專利名稱：確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種能夠確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)，屬于直流IT 系統(tǒng)監(jiān)控領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]在電力系統(tǒng)中，直流電源的可靠運(yùn)行對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定起著十分重要的作用，由于交、直流電纜在長期運(yùn)行中的磨損，或交、直流裝置元器件的損壞，或人為操作的不慎，會導(dǎo)致交流電串入直流系統(tǒng)。近些年在發(fā)電廠和變電站發(fā)生的事故表明，交流電串入直流系統(tǒng)后，容易導(dǎo)致繼電保護(hù)誤動或斷路器誤跳，如《交流串入直流回路引起開關(guān)跳閘的原因分析》(繼電器，2007年第14期)一文介紹了西柏坡發(fā)電廠220kV升壓站中間開關(guān)跳閘的事故概況，并分析了交流電串入直流回路后對繼電保護(hù)的影響，提出了方法措施；《220V工頻交流混入直流控制回路造成的開關(guān)誤跳問題分析》(山東電力技術(shù)，2009年第4期)一文介紹了萊蕪電廠由于電弧引起的工頻交流串入直流控制回路造成廠用備用電源開關(guān)誤合閘的故障情況，通過試驗(yàn)、檢查和分析找到了問題的原因，并采取相應(yīng)的處理和防范措施；《交流竄入直流系統(tǒng)的分析》(直流電源技術(shù)，2011年第I期)一文對兩所電廠由于交流串入直流系統(tǒng)弓I起的事故現(xiàn)象進(jìn)行了分析和描述。[0003]目前，對于發(fā)電廠和變電站所使用的直流絕緣監(jiān)測裝置，一般采用以下兩種方法進(jìn)行接地選線，其一為信號注入法，即產(chǎn)生一個交變信號注入直流系統(tǒng)與大地之間，發(fā)生接地的支路便會與該交變信號源構(gòu)成回路，通過檢測安裝于各支路上的能夠測量交流電流的傳感器來定位接地的故障支路；其二為直流漏電流法，由于直流絕緣監(jiān)測裝置設(shè)有平衡電橋和不平衡電橋，發(fā)生接地的支路必會產(chǎn)生泄漏電流，通過檢測安裝于各支路上的能夠測量直流漏電流的傳感器來定位接地的故障支路。[0004]當(dāng)交流電串入直流系統(tǒng)后，交流電壓會疊加到直流電壓上，可以通過檢測直流母線上的電壓波形來判斷是否有故障發(fā)生。對于采用信號注入法的直流絕緣監(jiān)測裝置，可以通過檢測支路上是否存在交流電流來定位交流串入故障發(fā)生的支路；而對于采用直流漏電流法的絕緣監(jiān)測裝置，因?yàn)橹绷髀╇娏鱾鞲衅鳠o法檢測交流電流，所以無法實(shí)現(xiàn)交流電串入的故障定位。因?yàn)樾盘柕淖⑷胍鹬绷飨到y(tǒng)紋波的增加，常為直流系統(tǒng)帶來繼電保護(hù)誤動、斷路器誤跳閘等問題，對直流系統(tǒng)和繼電保護(hù)系統(tǒng)具有安全隱患，所以采用信號注入法的直流絕緣監(jiān)測裝置正在逐漸淘汰；而采用直流漏電流法的直流絕緣監(jiān)測裝置，因需在各支路增設(shè)交流傳感器才能實(shí)現(xiàn)交流電串入的故障定位，故增加了系統(tǒng)的成本。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)，它在采用直流漏電流法的直流絕緣監(jiān)測裝置中，能夠確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路。