一、LYDCS-6000直流接地故障報警裝置概述

在原有產(chan) 品的基礎上進行技術創新和提升。提高了裝置的測量精度和抗電容幹擾的能力。在性能指標的適應性、調試的方便性及運行的可靠性方麵均處於(yu) 國內(nei) 水平。裝置*利用了信號相位鎖定、超前校正及跟蹤積木式結構等技術，從(cong) 根本上解決(jue) 了判斷數據不全、選線不準等弊病。且根據2011年12月國家電網公司製定的《十八項國家電網公司十八項電網重大反事故措施》中的第五項“防止變電站全停及重要客戶停電事故"中明確提出了原有的直流電源係統絕緣監測裝置，要求增加交流竄直流故障的測記和報警功能。本裝置采用實時跟蹤信息零處理技術，解決(jue) 了交流信號竄入直流故障的測記和報警，是作為(wei) 直流係統逐步改造提升的設備。廣泛適用於(yu) 電力、石化、冶金、郵電、鐵路等行業(ye) 發電廠及變電站。是一種提高電網自動化管理水平、確保安全運行及故障準確定位的智能儀(yi) 器

公司本著“質量*，以質為(wei) 根"的生產(chan) 理念，嚴(yan) 格貫徹 ISO9001 質量管理體(ti) 係，決(jue) 心為(wei) 顧客提供zui為(wei) 優(you) 質的產(chan) 品。公司憑借*的科學管理理念、雄厚的生產(chan) 技術力量、完善的售後服務、嚴(yan) 格的質量管理，獲得了ISO9001 質量管理體(ti) 係認證證書(shu) 、計量合格證證書(shu) 等多項證書(shu) ，榮獲“上海市"、“上海市守合同重信譽單位"、“ 全國電力行業(ye) 設備選型采購推薦產(chan) 品"等稱號，是“中國電力設備管理協會(hui) 會(hui) 員"及“全國電力行業(ye) 設備管理戰略合作夥(huo) 伴單位"。

二、LYDCS-6000直流接地故障報警裝置整機測量原理說明

根據直流係統的特殊性，本裝置的測量從(cong) 測量內(nei) 容區分，可分為(wei) 四大部分，一是母線監測，二是分支回路查巡，三是交流竄直流監與(yu) 報警，直流係統交流成份紋波的監測。

2.1直流母線監測

2.1.1 在直流係統中，分別從(cong) 橋網絡A和橋網絡B讀取X和Y兩(liang) 個(ge) 直流中心對地電壓值。

見圖－

              ◎ U 為(wei) 直流係統母線電壓            ◎ U+為(wei) 直流係統母線正極對地電壓

              ◎ U－為(wei) 直流係統母線負極對地電壓   ◎ R+為(wei) 直流係統母線正極對地電阻

              ◎ R－為(wei) 直流係統母線負極對地電阻   ◎ X為(wei) 電橋網絡A直流中點對地電壓

              ◎ Y為(wei) 電橋網絡B直流中點對地電壓

圖一

2.1.2根據電路基本原理分析，要準確求出正對地電阻R+和負對地電阻R－，必建立兩(liang) 組獨立的電橋網絡方程，將其聯立求解，才能真正求出兩(liang) 個(ge) 電阻R+和R－的電阻值。R1、R2、R分別組成電橋網絡，R1≠R2為(wei) 常量，我們(men) 充分利用兩(liang) 個(ge) 不平衡橋網絡A和網絡橋B。可以導出絕緣電阻R+和R－僅(jin) 與(yu) 母線電壓及測量值“X"與(yu) “Y"有關(guan) 。經電腦編程分別計算出R+與(yu) R－的數值，同時也可以計算出母線正端對地電壓U+與(yu) 母線對地電壓U－值。結構原理如圖一所示。

