一種接地檢測裝置的製作方法
2023-06-10 19:30:39 2
本實用新型涉及發電廠直流系統技術領域，特別涉及一種接地檢測裝置。
背景技術：
為了保障直流系統的安全可靠運行必須對其絕緣情況進行在線監測，當某一點發生接地故障時，能立即發出報警信號並指示故障支路。發電廠的直流系統比較複雜，直流分屏數量多，且分散布置，而且往往設有公用分屏，因此，給其接地絕緣檢測也提出了更高要求。
技術實現要素：
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種可以檢測兩段母線的絕緣狀況及總數不超過96條支路的接地狀況，可多臺聯網運行，完成多直流分屏直流系統對地絕緣情況的在線監測的接地檢測裝置。
本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下：一種接地檢測裝置，其用於直流電力系統的絕緣情況進行在線監測，包括第一主屏監測儀、多臺第二主屏監測儀、多臺第一分屏監測儀和第二分屏監測儀；
多臺所述第二主屏監測儀、多臺第一分屏監測儀和第二分屏監測儀均與所述第一主屏監測儀的通過線路連接，所述第一主屏監測儀和多臺第二主屏監測儀分別與多條母線的正負極連接，多臺第一分屏監測儀也對應分別與多條母線的正負極連接，所述第二分屏監測儀可選擇的與多條母線正負連接；且所述第一主屏監測儀、多臺第二主屏監測儀、多臺第一分屏監測儀和第二分屏監測儀均接地。
進一步，所述多臺第二主屏監測儀、多臺第一分屏監測儀和第二分屏監測儀的串口2通過線路依次連接，所述線路接入所述第一主屏監測儀的串口2中。
進一步，所述第一主屏監測儀和多臺第二主屏監測儀均包括電壓檢測模塊、直流漏電模塊和判斷接地故障支路模塊，所述電壓檢測模塊、直流漏電模塊和判斷接地故障支路模塊均與所述母線正負極連接。
進一步，所述第一分屏監測儀和第二分屏監測儀均包括電壓檢測模塊和判斷接地故障支路模塊，所述電壓檢測模塊和判斷接地故障支路模塊均與所述母線正負極連接。
進一步，所述電壓檢測模塊包括電阻R1～R4和開關S1～S2，所述開關S1的一端連接母線的正極，所述開關S1的另一端通過電阻R1、R3接地，所述開關S2的一端連接母線的負極，所述開關S2的另一端通過電阻R2、R4接地。
進一步，所述直流漏電模塊包括電阻R5～R6和開關S3，所述電阻R5的一端連接母線的正極，所述電阻R6的一端連接母線的負極，所述電阻R5的另一端和電阻R6的另一端相連，並與開關S3的一端連接，所述開關S3的另一端接地。
進一步，所述直流漏電模塊包括電阻R7～R12和開關S4～S7，所述電阻R7的一端連接母線的正極，所述電阻R8的一端連接母線的負極，所述電阻R7的另一端和電阻R8的另一端相連，並與開關S4的一端連接，所述開關S4的另一端接地；
所述電阻R9的一端連接母線的正極，所述電阻R10的一端連接母線的負極，所述電阻R9的另一端和電阻R10的另一端相連，並與開關S5的一端連接，所述開關S5的另一端接地；
所述電阻R11的一端連接母線正極，另一端與所述開關S6的一端串聯，所述開關S6另一端接地；
所述電阻R12的一端連接母線負極，另一端與所述開關S7的一端串聯，所述開關S7另一端接地。
進一步，所述判斷接地故障支路模塊包括兩個直流漏電流傳感器和電阻R13～R14，兩個所述直流漏電流傳感器的一端分別連接母線正負極，兩個所述直流漏電流傳感器的另一端分別與所述電阻R13和電阻R14串聯接地。
進一步，所述電阻R1～R4設置有遙測整定功能。
本實用新型的有益效果是：對於無分屏直流系統，接地檢測裝置可以單獨使用；對於多分屏直流系統也可多臺裝置組網使用；對於多分屏直流系統的接地檢測，裝置通過簡單的參數設置配置為主屏監測儀或分屏監測儀，為每段母線選擇一臺主屏監測儀，其它均設為分屏監測儀；主屏監測儀既檢測所在母線的接地電阻，又要檢測本機所接支路的接地電阻；分屏監測儀僅檢測本機所接支路的接地電阻；多機聯網運行的監測儀可申請進入手動狀態，同時其它監測儀均進入離線狀態，使直流系統上僅有一臺接地監測儀，即可手動啟動綜合法進行雙端接地的檢測；本裝置能適應不同的直流系統，檢測準確。
附圖說明