[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案為[0007]—種確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)，包括故障判斷裝置和若干故障定位裝置，其中所述故障判斷裝置包括在線式監(jiān)測裝置，它的輸入與直流母線正極KM+、直流母線負(fù)極KM-以及大地GND相連；若干故障定位裝置分別安裝在各直流支路中，在線式監(jiān)測裝置與故障定位裝置通過通訊總線連接；在線式監(jiān)測裝置實(shí)時采集串入直流系統(tǒng)的交流電壓，對交流電串入直流系統(tǒng)故障進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)交流電壓值超過設(shè)定的門限值后判定發(fā)生故障，并通過故障定位裝置進(jìn)行故障支路的判斷。[0008]進(jìn)一步地[0009]所述在線式監(jiān)測裝置包括電橋單元、直流電壓檢測與調(diào)理單元、交流電壓檢測與調(diào)理單元、AD轉(zhuǎn)換器、處理器、通訊電路單元，其中電橋單元的輸入端連接到直流系統(tǒng)的正極、負(fù)極和大地之間，電橋單元取出直流母線正極對地電壓和直流母線負(fù)極對地電壓送給直流電壓檢測與調(diào)理單元，電橋單元取出串入到直流系統(tǒng)的交流電壓送給交流電壓檢測與調(diào)理單元；直流電壓檢測與調(diào)理單元檢測直流母線正極對地電壓和直流母線負(fù)極對地電壓，交流電壓檢測與調(diào)理單元檢測串入到直流系統(tǒng)的交流電壓，直流電壓檢測與調(diào)理單元和交流電壓檢測與調(diào)理單元分別負(fù)責(zé)將取得的直流電壓值和交流電壓值調(diào)理成模擬電量， 并輸出給AD轉(zhuǎn)換器；AD轉(zhuǎn)換器將調(diào)理后的直流電壓和交流電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并輸出給處理器；處理器通過運(yùn)算，獲得直流系統(tǒng)的正極對地電壓U+、負(fù)極對地電壓U-，以及串入到直流系統(tǒng)的交流電壓Uac，此正極對地電壓U+、負(fù)極對地電壓U-以及串入到直流系統(tǒng)的交流電壓Uac作為判斷是否發(fā)生交流串入的依據(jù)；通訊電路單元與所述故障定位裝置進(jìn)行通訊，讀取故障定位裝置的信息，作為判斷發(fā)生交流串入直流故障支路的依據(jù)。[0010]所述故障定位裝置包括互感器、直流漏電流測量單元、處理器、通訊電路單元，其中直流系統(tǒng)支路的兩根分別連接直流母線正極和直流母線負(fù)極的導(dǎo)線穿過互感器；直流漏電流測量單元的輸入與互感器相連，直流漏電流測量單元輸出反映穿過互感器的電路的漏電流大小及方向的脈沖信號或模擬信號給處理器；處理器通過檢測脈沖寬度的變化或通過檢測模擬信號的幅值來確定漏電流大小及方向，處理器將漏電流的大小及方向通過通訊電路單元傳輸給在線式監(jiān)測裝置。[0011]所述故障定位裝置包括故障定位信號采集裝置和若干第一故障定位裝置，其中 第一故障定位裝置將支路產(chǎn)生的直流漏電流轉(zhuǎn)換為模擬量或數(shù)字量，故障定位信號采集裝置采集各第一故障定位裝置輸出的模擬量或數(shù)字量，并輸出給在線式監(jiān)測裝置。[0012]所述第一故障定位裝置包括互感器、直流漏電流測量單元，直流漏電流測量單元將穿過互感器的直流系統(tǒng)支路的兩根導(dǎo)線中的直流漏電流轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出給所述故障定位信號采集裝置；所述故障定位信號采集裝置包括處理器、至少一個AD轉(zhuǎn)換器、通訊電路單元，AD轉(zhuǎn)換器將第一故障定位裝置輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，處理器根據(jù)AD 轉(zhuǎn)換器的輸出計算各支路的直流漏電流值，通訊電路單元與在線式監(jiān)測裝置通訊，傳輸各支路的直流漏電流值。