2.2支回路查巡，故障定位，報警。

主機中配有大功率電阻做為(wei) 電橋，檢測支路時定時啟動電橋電阻信號接至直流係統的正負極與(yu) 地之間。利用電阻電橋之間的轉換，不同的接地電阻與(yu) 投入的電橋電阻之間的並聯，產(chan) 生不同對地電壓，產(chan) 生了不同的接地漏電流，安裝於(yu) 各支路的傳(chuan) 感器檢測每個(ge) 支路漏電流。工作原理見（圖二）所示。如果支路有電阻接地、交流竄入故障、直流互竄故障的支路信號、對於(yu) 故障回路則該支路上的傳(chuan) 感器產(chan) 生感應電壓，感應電壓的大小與(yu) 支路電阻成反比。感應電壓信號經模擬選擇開關(guan) 、放大、帶通濾波、相位比較、濾波、A/D轉換、送CPU進行數據處理，再通過RS485接口轉入主機。

隨著電網容量的不斷擴大，電壓等級的不斷提高，分支回路也相應的增多，有的變電站已多達500分支回路以上。為(wei) 了滿足這方麵的需求，本裝置利用了總線技術，采用分層分布式設計。將每16回路增加一個(ge) 采集模塊，這種分層分布式的分散結構不需改變原有的主機結構。並可以拓展到512個(ge) 回路。采樣模塊和主機之間利用RS485接口實現並接。每個(ge) 模塊地址碼可以在現場隨意設定，大大提高了產(chan) 品的適用性和裝置的可靠性。

圖二

2.3 交流竄直流保護，故障幅度與(yu) 錄波與(yu) 波形分析,竄入支路故障定位。

主機配置母線交流電壓檢測電路，母線通過電容隔直流、差分運放、快速整流、濾波、高速AD，實時檢測母線上的交流信號，並反饋至主芯片，若外部交流竄入電壓大於(yu) 所設定的信號，通過聲光報警及幹接點輸出報警相關(guan) 信息，並啟動了支路巡查電路，巡查電路確定故障支路。並記錄保存本次報警相關(guan) 信息，大大提高係統的安全性和可靠性。如圖四。

圖四

2.4 直流係統中交流成份（紋波）的監測。故障報警。

電路采用耦合、交直流分解等特殊電路處理，能實時準確地對直流電源紋波含量即紋波電壓值，計算直流中的紋波係數，如圖三。

圖三

2.5 直流互竄檢測，故障定位與(yu) 分析。

本機內(nei) 置快速高精度檢測電路，實時檢測現場兩(liang) 段母線之間的直流互竄故障，並準確查找互竄支路，大大提高係統的安全性和可靠性。為(wei) 了保證直流電源對變電站安全運行需要。常常設有兩(liang) 段獨立的直流電源。同一變電站兩(liang) 段直流是要求分開獨立運行，由於(yu) 接線錯誤，設備老化通常會(hui) 造成兩(liang) 段母線發生了電氣上的連接，出現了兩(liang) 段母線手拉手現象。現有的直流係統是采用兩(liang) 個(ge) 電橋監測各自的母線，兩(liang) 段母線出現了電氣上的連接也說是會(hui) 出現我們(men) 常說的“兩(liang) 點接地現象"。兩(liang) 點接地現象常常會(hui) 對變電站的繼電保護正常運行造成一定的危險。我們(men) 利用了現有直流接地裝置的技術升級，將電橋電路的智能化技術與(yu) 支路巡查電路進行充分的結合，成功解決(jue) 了直流係統兩(liang) 段母線出現了電氣上的連接，也就是發生了手接手的兩(liang) 點接地進行了告警，並通過支路巡查定位，準確地查找發生兩(liang) 段直流母線互竄的回路。我們(men) 將兩(liang) 台測量的直流絕緣監察裝置通過測量與(yu) 通迅技術，進行數據分析，進行了定位，有效地查找發生直流互竄接地的回路。

發生直流互竄的主要歸納為(wei) 有五種工作方式：

現象一、*段母線負端與(yu) 第二段母線負互竄。

現象二： *段母線正和第二段母線正互竄.