圖1為本實用新型一種接地檢測裝置原理圖；
圖2為主屏監測儀的電路原理圖；
圖3為分屏監測儀的電路原理圖；
圖4為監測儀的電路原理圖。
附圖中，各標號所代表的部件列表如下：
11、第一主屏監測儀，12、第二主屏監測儀；
21、第一分屏監測儀，22、第二分屏監測儀；
3、電壓檢測模塊，4、直流漏電模塊，5、判斷接地故障支路模塊。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本實用新型，並非用於限定本實用新型的範圍。
實施例1：
如圖1至4所示，一種接地檢測裝置，其用於直流電力系統的絕緣情況進行在線監測，包括第一主屏監測儀11、多臺第二主屏監測儀12、多臺第一分屏監測儀21和第二分屏監測儀22；
多臺所述第二主屏監測儀12、多臺第一分屏監測儀21和第二分屏監測儀22均與所述第一主屏監測儀11的通過線路連接，所述第一主屏監測儀11和多臺第二主屏監測儀12分別與多條母線的正負極連接，多臺第一分屏監測儀21也對應分別與多條母線的正負極連接，所述第二分屏監測儀22可選擇的與多條母線正負連接；且所述第一主屏監測儀11、多臺第二主屏監測儀12、多臺第一分屏監測儀21和第二分屏監測儀22均接地；
所述第一主屏監測儀11，其用於母線正負的對地電壓檢測、直流漏電流檢測和支路漏電電流檢測，以及匯總處理其檢測信號和多臺所述第二主屏監測儀12、多臺第一分屏監測儀21、第二分屏監測儀22傳輸的檢測對地電壓檢測信號、直流漏電流檢測信號和支路漏電電流檢測信號；
多臺所述第二主屏監測儀12，均用於母線正負的對地電壓檢測、直流漏電流檢測和支路漏電電流檢測，並將對地電壓檢測、直流漏電流檢測和支路漏電電流檢測的檢測信號傳輸到所述第一主屏監測儀11；
多臺所述第一分屏監測儀21和所述第二分屏監測儀22，均用於母線正負對地電壓檢測和支路漏電電流檢測，並將對地電壓檢測和支路漏電電流檢測的檢測信號傳輸到所述第一主屏監測儀11。
設定第一主屏監測儀11為通信主機，多臺第二主屏監測儀12、多臺第一分屏監測儀21和第二分屏監測儀22均設為通信從機；所有通信從機均通過串口2與通信主機的串口2以RS485總線的方式連接；通信主機收集各通信從機的信息，並通過串口1與直流屏監控單元或後臺機連接，將全部信息上傳。
所述多臺第二主屏監測儀12、多臺第一分屏監測儀21和第二分屏監測儀22的串口2通過線路依次連接，所述線路接入所述第一主屏監測儀11的串口2中。
所述第一主屏監測儀11和多臺第二主屏監測儀12均包括電壓檢測模塊3、直流漏電模塊4和判斷接地故障支路模塊5，所述電壓檢測模塊3、直流漏電模塊4和判斷接地故障支路模塊5均與所述母線正負極連接，
所述電壓檢測模塊3，其用於對母線正負之間的電壓進行檢測，第二主屏監測儀12的電壓檢測模塊3通過串口2傳輸到第一主屏監測儀11；
所述直流漏電模塊4，其用於對母線正負之間直流漏電進行檢測，第二主屏監測儀12的直流漏電模塊4通過串口2傳輸到第一主屏監測儀11；
所述判斷接地故障支路模塊5，其用於對母線漏電的支路進行判斷，第二主屏監測儀12的判斷接地故障支路模塊5通過串口2傳輸到第一主屏監測儀11。
所述第一分屏監測儀21和第二分屏監測儀22均包括電壓檢測模塊3和判斷接地故障支路模塊5，所述電壓檢測模塊3和判斷接地故障支路模塊5均與所述母線正負極連接，
所述電壓檢測模塊3，其用於對母線正負之間的電壓進行檢測，並將檢測信號通過串口2傳輸到第一主屏監測儀11；
所述判斷接地故障支路模塊5，其用於對母線漏電的支路進行判斷，並將檢測信號通過串口2傳輸到第一主屏監測儀11。
所述電壓檢測模塊3包括電阻R1～R4和開關S1～S2，所述開關S1的一端連接母線的正極，所述開關S1的另一端通過電阻R1、R3接地，所述開關S2的一端連接母線的負極，所述開關S2的另一端通過電阻R2、R4接地。
所述直流漏電模塊4包括電阻R5～R6和開關S3，所述電阻R5的一端連接母線的正極，所述電阻R6的一端連接母線的負極，所述電阻R5的另一端和電阻R6的另一端相連，並與開關S3的一端連接，所述開關S3的另一端接地。
