本實用新型一種直流系統(tǒng)檢修電壓檢測器，涉及發(fā)變電站直流系統(tǒng)檢修領域。

背景技術：

在發(fā)電廠、變電站中，直流系統(tǒng)為控制信號、繼電保護、自動裝置、斷路器跳閘、合閘等操作回路等提供可靠的直流電源。直流系統(tǒng)對發(fā)電廠、變電站的安全運行起著至關重要的作用?，F(xiàn)今在對直流系統(tǒng)進行檢修或更換配件時，不可避免的要對單條或多條直流供電線路進行短暫性拆除工作。而作為發(fā)電廠、變電站重要組成部分的直流系統(tǒng)是不可斷電的。所以在對需要的供電線路拆除之前，需要從旁路母線或其它備用供電線路取電，保障各部分的正常運行，待工作完成后恢復原線路。但在實際操作中，需要多組人配合反復確認電壓等級、相序、導線是否連接可靠等。存在的弊端有：工作量大、執(zhí)行效率低而且容易出錯。故需要開發(fā)一款可以幫助工作人員快速準確的解決以上問題的檢測器。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種直流系統(tǒng)檢修電壓檢測器，使用時，連接該檢測器后可以逐一識別檢測接入兩端的電壓等級、線序、和待接入備份電源是否有接地故障，同時能進行實時顯示，具備檢修效率高、工作量小、單人操作即可的優(yōu)點。

本實用新型采取的技術方案為；

直流系統(tǒng)檢修電壓檢測器，包括電源模塊、直流電壓變送器、直流電流變送器、數(shù)據(jù)處理器、顯示模塊、按鍵模塊、空氣斷路器。檢修線路通過空氣斷路器連接備用線路，空氣斷路器用于斷開或者閉合檢修線路與備用線路，檢修線路連接電源模塊。

直流電壓變送器包括：第一直流電壓變送器A、第二直流電壓變送器B、第三直流電壓變送器C。第一直流電壓變送器A用于檢測檢修線路，第二直流電壓變送器B用于檢測備用線路，所述第一直流電壓變送器A、第二直流電壓變送器B分別通過一個反接檢測電路連接數(shù)據(jù)處理器。第三直流電壓變送器C連接數(shù)據(jù)處理器，第三直流電壓變送器C用于備用線路源接地檢測。直流電流變送器連接數(shù)據(jù)處理器，直流電流變送器用于檢測備用線路到檢修線路電流。

所述反接檢測電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、光耦U1、二極管D1、二極管D2、二極管D3。電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、光耦U1控制端、二極管D3串聯(lián)連接。二極管D1、二極管D2串聯(lián)后與光耦U1控制端并聯(lián)。

所述顯示模塊為OLED顯示器，用于適應室外強光下的工作環(huán)境。

所述空氣斷路器采用手動合閘。

所述電源模塊為100~240V寬電壓、交流轉12v直流的電源模塊。

該檢測器還包括連接線，連接線用于端子排與檢測器，所述連接線一端為符合各類端子排接口的接插件；另一端為可直接插拔帶有雙絕緣護套的香蕉頭。

本實用新型一種直流系統(tǒng)檢修電壓檢測器，有益效果如下：

1：采用光耦、二極管、電阻與直流電壓變送器組合，分別比對兩端電壓、線序。采用光耦、二極管、電阻與直流電壓變送器組合當電源線線序錯誤時光耦受控端為低電平，直流電壓變送器反饋給數(shù)據(jù)處理器的電壓信號為0。

單使用直流電壓變送器線序錯誤時，直流電壓變送器輸出給數(shù)據(jù)處理器的電壓信號為0。但是有多種情況可以導致上述結果，所以使用組合電路可以準確判斷。

2：本實用新型工作電源、備份電源與數(shù)據(jù)處理器之間形成物理隔離，避免相互之間的電氣干擾。

3： 通過對直流電流變送器信號的處理可以得知工作電源與備份電源的投入狀態(tài)。

例如 ：當空氣斷路器斷開時 工作電源與備份電源之間沒有電流，直流電流變送器輸出給數(shù)據(jù)處理器的電壓信號為0。合閘后由工作電源與備份電源共同為負載供電，工作電源與備份電源之間電流開始增加。當工作電源拆除后由備份電源單獨供電時，電流會再次變化。

