專利名稱：一種變電站直流系統(tǒng)寄生回路的檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種用于變配電系統(tǒng)中直流供電系統(tǒng)電故障的檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
直流系統(tǒng)的安全運(yùn)行是變電站保護(hù)及控制系統(tǒng)的保障，是繼電保護(hù)設(shè)備能夠發(fā)揮正常作用的生命線，其重要性不言而喻。
而直流系統(tǒng)中的一個(gè)重大隱患便是寄生回路。
寄生回路的危害程度是非常大的，輕則使設(shè)備運(yùn)行處于不正常工作狀態(tài)，為運(yùn)行人員提供錯(cuò)誤信息，從而對(duì)正常運(yùn)行操作和故障處理帶來困難；重則引起繼電保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)，釀成大面積停電事故甚至設(shè)備損壞。
1994年電力部頒布《繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置反事故措施》，明確直流熔斷器的配置要求，第一就是要消除寄生回路?？梢?，對(duì)直流寄生回路必須予以重視，要盡量消除。
寄生回路產(chǎn)生的原因有多種，主要有回路設(shè)計(jì)不合理，或?qū)嶋H設(shè)備與二次回路不配套，或施工不規(guī)范以及設(shè)備內(nèi)部問題等多方面原因。正因?yàn)榧纳芈吩蛳喈?dāng)復(fù)雜，往往無法單純用正常的整組試驗(yàn)方法發(fā)現(xiàn)。
現(xiàn)在的寄生回路檢查方法還是要依靠工作人員嚴(yán)格按照繼保原理對(duì)回路進(jìn)行檢查，再考慮到變電站不可能隨時(shí)隨地停電，排查的過程就會(huì)變得非常的復(fù)雜。
據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，在某市輸變電公司下屬的80余座變電站中，存在不同類型寄生回路的就有18個(gè)。
根據(jù)電源的不同，可以把寄生回路分為兩種同電源(如圖1所示)和不同電源(如圖2所示)。
目前的寄生回路的檢測(cè)方法及存在的問題； 1、直流拉偏法 在確定某一變電站直流系統(tǒng)是否接地時(shí)，可以采用直流拉偏的方法查找不同電源之間的寄生回路。
此種方法就是在檢查兩組直流系統(tǒng)的絕緣電阻在基本正常的情況下，在“一段”直流系統(tǒng)負(fù)對(duì)地接一10K電阻，這時(shí)測(cè)量“一段”直流母線負(fù)對(duì)地電壓，同時(shí)測(cè)量“二段”母線負(fù)對(duì)地電壓，如果“二段”母線負(fù)對(duì)地電壓維持原電壓不變，則二組直流系統(tǒng)不存在寄生回路。
如果二段直流母線負(fù)對(duì)地電壓同時(shí)下降，且負(fù)對(duì)地電壓與“一段”母線負(fù)對(duì)地電壓相等或相近，則二組直流系統(tǒng)存在寄生回路。
這種方法只能確定異電源的直流系統(tǒng)母線是否存在寄生回路，而不能確定寄生回路的準(zhǔn)確位置，且此方法只能用于異電源直流系統(tǒng)的寄生回路查找。
2、直流鉗形電流表法 在確定直流系統(tǒng)存在寄生回路時(shí)，要確定其準(zhǔn)確位置，需要用到直流鉗形電流表測(cè)電源正負(fù)極差流的方法。
若某一回路存在寄生回路時(shí)，正極流出和負(fù)極流入的電流就會(huì)存在差流，由鉗形電流表的指示即可查找到寄生回路存在的準(zhǔn)確位置。
此方法的缺點(diǎn)在于，現(xiàn)在的鉗形電流表的分辨率大于2mA，當(dāng)寄生回路中間串有大電阻時(shí)，寄生回路的電流將小于2mA，此時(shí)就不能查找到寄生回路所在的位置，且此方法需要工作人員對(duì)所有回路進(jìn)行逐一檢查，需耗費(fèi)大量的人力資源。