[0013]所述第一故障定位裝置包括互感器、直流漏電流測量單元、第一處理器、通訊電路單元，直流漏電流測量單元與互感器相連，輸出反映穿過互感器的直流系統(tǒng)支路的漏電流大小及方向的脈沖信號或模擬信號，并輸入給第一處理器；第一處理器通過檢測脈沖寬度的變化或通過檢測模擬信號的幅值來確定漏電流大小及方向，漏電流的大小及方向通過通訊電路單元傳輸給所述故障定位信號采集裝置；所述故障定位信號采集裝置包括第一通訊電路單元、第二處理器、第二通訊電路單元，第一通訊電路單元通過第一故障定位裝置的通訊電路單元與第一故障定位裝置通訊，接收第一故障定位裝置傳來的直流漏電流信息，第二處理器對所有支路的漏電流信息進(jìn)行匯總，并通過第二通訊電路單元傳輸給在線式監(jiān)測>J-U ρ α裝直。[0014]本實(shí)用新型采用上述方案，在采用直流漏電流法的直流絕緣監(jiān)測裝置中，能夠確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路；無需增設(shè)交流傳感器，節(jié)約系統(tǒng)成本，同時本方案無信號注入，因此不會引起直流系統(tǒng)波紋的增加，不會造成繼電保護(hù)誤動、斷路器誤跳閘等問題， 可靠性更高。


[0015]圖I為實(shí)施系統(tǒng)整體原理框圖。[0016]圖2為系統(tǒng)工作流程圖。[0017]圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施系統(tǒng)整體原理圖內(nèi)的在線式監(jiān)測裝置實(shí)施原理圖。[0018]圖4為本實(shí)用新型的實(shí)施系統(tǒng)整體原理圖內(nèi)的故障定位裝置實(shí)施例I的原理框圖。[0019]圖5為本實(shí)用新型的實(shí)施系統(tǒng)整體原理圖內(nèi)的故障定位裝置實(shí)施例2的原理框圖。[0020]圖6為本實(shí)用新型的故障定位裝置實(shí)施例2中故障定位裝置I和故障定位裝置2 的實(shí)施例a的原理框圖。[0021]圖7為本實(shí)用新型的故障定位裝置實(shí)施例2中故障定位裝置I和故障定位裝置2 的實(shí)施例b的原理框圖。
具體實(shí)施方式
[0022]本實(shí)用新型涉及一種能夠確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)。[0023]本實(shí)用新型的系統(tǒng)包括故障判斷裝置和若干故障定位裝置，其中故障判斷裝置包括在線式監(jiān)測裝置，它的輸入與直流母線正極KM+、直流母線負(fù)極KM-以及大地GND相連； 若干故障定位裝置分別安裝在各直流支路中，在線式監(jiān)測裝置與故障定位裝置通過通訊總線連接；在線式監(jiān)測裝置實(shí)時采集串入直流系統(tǒng)的交流電壓，對交流電串入直流系統(tǒng)故障進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)交流電壓值超過設(shè)定的門限值后判定發(fā)生故障，并通過故障定位裝置進(jìn)行故障支路的判斷。[0024]所述在線式監(jiān)測裝置包括電橋單元、直流電壓檢測與調(diào)理單元、交流電壓檢測與調(diào)理單元、AD轉(zhuǎn)換器、處理器、通訊電路單元，其中電橋單元的輸入端連接到直流系統(tǒng)的正極、負(fù)極和大地之間，電橋單元取出直流母線正極對地電壓和直流母線負(fù)極對地電壓送給直流電壓檢測與調(diào)理單元，電橋單元取出串入到直流系統(tǒng)的交流電壓送給交流電壓檢測與調(diào)理單元；直流電壓檢測與調(diào)理單元檢測直流母線正極對地電壓和直流母線負(fù)極對地電壓，交流電壓檢測與調(diào)理單元檢測串入到直流系統(tǒng)的交流電壓，直流電壓檢測與調(diào)理單元和交流電壓檢測與調(diào)理單元分別負(fù)責(zé)將取得的直流電壓值和交流電壓值調(diào)理成模擬電量， 并輸出給AD轉(zhuǎn)換器；AD轉(zhuǎn)換器將調(diào)理后的直流電壓和交流電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并輸出給處理器；處理器通過運(yùn)算，獲得直流系統(tǒng)的正極對地電壓U+、負(fù)極對地電壓U-，以及串入到直流系統(tǒng)的交流電壓Uac，此正極對地電壓U+、負(fù)極對地電壓U-以及串入到直流系統(tǒng)的交流電壓Uac作為判斷是否發(fā)生交流串入的依據(jù)；通訊電路單元與所述故障定位裝置進(jìn)行通訊，讀取故障定位裝置的信息，作為判斷發(fā)生交流串入直流故障支路的依據(jù)。