所述直流漏電模塊4包括電阻R7～R12和開關S4～S7，所述電阻R7的一端連接母線的正極，所述電阻R8的一端連接母線的負極，所述電阻R7的另一端和電阻R8的另一端相連，並與開關S4的一端連接，所述開關S4的另一端接地；
所述電阻R9的一端連接母線的正極，所述電阻R10的一端連接母線的負極，所述電阻R9的另一端和電阻R10的另一端相連，並與開關S5的一端連接，所述開關S5的另一端接地；
所述電阻R11的一端連接母線正極，另一端與所述開關S6的一端串聯，所述開關S6另一端接地；
所述電阻R12的一端連接母線負極，另一端與所述開關S7的一端串聯，所述開關S7另一端接地。
所述判斷接地故障支路模塊5包括兩個直流漏電流傳感器和電阻R13～R14，兩個所述直流漏電流傳感器的一端分別連接母線正負極，兩個所述直流漏電流傳感器的另一端分別與所述電阻R13和電阻R14串聯接地。
檢測採用直流法，使用直流漏電流傳感器安裝在直流支路的出線上；從支路正端流出的電流經過負載，返回支路負端；當支路沒有接地時，穿過傳感器的電流大小相等，方向相反，產生的磁場相互抵消，傳感器不反映負載電流變化；當該支路通過接地電阻接地時，穿過傳感器的電流差產生磁場，傳感器的輸出發生變化，反映支路接地漏電流。主機通過檢測各支路傳感器的輸出是否為零判斷接地故障支路,並通過測量母線的正、負電壓即可計算出接地電阻。
所述電阻R1～R4設置有遙測整定功能。
由於母線接地電阻的檢測由每段母線上的主屏監測儀完成，因此，可以通過定時或手動啟動不平衡電橋的方法實現母線雙端接地的檢測；至於支路的雙端接地檢測設計了手動啟動綜合法的功能，所有聯網運行的監測儀均可進入手動狀態；若通信主機要進入手動狀態，則對所連接的所有通信從機發送進入離線狀態命令，通信從機接收到進入離線狀態命令後，將斷開裝置內的所有檢測電阻開關，此時直流系統上相當於僅有一臺通信主機監測儀，即可手動啟動綜合法進行支路的雙端接地檢測；若某通信從機要進入手動狀態，則需要先向通信主機提出申請，通信主機接到申請後對所連接的其他通信從機發送進入離線狀態命令，同時通信主機本身也進入離線狀態，此時直流系統上相當於僅有一臺通信從機監測儀，即可手動啟動綜合法進行支路的雙端接地檢測。
實施例2：
如圖1和4所示，一種接地檢測裝置，其用於直流電力系統的絕緣情況進行在線監測，包括第一主屏監測儀11、多臺第二主屏監測儀12、多臺第一分屏監測儀21和第二分屏監測儀22；
多臺所述第二主屏監測儀12、多臺第一分屏監測儀21和第二分屏監測儀22均與所述第一主屏監測儀11的通過線路連接，所述第一主屏監測儀11和多臺第二主屏監測儀12分別與多條母線的正負極連接，多臺第一分屏監測儀21也對應分別與多條母線的正負極連接，所述第二分屏監測儀22可選擇的與多條母線正負連接；且所述第一主屏監測儀11、多臺第二主屏監測儀12、多臺第一分屏監測儀21和第二分屏監測儀22均接地；
所述第一主屏監測儀11，其用於母線正負的對地電壓檢測、直流漏電流檢測和支路漏電電流檢測，以及匯總處理其檢測信號和多臺所述第二主屏監測儀12、多臺第一分屏監測儀21、第二分屏監測儀22傳輸的檢測對地電壓檢測信號、直流漏電流檢測信號和支路漏電電流檢測信號；
多臺所述第二主屏監測儀12，均用於母線正負的對地電壓檢測、直流漏電流檢測和支路漏電電流檢測，並將對地電壓檢測、直流漏電流檢測和支路漏電電流檢測的檢測信號傳輸到所述第一主屏監測儀11；
多臺所述第一分屏監測儀21和所述第二分屏監測儀22，均用於母線正負對地電壓檢測和支路漏電電流檢測，並將對地電壓檢測和支路漏電電流檢測的檢測信號傳輸到所述第一主屏監測儀11。
所述多臺第二主屏監測儀12、多臺第一分屏監測儀21和第二分屏監測儀22的串口2通過線路依次連接，所述線路接入所述第一主屏監測儀11的串口2中。
所述第一主屏監測儀11和多臺第二主屏監測儀12均包括電壓檢測模塊3、直流漏電模塊4和判斷接地故障支路模塊5，所述電壓檢測模塊3、直流漏電模塊4和判斷接地故障支路模塊5均與所述母線正負極連接，
所述電壓檢測模塊3，其用於對母線正負之間的電壓進行檢測，第二主屏監測儀12的電壓檢測模塊3通過串口2傳輸到第一主屏監測儀11；