現象三：*段母線正和第二段母線正，*段母線負和第二段母線負同時互竄

現象四：*段母線負端和第二段母線正端互竄，或*段母線正端和第二段母線負端互竄。

三、LYDCS-6000功能特點

本裝置采用Cortex-M3內(nei) 核的STM32芯片為(wei) 主控芯片，集成度高，抗幹擾能力強，運行速度快，功耗低。

3.1 操作界麵基於(yu) 菜單式的人性化設計。

3.2相關(guan) 的所有參數均可通過菜單進行設置，相關(guan) 的所有報警均通過聲光輸出和相應的幹接點輸出。

3.3準確檢測直流電壓、模塊狀態、直流絕緣及接地選線為(wei) ；精確區分母線接地、支路接地，並顯示接地電阻阻值；自動分辨兩(liang) 條或兩(liang) 條以上支路同時接地的故障等。

3.4可隨時操作界麵進入全部支路的巡檢操作，以觀察全部支路的接地狀況。

3.5 可隨時操作界麵進入全部支路的單檢操作，分全部支路單檢（通過按鍵循環檢測）和選定支路單檢（通過按鍵選定某一支路檢測）。

3.6 保存顯示當前5次的母線絕緣報警記錄。

3.7 提供檢測2段母線的紋波電壓和紋波係數。

3.8 對CT極性無*性要求、無方向要求。

3.9 信號采集數據采用RS485接口技術，使數據的有效傳(chuan) 輸距離可達 1000米。

3.10裝置提供串行數據通訊接口（RS－232、RS－485）和外部設備連係。

3.11 裝置提供100M的以太網接口。

3.12支路檢測速度快.巡檢16路以後的數據時，平均每路巡檢時間低於(yu) 1秒。

3.13 本機可以通過參數設定設置交流竄入報警門限（交流有效值）。

3.14裝置采用實時跟蹤信息零處理技術，解決(jue) 了交流信號竄入直流故障的測記和報

警。  

3.15采用彩屏液晶顯示、中文界麵、顯示直觀明了，並帶有液晶自動保護功能。

3.16本係統可提供簡單的多機連接功能，適用於(yu) 複雜的多級直流係統中，不會(hui) 出

誤報及拒報現象。

3.17 紋波測量：采用實時全數字寬帶測量、實時測量全範圍的直流電源紋波、電

壓值、並計算紋波係數值，有效記錄直流電源中的交流含量。

四、LYDCS-6000技術性能指標

4.1 適應環境溫度：-10℃～+55℃：濕度≤90％

4.2 大氣壓：80-110KPA；

4.3 直流係統電壓等級：220Vdc、110Vdc、48Vdc、24Vdc；

4.4裝置工作電壓：AC/DC 85-265v

4.5 母線段數：二段

4.6 繼電器接點電流：DC220V/3A

4.7 母線電壓測量精度：±0.5％

4.8 母線絕緣電阻測量精度：0-5KΩ*.1KΩ

                           5-50KΩ誤差≤5％

                           50-100KΩ誤差≤10％

4.9 繼電器動作報警時間:    ≤2秒

4.10 支路絕緣電阻測量精度：0.5-10KΩ誤差≤15％

 10-25KΩ誤差≤20％

4.11 交流竄入電壓測量範圍：0-300V

4.12  交流竄入電壓測量精度：≤1%

4.13 紋波測量範圍：0-100V

4.14 紋波測量精度大於(yu) 1%

4.15裝置功耗：≤30W

4.16 裝置重量：≤8Kg

4.17 外型尺寸：（長×高×深）：360×135×280㎜，

4.18 采集單元外型：155×95×43㎜

五、LYDCS-6000產(chan) 品圖片

5.1主機前麵板各部件功能介紹：見上圖所示。

5.1.1按鍵“上"鍵、“下"鍵、“左"鍵、“右"鍵、“確定"鍵、“取消"鍵。

5.1.2指示燈

電源指示燈：儀(yi) 器通上電源時，該燈亮。

信號指示燈：儀(yi) 器進入支路檢測狀態後，該燈亮。

超壓報警燈：母線電壓超過門限設定值時，該燈亮。

欠壓報警燈：母線電壓低於(yu) 門限設定值時，該燈亮。

絕緣報警燈：母線對地絕緣電阻低於(yu) 門限設定值時，該燈亮。

支路報警燈：支路檢測時，接地電阻值低於(yu) 門限設定值時，該燈亮。

瞬時接地燈：母線瞬時對地絕緣電阻值低於(yu) 門限設定值時，該燈亮。

 交流串路燈：當有交流竄入時，該燈亮。

5.1.3液晶顯示器

中文顯示設定參數,母線監測數據及支路檢測數據等.