[0025]所述故障定位裝置包括互感器、直流漏電流測量單元、處理器、通訊電路單元，其中直流系統(tǒng)支路的兩根分別連接直流母線正極和直流母線負(fù)極的導(dǎo)線穿過互感器；直流漏電流測量單元的輸入與互感器相連，直流漏電流測量單元輸出反映穿過互感器的電路的漏電流大小及方向的脈沖信號或模擬信號給處理器；處理器通過檢測脈沖寬度的變化或通過檢測模擬信號的幅值來確定漏電流大小及方向，處理器將漏電流的大小及方向通過通訊電路單元傳輸給在線式監(jiān)測裝置。[0026]所述故障定位裝置包括故障定位信號采集裝置和若干第一故障定位裝置，其中 第一故障定位裝置將支路產(chǎn)生的直流漏電流轉(zhuǎn)換為模擬量或數(shù)字量，故障定位信號采集裝置采集各第一故障定位裝置輸出的模擬量或數(shù)字量，并輸出給在線式監(jiān)測裝置。[0027]所述第一故障定位裝置包括互感器、直流漏電流測量單元，直流漏電流測量單元將穿過互感器的直流系統(tǒng)支路的兩根導(dǎo)線中的直流漏電流轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出給所述故障定位信號采集裝置；所述故障定位信號采集裝置包括處理器、至少一個AD轉(zhuǎn)換器、通訊電路單元，AD轉(zhuǎn)換器將第一故障定位裝置輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，處理器根據(jù)AD 轉(zhuǎn)換器的輸出計算各支路的直流漏電流值，通訊電路單元與在線式監(jiān)測裝置通訊，傳輸各支路的直流漏電流值。[0028]所述第一故障定位裝置包括互感器、直流漏電流測量單元、第一處理器、通訊電路單元，直流漏電流測量單元與互感器相連，輸出反映穿過互感器的直流系統(tǒng)支路的漏電流大小及方向的脈沖信號或模擬信號，并輸入給第一處理器；第一處理器通過檢測脈沖寬度的變化或通過檢測模擬信號的幅值來確定漏電流大小及方向，漏電流的大小及方向通過通訊電路單元傳輸給所述故障定位信號采集裝置；所述故障定位信號采集裝置包括第一通訊電路單元、第二處理器、第二通訊電路單元，第一通訊電路單元通過第一故障定位裝置的通訊電路單元與第一故障定位裝置通訊，接收第一故障定位裝置傳來的直流漏電流信息，第二處理器對所有支路的漏電流信息進(jìn)行匯總，并通過第二通訊電路單元傳輸給在線式監(jiān)測>J-U ρ α裝直。[0029]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例和附圖，對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。[0030]圖I為本實(shí)用新型的實(shí)施系統(tǒng)整體原理框圖。如圖I所示,該系統(tǒng)由兩部分組成， 即故障判斷裝置與故障定位裝置。故障判斷裝置包括在線式監(jiān)測裝置，它的3個輸入端分別與直流母線正極ΚΜ+、直流母線負(fù)極KM-以及大地GND相連；若干故障定位裝置，分別安裝在各直流支路中，直流支路的正極和負(fù)極同時穿過故障定位裝置內(nèi)置的互感器；在線式監(jiān)測裝置與故障定位裝置通過通訊總線連接。在線式監(jiān)測裝置實(shí)時采集串入直流系統(tǒng)的交流電壓，對交流電串入直流系統(tǒng)故障進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)交流電壓值超過設(shè)定的門限值后判定發(fā)生故障，通過故障定位裝置進(jìn)行故障支路的判斷，即選線。