所述直流漏電模塊4，其用於對母線正負之間直流漏電進行檢測，第二主屏監測儀12的直流漏電模塊4通過串口2傳輸到第一主屏監測儀11；
所述判斷接地故障支路模塊5，其用於對母線漏電的支路進行判斷，第二主屏監測儀12的判斷接地故障支路模塊5通過串口2傳輸到第一主屏監測儀11。
所述第一分屏監測儀21和第二分屏監測儀22均包括電壓檢測模塊3和判斷接地故障支路模塊5，所述電壓檢測模塊3和判斷接地故障支路模塊5均與所述母線正負極連接；
所述電壓檢測模塊3，其用於對母線正負之間的電壓進行檢測，並將檢測信號通過串口2傳輸到第一主屏監測儀11；
所述判斷接地故障支路模塊5，其用於對母線漏電的支路進行判斷，並將檢測信號通過串口2傳輸到第一主屏監測儀11。
所述電壓檢測模塊3包括電阻R1～R4和開關S1～S2，所述開關S1的一端連接母線的正極，所述開關S1的另一端通過電阻R1、R3接地，所述開關S2的一端連接母線的負極，所述開關S2的另一端通過電阻R2、R4接地。
所述直流漏電模塊4包括電阻R5～R6和開關S3，所述電阻R5的一端連接母線的正極，所述電阻R6的一端連接母線的負極，所述電阻R5的另一端和電阻R6的另一端相連，並與開關S3的一端連接，所述開關S3的另一端接地。
所述直流漏電模塊4包括電阻R7～R12和開關S4～S7，所述電阻R7的一端連接母線的正極，所述電阻R8的一端連接母線的負極，所述電阻R7的另一端和電阻R8的另一端相連，並與開關S4的一端連接，所述開關S4的另一端接地；
所述電阻R9的一端連接母線的正極，所述電阻R10的一端連接母線的負極，所述電阻R9的另一端和電阻R10的另一端相連，並與開關S5的一端連接，所述開關S5的另一端接地；
所述電阻R11的一端連接母線正極，另一端與所述開關S6的一端串聯，所述開關S6另一端接地；
所述電阻R12的一端連接母線負極，另一端與所述開關S7的一端串聯，所述開關S7另一端接地。
所述判斷接地故障支路模塊5包括兩個直流漏電流傳感器和電阻R13～R14，兩個所述直流漏電流傳感器的一端分別連接母線正負極，兩個所述直流漏電流傳感器的另一端分別與所述電阻R13和電阻R14串聯接地。
所述電阻R1～R4設置有遙測整定功能。
一種接地檢測裝置的運作方法，包括以下步驟：
步驟S1.第二主屏監測儀12、第一分屏監測儀21和第二分屏監測儀22均對母線的對地電壓檢測、直流漏電流檢測和支路漏電電流檢測，並分別向第一主屏監測儀11發送檢測信號；
步驟S2.第一主屏監測儀11將其檢測信號和第二主屏監測儀12、第一分屏監測儀21和第二分屏監測儀22傳輸來的檢測信號進行匯總處理；
步驟S3.第一主屏監測儀11通過串口1將步驟S2的匯總處理檢測信號傳輸給外部直流屏監控單元。
所述步驟S1包括以下步驟：
步驟S11.第二主屏監測儀12、第一分屏監測儀21和第二分屏監測儀22的電壓檢測模塊3閉合開關S1和S2，檢測母線或者支線的正負對地電壓，並通過串口2向第一主屏監測儀11傳輸對地電壓檢測信號；
步驟S12.第二主屏監測儀12的直流漏電模塊4調節母線的失調電壓，對母線正負之間直流漏電進行檢測，並通過串口2向第一主屏監測儀11傳輸直流漏電檢測信號；
步驟S13.判斷接地故障支路模塊5通過支路流經兩個直流漏電流傳感器產生的磁場變化值，對漏電的支路進行判斷，並將支路漏電電流檢測信號通過串口2傳輸到第一主屏監測儀11。
監測儀採用平衡電橋和不平衡電橋相結合的方法，通過測量正負母線對地電壓，根據歐姆定律求得母線正負對地絕緣電阻，其中電阻R1、R2、R3、R4是母線正負對地電壓的檢測電阻，由開關S1、S2控制是否投入電壓監測電阻；開關S4、S5分別控制兩對不同阻值的平衡電阻是否投入；開關S6、S7分別控制正、負對地不平衡電阻是否投入；當所有開關均處於斷開狀態時，裝置工作在離線狀態，此時裝置內部對地沒有投入任何電阻；為滿足多機聯網運行，完成對多分屏直流系統絕緣電阻的在線監測，通過簡單的參數設置可將其作為主屏接地監測儀或分屏接地檢測儀，也可以通過接收通信命令進入離線狀態或在線狀態。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。