5.1.4電源開關(guan)

電源開關(guan) 置於(yu) 機箱後麵，置ON時接通儀(yi) 器工作電源，置OFF時，電源切斷。

5.2主機後麵麵板簡介

後麵板上貼有接線端子功能表，見下圖所示。其中故障報警繼電器輸出為(wei) 常閉觸點，當儀(yi) 器正常工作時，該繼電器觸點斷開；當儀(yi) 器發生故障時，該繼電器觸點閉合。其它報警繼電器輸出均為(wei) 常開觸點，隻有報警輸出時，相應的繼電器觸點才閉合。

六、LYDCS-6000通電前檢查

6.1裝置到貨後，首先應檢查包裝箱上的產(chan) 品登記單與(yu) 裝置箱體(ti) 上的質量檢驗合格證，並確認與(yu) 訂貨*。

6.2打開裝置機箱對裝置各部件進行檢查，確定各部件有無鬆動及損壞現象，檢查有關(guan) 電纜線連接是否可靠。

6.3核對裝置工作電源電壓和現場電壓是否相符。

6.4上述各項檢查完畢方可通電試驗。

七、LYDCS-6000安裝

7.1本裝置可單獨安放在工作台或安裝在直流屏櫃內(nei) 。係統為(wei) 了適應不同的用戶，在外觀設計時選用了兩(liang) 種機型，4U的機型裏麵安裝了兩(liang) 個(ge) 采樣模塊，小機型裏麵沒有安裝采樣部件。具體(ti) 安裝尺寸見圖五。

            圖五

7.2互感器安裝

7.2.1互感器應安裝在支路距母線的zui近端（zui後安裝在分支路空氣開關(guan) 或熔絲(si) 之間）。

7.2.2常見的規格有內(nei) 徑為(wei) φ18、φ44、φ90及K20四種見圖六（三種）。

7.2.3互感器的一個(ge) 接線端子連接在采樣模塊的信號輸入支路端子上而另一個(ge) 接線端子連接在采樣模塊的接地輸入端子上。

圖六

7.3采集模塊的安裝：

按回路的需要增加相應的互感器和采集模塊，各采樣模塊之間采用≥0.5平方毫米的導線相連接。各分支路互感器接在采集模塊的信號輸入端。（各采樣模塊的輸入端的地線是獨立的，不和大地連接）參照圖五

7.4 主從(cong) 機（多機係統運行）部分安裝簡要說明：

7.4.1 主從(cong) 機之間通過RS485通訊連接，即每台機器後麵麵板的第39（RS485A）、第40（RS485B）端子並聯。

7.4.2 所有模塊均通過五芯線連至主機後麵麵板第31-35端子。

7.5采樣模塊

7.5.1采樣模塊的使用，采樣模塊是本裝置拓展采樣回路的關(guan) 鍵部件，是拓展多級聯機的入口。

7.5.2采樣模塊的編碼：采樣模塊編號采用8421方式，以先後順序從(cong) 1到99。

7.5.3采樣模塊的編碼方法：（安裝麵向下，文字標誌麵向上）。8位撥碼開關(guan) 分別表示十進製的個(ge) 位（1.2.3.4），和十位（5.6.7.8），每一位按照二進製方式計算，直到9。各位開關(guan) 在靠近NO的字樣邊是0，選中的數字鍵向下有效。所以在使用時要注意采樣模塊的編碼要按順序編製，檢查無誤後才能通電運行。如要設置第63塊，見下表：

7.5.4采樣模塊是裝置的子係統，它的地線是獨立的，所以各個(ge) 互感器的接地點應接在所屬模塊的接地點上。以防相互幹擾，采樣模塊的地線不和大地連接.采集模塊超過4個(ge) 需要加一個(ge) 12V的電源.用戶在使用時請注意。

7.5.5采樣模塊和主機的連線可參考連線圖七。