3：在檢測器上集成空氣斷路器，手動分合閘。此方案采用手動合閘使得直流系統(tǒng)檢修電壓檢測器，只參與檢測不參與控制。保證在直流系統(tǒng)檢修時的供電可靠性。

5：通過繼電器，分別將備份電源正、負極送入第三直流電壓變送器C。采用繼電器互鎖的方式將備份電源正、負極分別送入直流電壓變送器檢測相對地電壓。

5.1：保證只有電源正或只有電源負進入直流電壓變送器。

5.2：在檢測完成后隔離此回路。

附圖說明

圖1為本實用新型的工作原理圖。

圖2為本實用新型的檢修線路a、備用線路b連接圖。

圖3為本實用新型的直流電壓變送器檢測電路圖。

圖4為本實用新型的備用線路源接地檢測圖。

具體實施方式

如圖1所示，直流系統(tǒng)檢修電壓檢測器，包括電源模塊1、直流電壓變送器、直流電流變送器2、數(shù)據(jù)處理器3、顯示模塊4、按鍵模塊5、空氣斷路器6。檢修線路a通過空氣斷路器6連接備用線路b，空氣斷路器6用于斷開或者閉合檢修線路a與備用線路b，檢修線路a連接電源模塊1。

直流電壓變送器包括：第一直流電壓變送器A、第二直流電壓變送器B、第三直流電壓變送器C。第一直流電壓變送器A用于檢測檢修線路a，第二直流電壓變送器B用于檢測備用線路b，因為需要檢測相序，在市場原有0v-220v電壓變送器的基礎上增加反接檢測電路，如圖3所示。所述第一直流電壓變送器A、第二直流電壓變送器B分別通過一個反接檢測電路連接數(shù)據(jù)處理器3。直流電流變送器2連接數(shù)據(jù)處理器3，直流電流變送器2用于檢測備用線路b到檢修線路a電流。

所述反接檢測電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、光耦U1、二極管D1、二極管D2、二極管D3。電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、光耦U1控制端、二極管D3串聯(lián)連接。二極管D1、二極管D2串聯(lián)后與光耦U1控制端并聯(lián)。采用四個電阻分壓，避免單個電阻兩端壓差過高保證電氣安全距離。二極管D1、二極管D2、二極管D3采用1N4007正向最大電流可達1A，反向耐壓為1000v。二極管D1、二極管D2用于保護光耦U1正向導通時，不被大電流燒壞，且壓降相加為1.4V，可以保證光耦U1正常導通。二極管D3用于保護光耦U1反向電壓擊穿。相序正常時，電壓變送器輸出0-3V的電壓信號給數(shù)據(jù)處理器3，光耦U1與數(shù)據(jù)處理器3相接的IO口為高電平；反之電壓變送器不輸出，光耦U1與數(shù)據(jù)處理器3相接的IO口為低電平。

第三直流電壓變送器C連接數(shù)據(jù)處理器3，第三直流電壓變送器C用于備用線路源接地檢測，如圖4所示。繼電器K1、K2為互鎖連接，保證兩個不會同時動作，繼電器K1、K2受數(shù)據(jù)處理器3控制，分別將電源正、電源負送入第三直流電壓變送器C與地做比較，后傳回數(shù)據(jù)處理器3。

所述數(shù)據(jù)處理器3，數(shù)據(jù)處理器3采用ARM32位MCU單片機，用于處理各路信號和顯示模塊4的控制。

所述顯示模塊4為OLED顯示器，用于適應室外強光下的工作環(huán)境。

所述空氣斷路器6采用手動合閘，保證直流供電的絕對可靠性。

所述按鍵模塊5，由于該設備使用簡單的按鍵模塊5，只作為返回上一步和下一步使用。

該檢測器不自帶電源，內部集成100v-240v寬電壓、交流轉12v直流的電源模塊1，見圖2所示。分閘時，由檢修線路a為整機供電，合閘后由備用線路b為整機供電。這里采用交流輸入，不采用用直流輸入的電源模塊，優(yōu)點在于：當接入相序錯誤時，也能保證供電正常。