[0031]圖2為本系統(tǒng)的工作流程圖。其工作流程為[0032]I)在線式監(jiān)測裝置實(shí)時檢測直流母線正極對地電壓U+、負(fù)極對地電壓U_、串入的交流電壓Uac,并進(jìn)行判斷，當(dāng)Uac大于設(shè)定值Uaca時，確定直流系統(tǒng)發(fā)生交流電串入故障；[0033]2)對此時的直流母線正極對地電壓U+和負(fù)極對地電壓1進(jìn)行比較，當(dāng)K AU(AU為設(shè)定值)時，判定交流電通過負(fù)極串入直流系統(tǒng)；當(dāng)U+彡AU(AU為設(shè)定值)時，判定交流電通過正極串入直流系統(tǒng)；若上述條件均不成立，則不對交流串入直流系統(tǒng)的極性進(jìn)行判斷。[0034]3)在線式監(jiān)測裝置讀取安裝于各支路的故障定位裝置測量的漏電流值，并進(jìn)行排序，其中漏電流值最大的一條支路即為交流電串入的支路。[0035]圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施系統(tǒng)整體原理圖內(nèi)的在線式監(jiān)測裝置實(shí)施原理圖。如圖 3所示，在線式監(jiān)測裝置包括電橋單元、直流電壓檢測與調(diào)理單元、交流電壓檢測與調(diào)理單元、AD轉(zhuǎn)換器、處理器、通訊電路單元。其中電橋單元的輸入端連接到直流系統(tǒng)的正極、負(fù)極和大地之間，電橋單元取出直流母線正極對地電壓和直流母線負(fù)極對地電壓送給直流電壓檢測與調(diào)理單元，電橋單元取出串入到直流系統(tǒng)的交流電壓送給交流電壓檢測與調(diào)理單元。直流電壓檢測與調(diào)理單元檢測直流母線正極對地電壓和直流母線負(fù)極對地電壓，交流電壓檢測與調(diào)理單元檢測串入到直流系統(tǒng)的交流電壓，直流電壓檢測與調(diào)理單元和交流電壓檢測與調(diào)理單元分別負(fù)責(zé)將取得的直流電壓值和交流電壓值調(diào)理成適合AD轉(zhuǎn)換器的模擬電量，并輸出給AD轉(zhuǎn)換器。AD轉(zhuǎn)換器將調(diào)理后的直流電壓和交流電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號， 并輸出給處理器。處理器通過運(yùn)算(運(yùn)算公式見后)，獲得直流系統(tǒng)的正極對地電壓U+、負(fù)極對地電壓U-，以及串入到直流系統(tǒng)的交流電壓Uac。此正極對地電壓U+、負(fù)極對地電壓 U-以及串入到直流系統(tǒng)的交流電壓Uac作為判斷是否發(fā)生交流串入的依據(jù)。通訊電路單元與故障定位裝置進(jìn)行通訊，讀取故障定位裝置的信息，作為判斷發(fā)生交流串入直流故障支路的依據(jù)。每臺在線式監(jiān)測裝置一般與多臺故障定位裝置連接。[0036]電橋單元至少包含平衡電橋電路，即在直流母線正極和大地之間、直流母線負(fù)極和大地之間分別接入阻值相等的電阻或電阻串，平衡電橋用于對直流母線正極對地電壓和負(fù)極對地電壓的平衡、直流系統(tǒng)單極絕緣下降的檢測。[0037]下面說明獲得直流系統(tǒng)的正極對地電壓U+、負(fù)極對地電壓U-，以及串入到直流系統(tǒng)的交流電壓Uac。的運(yùn)算公式[0038]對于直流電壓的計算，一般通過取平均值獲得，其計算過程如下[0039]在采樣周期T內(nèi)采集η個點(diǎn)的電壓值UpU2......Un，則電壓平均值為r r I I ) I ··*· · I I..'... [0040]U =■ 2\kη[0041]其中，k為校準(zhǔn)用的常數(shù)，[0042]對于交流電壓的計算，一般通過取均方根值獲得，其計算過程如下[0043]在采樣周期T內(nèi)采集η個點(diǎn)的電壓值Up U2......Un，則電壓均方根值為Γ ~+ υ~ +u~[0044]U =、」- -^xkVη[0045]其中，k為校準(zhǔn)用的常數(shù)。