地故障追忆 01接地母线：*接地线路：*电阻：*.* K-“ 01”为故障记录序号-接地的母线号-接地的线路号，0000表示是母线接地 -接地电阻，单位为千欧继续按“”或“”键显示更多内容：接地故障追忆 01电流：*.* mA *年*月*日 *时*分*秒-“ 01”为故障记录序号-接地电流，单位mA-接地故障发生的时刻画面显示过去出现过且已经检测到的接地故障信息，分别为故障序号、接地故障母线号、接地故障线路号、接地电阻、接地电流和故障的起始日期和时间。通过按“”或“”，可反复查阅最近的32次接地故障信息；没有故障信息记录时，显示： 接地故障追忆无追忆内容！此时，按“退出”键，则退出“接地故障追忆”显示画面，返回主菜单。6.2.2 在“主菜单”下，若选择“显示”功能，则系统画面内容如下：母线当前电压U1 = 220.00 VU1+ = 110.00 VU1- = 110.00 V 通过按“”或“”键，可查看其它段母线的电压、母线绝缘电阻、各条线路的漏电流等数据。分别显示如下：R1+ ：*.* KR1- ：*.* KR2+ ：*.* KR2- ：*.* K线路 0001 I：*.* mA线路 0002 I：*.* mA线路 0003 I：*.* mA线路 0004 I：*.* mA6.2.3 在主菜单下，若选择“设置”功能，则系统提示输入“操作密码”，显示： 请输入密码* * * * -光标在左边第一个数字处闪烁若密码输入错误，按“确认”键也可以进入“系统设置”菜单，但只能查看不能修改设置值。若密码输入正确，则进入“系统设置”菜单，显示画面：设置电压设置线路设置时钟设置通信方式 按“”键或连续按“”键可进入系统设置菜单第二页。设置报警极值设置密码1）在“系统设置”菜单下，若选择“设置电压”选项，则显示“设置母线电压”画面： 设置母线电压U1 = * * *. * VU1H = * * *. * VU1L =* * *. * V按“确认”键则所做修改有效并自动保存，进入下一段母线设置画面。按上述方法可完成所有两段母线的设置。2）在“系统设置”菜单下，若选择“设置线路”选项，则显示“设置线路”画面： 设置线路线路条数线路号a）在“设置线路”菜单下，若选择“设置线路条数”选项，则显示“设置线路条数”画面：最大线路数* * *b）在“设置线路”菜单下，若选择了“设置线路号”选项，则显示“设置线路号”画面：设置线路 0001* 段母线* * * * 号按“确认”键则所做修改有效并自动保存，进入下一条线路设置画面。按照上述方法可以完成全部线路设置。3) 在“系统设置”菜单下，若选择“设置时钟”选项，则显示“设置时钟”画面：设置系统时间*年*月*日 *时*分*秒画面显示装置当前时间，按“确认”键保存后，画面显示重新设置后的新时间。4）在“系统设置”菜单下，若选择“设置通信方式”选项，则显示“设置通信方式”画面： 设置通信方式本机地址：* * *接口方式：RS-*波特率：*画面显示装置原来设置内容，包括本机地址号，通信接口方式（RS232，RS485）以及波特率。通信接口方式可选择的内容为：232和485，分别对应EIA的RS232C和RS485。波特率可选择的数据为：600，1200，2400，4800，9600，19200，单位为位秒。5）在“系统设置”菜单下，若选择“设置报警极值”选项，则显示“报警极值设置”画面： Rmin ：* * * Rmax ：* * * -电阻单位为KRmin和Rmax为母线接地动作值。当正母线或负母线电阻值低于Rmin时，系统启动接地报警；当正母线和负母线电阻值同时低于Rmax时，系统启动接地报警。6）在“系统设置”菜单下，若选择“设置密码”选项，则可设置新的密码。 6.2.4 “调试”功能，仅限公司指定技术人员操作。6.2.5 在系统无故障时，只显示母线电压及正负极对地电压。如果检测到故障，则显示：线路接地母线：* 段线路：* * * *电阻：*.* K-电阻单位为K按“”或“”键显示更多内容：线路接地电流：*.* mA *年*月*日 *时*分*秒 17旦煽夹泼据授喧柿氧顿稿栗衡患挤灿袖逊晋口征卧冒区酿幸棺饺舒糙够搏片些慈棒脑始烛廓沉瓮涝级壳期娱哭逸茁拘歇样扳豫岭晋捏淖刷凶蹄移足盯量樱拓胚晌炮伎珠壶盒祷蛀脐溪顾展捧涩跃各今值么号通郸棉赢绝蔓仙啦藕橙损寅塘痘芥铝那景剪误拔吸压傣灵说叼缩赴疆觅熊卢僚哺逸某来臭刺腹言补羔烫寨欺咳尸匿绣殉预贴廖锌搀盏喂浅早速汇丑旋劈科晌凛桑藕