該檢測器還包括連接線，連接線用于端子排與檢測器，所述連接線一端為符合各類端子排接口的接插件，如菲尼克斯端子排的螺紋接口；另一端可直接插拔帶有雙絕緣護套6mm的香蕉頭，保證絕緣等級和通過大電流的可靠性。避免了在傳統(tǒng)操作中連接端子排時，兩端均為螺紋，在旋轉擰入后導線會因多次使用、多次過度扭曲而斷裂；或焊接處松動接觸電阻變大，過大電流時焊錫融化與焊接處脫落而引發(fā)的安全事故。

一種直流系統(tǒng)檢修方法，使用時，連接本實用新型檢測器后，

1.數(shù)據(jù)處理器3讀取光耦U1信號，高電平線序正確，低電平為錯誤。正確進行下一步、錯誤在顯示模塊4上顯示錯誤原因。

2.數(shù)據(jù)處理器3讀取第一直流電壓變送器A信號電壓值，輸入顯示模4并保存。

3.數(shù)據(jù)處理器3讀取光耦U2信號，高電平線序正確，低電平為錯誤。正確進行下一步、錯誤在顯示模塊4上顯示錯誤原因。

4.數(shù)據(jù)處理器3讀取第二直流電壓變送器B信號電壓值，輸入顯示模塊4并與第一直流電壓變送器A信號進行比對。兩者相差小于一個標準值進入下一步，大于通過顯示模塊4報警提示工作人員注意。

5.數(shù)據(jù)處理器3控制繼電器將備份電源正極送入第三直流電壓變送器C，并讀取第三直流電壓變送器C信號的電壓值，輸入顯示模4，并判斷是否在正常范圍內。正確下一步，錯誤通過顯示模4顯示。

6.數(shù)據(jù)處理器3控制繼電器將備份電源負極送入第三直流電壓變送器C，并讀取第三直流電壓變送器C信號的電壓值，輸入顯示模4并判斷是否在正常范圍內。正確下一步，錯誤通過顯示模塊4顯示。

7.數(shù)據(jù)處理器控3制繼電器將備份電源與直流電壓變送器完全斷開，通過顯示模塊4提示可以合閘。

8.數(shù)據(jù)處理器3開始監(jiān)視直流電流變送器的電壓信號，合閘后由工作電源和備份電源共同為負載供電，流經直流電流變送器初級線圈導線的電流將由零增加，即可以判斷為合閘成功。

9.拆除設備端工作電源供電線路后，由備份電源經過備份電源端連接線、空氣斷路器6、工作電源端連接線到端子排單獨為負載供電；流經直流電流變送器初級線圈導線的電流將再次增加，即判斷為拆除工作電源。

10.工作完畢恢復原線路后，再次由工作電源和備份電源共同為負載供電，流經直流電流變送器初級線圈導線的電流將減小。即判斷工作電源恢復成功。

11.空氣斷路器6分閘，拆除連接線操作完成。

可以逐一識別檢測接入兩端的電壓等級、線序、和待接入備份電源7是否有接地故障。在檢測過程中，如有故障，在顯示模塊4上顯示故障原因；若無故障，則提示可以手動合上空氣斷路器6，接通檢修線路a與備用線路b。

檢測到合閘后，在顯示模塊4顯示備用線路b已投入，即可以拆除檢修線路a；拆除檢修線路a后，顯示模塊4顯示，檢修線路a已斷開。

進行檢修、更換等操作完畢后，接回檢修線路a，顯示模塊4顯示檢修線路a已連接，手動分閘拆除連接線。

一種直流系統(tǒng)檢修方法，空氣斷路器6的初始狀態(tài)為分閘，外部導線連接后，數(shù)據(jù)處理器3分別讀取第一直流電壓變送器A信號、對應的光耦信號；第二直流電壓變送器B信號、對應的光耦信號，獲得兩端的電壓值和線序信息進行對比。

若是錯誤，通過顯示模塊4報錯；若是正確，進行下一步，通過K1、K2繼電器分別將備份電源7正、負極送入第三直流電壓變送器C，檢測對地電壓是否在正常范圍內，若是錯誤，通過顯示模塊4報錯；若是正確提示合閘。

數(shù)據(jù)處理器3開始監(jiān)測直流電流變送器2信號變化，通過內部算法來判斷：備用線路b投入、檢修線路a斷開、檢修線路a重新連接等狀態(tài)。