3、直接拉路法 此方法就是對(duì)所有的負(fù)載之一進(jìn)行拉路檢查，逐一斷開各負(fù)載電源檢查寄生回路，檢查拉掉的回路是否還有其他電源存在，即可找到寄生回路的存在。
但此方法對(duì)于電壓等級(jí)較高，回路較多的變配電站無疑是大海撈針，而且需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間和人力，所以此方法的缺點(diǎn)非常明顯。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種變電站直流系統(tǒng)寄生回路的檢測(cè)方法。其利用監(jiān)測(cè)頻率變化量的方式來監(jiān)測(cè)寄生回路的存在，現(xiàn)場(chǎng)工作人員只需檢查相應(yīng)告警燈的指示狀況即可發(fā)現(xiàn)寄生回路存在的位置，所測(cè)頻率來源于傳感器的二次線圈，未在直流系統(tǒng)中并入接地電阻，無論是同電源還是異電源的寄生回路，都可以作出可靠告警，可以實(shí)現(xiàn)分布式安裝，可以更好的準(zhǔn)確定位寄生回路所在的位置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種變電站直流系統(tǒng)寄生回路的檢測(cè)方法，其特征是在直流系統(tǒng)的正、負(fù)電源輸出回路上設(shè)置由磁靈敏元件制成的電流傳感器，利用電流傳感器來測(cè)量流經(jīng)傳感器的系統(tǒng)差流，傳感器的次級(jí)作為有源LC振蕩器的電感線圈，當(dāng)流經(jīng)傳感器的電流發(fā)生變化時(shí)，引起傳感器二次線圈電感值L的變化，導(dǎo)致有源LC振蕩器的振蕩頻率f發(fā)生變化，采用脈沖計(jì)數(shù)器對(duì)有源振蕩器的振蕩頻率f進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果送入微處理器電路進(jìn)行邏輯比較/判斷，當(dāng)有源LC振蕩器振蕩頻率的變化達(dá)到預(yù)設(shè)定值時(shí)，微處理器電路即發(fā)出告警信號(hào)；當(dāng)兩路電源輸出回路上同時(shí)出現(xiàn)告警信號(hào)時(shí)，斷開其中一路的直流電源后，若該兩路電源輸出回路的告警信號(hào)同時(shí)消失，則判定該兩個(gè)電源輸出回路之間存在有寄生回路。
具體的，本檢測(cè)方法包括下列內(nèi)容 A、在直流系統(tǒng)正、負(fù)輸出回路上分別設(shè)置電流傳感器，來測(cè)量流經(jīng)電流傳感器的正、負(fù)輸出回路差流； B、與電流傳感器對(duì)應(yīng)地設(shè)置一有源LC振蕩器，所述電流傳感器的次級(jí)作為對(duì)應(yīng)有源LC振蕩器的電感線圈； C、直流系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，通過一脈沖計(jì)數(shù)器采集此時(shí)有源LC振蕩器的固有振蕩頻率f，并送入微處理器電路，初始化為基準(zhǔn)頻率f0； D、微處理器電路記錄并存儲(chǔ)基準(zhǔn)頻率f0； E、脈沖計(jì)數(shù)器繼續(xù)采集有源LC振蕩器的振蕩頻率f1，并送入微處理器電路； F、微處理器電路對(duì)有源LC振蕩器的振蕩頻率f1和基準(zhǔn)頻率f0進(jìn)行比較/分析； G、若df/dt的計(jì)算值大于第一設(shè)定值D1，執(zhí)行第I步，否則，返回第E步； H、若有源LC振蕩器的振蕩頻率f1和基準(zhǔn)頻率f0之差大于第二設(shè)定值D2，且持續(xù)時(shí)間大于第三設(shè)定值D3時(shí)，執(zhí)行第I步，否則，返回第E步； I、微處理器電路輸出觸發(fā)信號(hào)到觸發(fā)器； J、觸發(fā)器輸出信號(hào)，啟動(dòng)告警電路，輸出告警信號(hào)； K、當(dāng)兩路電源輸出回路上同時(shí)出現(xiàn)告警信號(hào)時(shí)，斷開其中一路的直流電源后，若該兩路電源輸出回路的告警信號(hào)同時(shí)消失，則判定該兩個(gè)電源輸出回路之間存在有寄生回路。