[0046]在該實(shí)施例中，直流電壓檢測與調(diào)理單元的輸入也可以直接接自直流母線正極和大地、直流母線負(fù)極和大地，交流電壓檢測與調(diào)理單元的輸入也可以直接接自直流母線正極和大地、直流母線負(fù)極和大地；AD轉(zhuǎn)換器可以集成在處理器內(nèi)，也可以是獨(dú)立的AD轉(zhuǎn)換器。[0047]圖4為本實(shí)用新型的實(shí)施系統(tǒng)整體原理圖內(nèi)的故障定位裝置實(shí)施例I的原理框圖。如圖4所示，該實(shí)施例的故障定位裝置包括互感器、直流漏電流測量單元、處理器、顯示電路單元、通訊電路單元。其中直流系統(tǒng)支路的兩根分別連接直流母線正極和直流母線負(fù)極的導(dǎo)線穿過互感器，流經(jīng)互感器的兩根導(dǎo)線的電流極性相反。直流漏電流測量單元的輸入與互感器相連，直流漏電流測量單元輸出能夠反映穿過互感器的電路的漏電流大小及方向的脈沖信號或模擬信號給處理器。若是脈沖信號，處理器通過檢測脈沖寬度的變化來確定漏電流大小及方向，若是模擬信號，處理器則通過檢測模擬信號的幅值來確定漏電流大小及方向。處理器將漏電流的大小及方向通過通訊電路單元傳輸給在線式監(jiān)測裝置。顯示電路單元為便于用戶觀察本支路狀態(tài)所設(shè)，一般包括指示燈、數(shù)碼管或液晶顯示器等部件。[0048]直流漏電流測量單元工作原理由互感器二次側(cè)線圈與若干電子元器件構(gòu)成振蕩電路，產(chǎn)生振蕩波形，穿過互感器的直流漏電流值能夠通過振蕩波形的正脈寬和負(fù)脈寬間接反映。通過檢測振蕩波的正脈寬和負(fù)脈寬變化即可獲得直流漏電流值。[0049]由于該實(shí)施例的故障定位裝置采用通訊總線的連接方式，所以故障定位裝置與在線式監(jiān)測裝置的連接較為簡便，維護(hù)較為方便。[0050]圖5為本實(shí)用新型的實(shí)施系統(tǒng)整體原理圖內(nèi)的故障定位裝置實(shí)施例2的原理框圖。如圖5所示，該實(shí)施例的故障定位裝置包括故障定位裝置I和故障定位信號采集裝置 2，其中，故障定位裝置I可以將支路產(chǎn)生的直流漏電流轉(zhuǎn)換為模擬量或數(shù)字量，故障定位信號采集裝置2采集故障定位裝置I輸出的模擬量或數(shù)字量，并輸出給在線式監(jiān)測裝置。一般來講，每臺故障定位信號采集裝置2可連接多臺故障定位裝置1，至少不小于2臺。[0051]由于采用這種實(shí)施例的故障定位裝置，可以在多支路的直流系統(tǒng)中，將位置關(guān)系較近的多支路進(jìn)行統(tǒng)一管理，故可在一定程度上減少故障定位的時間。[0052]圖6為本實(shí)用新型的實(shí)施實(shí)例中故障定位裝置實(shí)施實(shí)例2中故障定位裝置I和故障定位信號采集裝置2的實(shí)施實(shí)例a原理框圖。在該實(shí)施實(shí)例中，故障定位裝置I包括互感器、直流漏電流測量單元。直流漏電流測量單元將穿過互感器的直流系統(tǒng)支路的兩根導(dǎo)線中的直流漏電流轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出給故障定位信號采集裝置2。故障定位信號采集裝置2包括處理器、至少一個AD轉(zhuǎn)換器、通訊電路單元。其中，AD轉(zhuǎn)換器將故障定位裝置 I輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為可被處理器識別的數(shù)字信號，處理器根據(jù)AD轉(zhuǎn)換器的輸出計算各支路的直流漏電流值，通訊電路單元與在線式監(jiān)測裝置通訊，傳輸各支路的直流漏電流值。 AD轉(zhuǎn)換器可以集成在處理器內(nèi)，也可以是獨(dú)立式的AD轉(zhuǎn)換器。[0053]圖7為本實(shí)用新型的實(shí)施實(shí)例中故障定位裝置實(shí)施實(shí)例2中故障定位裝置I和故障定位信號采集裝置2的實(shí)施實(shí)例b原理框圖。在該實(shí)施實(shí)例中，故障定位裝置I包括互感器、直流漏電流測量單元、處理器、通訊電路單元。直流漏電流測量單元與互感器相連，輸出反映穿過互感器的直流系統(tǒng)支路的漏電流大小及方向的脈沖信號或模擬信號，并輸入給處理器；若是脈沖信號，處理器需要通過檢測脈沖寬度的變化來確定漏電流大小及方向，若是模擬信號，處理器需通過檢測模擬信號的幅值來確定漏電流大小及方向；漏電流的大小及方向通過通訊電路單元傳輸給故障定位信號采集裝置2。故障定位信號采集裝置2包括通訊電路單元I、處理器、通訊電路單元2。其中，通訊電路單元I與故障定位裝置I通訊， 接收故障定位裝置I傳來的直流漏電流信息，處理器對所有支路的漏電流信息進(jìn)行匯總， 并通過通訊電路單元2傳輸給在線式監(jiān)測裝置。
權(quán)利要求1.一種確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)，其特征在于包括故障判斷裝置和若干故障定位裝置，其中 所述故障判斷裝置包括在線式監(jiān)測裝置，它的輸入與直流母線正極KM+、直流母線負(fù)極KM-以及大地GND相連； 若干故障定位裝置分別安裝在各直流支路中，在線式監(jiān)測裝置與故障定位裝置通過通訊總線連接； 在線式監(jiān)測裝置實(shí)時采集串入直流系統(tǒng)的交流電壓，對交流電串入直流系統(tǒng)故障進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)交流電壓值超過設(shè)定的門限值后判定發(fā)生故障，并通過故障定位裝置進(jìn)行故障支路的判斷。
2.如權(quán)利要求I所述的確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)，其特征在于 所述在線式監(jiān)測裝置包括電橋單元、直流電壓檢測與調(diào)理單元、交流電壓檢測與調(diào)理單元、AD轉(zhuǎn)換器、處理器、通訊電路單元，其中 電橋單元的輸入端連接到直流系統(tǒng)的正極、負(fù)極和大地之間，電橋單元取出直流母線正極對地電壓和直流母線負(fù)極對地電壓送給直流電壓檢測與調(diào)理單元，電橋單元取出串入到直流系統(tǒng)的交流電壓送給交流電壓檢測與調(diào)理單元； 直流電壓檢測與調(diào)理單元檢測直流母線正極對地電壓和直流母線負(fù)極對地電壓，交流電壓檢測與調(diào)理單元檢測串入到直流系統(tǒng)的交流電壓，直流電壓檢測與調(diào)理單元和交流電壓檢測與調(diào)理單元分別負(fù)責(zé)將取得的直流電壓值和交流電壓值調(diào)理成模擬電量，并輸出給AD轉(zhuǎn)換器； AD轉(zhuǎn)換器將調(diào)理后的直流電壓和交流電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并輸出給處理器； 處理器通過運(yùn)算，獲得直流系統(tǒng)的正極對地電壓U+、負(fù)極對地電壓U-，以及串入到直流系統(tǒng)的交流電壓Uac，此正極對地電壓U+、負(fù)極對地電壓U-以及串入到直流系統(tǒng)的交流電壓Uac作為判斷是否發(fā)生交流串入的依據(jù)； 通訊電路單元與所述故障定位裝置進(jìn)行通訊，讀取故障定位裝置的信息，作為判斷發(fā)生交流串入直流故障支路的依據(jù)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)，其特征在于所述故障定位裝置包括互感器、直流漏電流測量單元、處理器、通訊電路單元，其中 直流系統(tǒng)支路的兩根分別連接直流母線正極和直流母線負(fù)極的導(dǎo)線穿過互感器；直流漏電流測量單元的輸入與互感器相連，直流漏電流測量單元輸出反映穿過互感器的電路的漏電流大小及方向的脈沖信號或模擬信號給處理器； 處理器通過檢測脈沖寬度的變化或通過檢測模擬信號的幅值來確定漏電流大小及方向，處理器將漏電流的大小及方向通過通訊電路單元傳輸給在線式監(jiān)測裝置。
4.如權(quán)利要求I或2所述的確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)，其特征在于所述故障定位裝置包括故障定位信號采集裝置和若干第一故障定位裝置，其中 第一故障定位裝置將支路產(chǎn)生的直流漏電流轉(zhuǎn)換為模擬量或數(shù)字量，故障定位信號采集裝置采集各第一故障定位裝置輸出的模擬量或數(shù)字量，并輸出給在線式監(jiān)測裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)，其特征在于 所述第一故障定位裝置包括互感器、直流漏電流測量單元，直流漏電流測量單元將穿過互感器的直流系統(tǒng)支路的兩根導(dǎo)線中的直流漏電流轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出給所述故障定位信號采集裝置； 所述故障定位信號采集裝置包括處理器、至少一個AD轉(zhuǎn)換器、通訊電路單元，AD轉(zhuǎn)換器將第一故障定位裝置輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，處理器根據(jù)AD轉(zhuǎn)換器的輸出計算各支路的直流漏電流值，通訊電路單元與在線式監(jiān)測裝置通訊，傳輸各支路的直流漏電流值。
6.如權(quán)利要求4所述的確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)，其特征在于所述第一故障定位裝置包括互感器、直流漏電流測量單元、第一處理器、通訊電路單元，直流漏電流測量單元與互感器相連，輸出反映穿過互感器的直流系統(tǒng)支路的漏電流大小及方向的脈沖信號或模擬信號，并輸入給第一處理器；第一處理器通過檢測脈沖寬度的變化或通過檢測模擬信號的幅值來確定漏電流大小及方向，漏電流的大小及方向通過通訊電路單元傳輸給所述故障定位信號采集裝置； 所述故障定位信號采集裝置包括第一通訊電路單元、第二處理器、第二通訊電路單元，第一通訊電路單元通過第一故障定位裝置的通訊電路單元與第一故障定位裝置通訊，接收第一故障定位裝置傳來的直流漏電流信息，第二處理器對所有支路的漏電流信息進(jìn)行匯總，并通過第二通訊電路單元傳輸給在線式監(jiān)測裝置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種確定交流電串入直流系統(tǒng)故障支路的系統(tǒng)，包括故障判斷裝置和若干故障定位裝置，其中所述故障判斷裝置包括在線式監(jiān)測裝置，它的輸入與直流母線正極KM+、直流母線負(fù)極KM-以及大地GND相連；若干故障定位裝置分別安裝在各直流支路中，在線式監(jiān)測裝置與故障定位裝置通過通訊總線連接；在線式監(jiān)測裝置實(shí)時采集串入直流系統(tǒng)的交流電壓，對交流電串入直流系統(tǒng)故障進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)交流電壓值超過設(shè)定的門限值后判定發(fā)生故障，并通過故障定位裝置進(jìn)行故障支路的判斷。本實(shí)用新型無需增設(shè)交流傳感器，節(jié)約系統(tǒng)成本，同時本方案無信號注入，因此不會引起直流系統(tǒng)波紋的增加，不會造成繼電保護(hù)誤動、斷路器誤跳閘等問題，可靠性更高。
文檔編號G01R31/08GK202815147SQ20122038199
公開日2013年3月20日 申請日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者王雪楠, 蘭立民, 王傳民, 王超 申請人:北京人民電器廠有限公司