具體的，所述的第一設(shè)定值D1為
所述的第二設(shè)定值D2為f1-f0＞200Hz；所述的第三設(shè)定值D3為T＞100ms。
進(jìn)一步的，所述的微處理器電路在每次斷電重啟后，均通過脈沖計(jì)數(shù)器采集此時(shí)有源LC振蕩器的固有振蕩頻率f，初始化為基準(zhǔn)頻率f0，。
當(dāng)流經(jīng)所述傳感器的回路差流ΔI＝I+-I-＝IR≠0時(shí)，若
且Δf＝f1-f0＞200Hz并持續(xù)100ms以上時(shí)，則所述的微處理器電路判定該傳感器所在的直流回路出現(xiàn)寄生回路故障，所述的微處理器電路輸出觸發(fā)信號(hào)，導(dǎo)致觸發(fā)器電路翻轉(zhuǎn)，輸出告警信號(hào)。
更進(jìn)一步的，在所述直流系統(tǒng)的多個(gè)電源輸出回路上分別對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)一個(gè)有源LC振蕩器，各傳感器的次級(jí)分別作為對(duì)應(yīng)有源LC振蕩器的電感線圈；對(duì)應(yīng)于每個(gè)有源LC振蕩器，分別對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器、微處理器電路、觸發(fā)器和告警電路。
所述的脈沖計(jì)數(shù)器采集有源LC振蕩器的振蕩頻率f1、微處理器電路對(duì)有源LC振蕩器的振蕩頻率f1和基準(zhǔn)頻率f0進(jìn)行比較/分析和微處理器電路輸出觸發(fā)信號(hào)到觸發(fā)器是實(shí)時(shí)進(jìn)行的。
所述的脈沖計(jì)數(shù)器按下列方式對(duì)有源LC振蕩器振蕩頻率的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行計(jì)算 所測(cè)結(jié)果＝測(cè)量頻率×標(biāo)度+偏置頻率設(shè)定 其中，標(biāo)度為Hz或10KHz，偏執(zhí)頻率設(shè)定為10KHz。
與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是 1.利用監(jiān)測(cè)頻率的變化量來監(jiān)測(cè)寄生回路，所以可以克服由于鉗形電流表分辨率過高帶來的影響； 2.所測(cè)的頻率來源于傳感器的二次線圈，無需在直流系統(tǒng)中并入接地電阻，可以避免由此帶來的隱患； 3.現(xiàn)場(chǎng)工作人員只需檢查各個(gè)告警燈的指示狀況即可發(fā)現(xiàn)寄生回路存在的位置，大大降低了工作人員逐一“拉路”操作所帶來的人力浪費(fèi)； 4.無論是同電源還是不同電源(也稱為異電源)的寄生回路，都可以作出可靠告警，從而克服了拉偏法只能對(duì)異電源檢測(cè)的局限性； 5.可以實(shí)現(xiàn)分布式安裝，可以更好的準(zhǔn)確定位寄生回路所在的位置。
圖1是同電源寄生回路示意圖； 圖2是異電源寄生回路示意圖； 圖3為本發(fā)明檢測(cè)方法示意方框圖。
具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
圖1中，負(fù)載回路R1和負(fù)載回路R2的電源同取自電源回路E，稱之為同電源回路。
在正常情況下，流經(jīng)負(fù)載回路R1的電流I+＝I-，同樣，流經(jīng)負(fù)載回路R2的電流I’+＝I’-。
當(dāng)負(fù)載回路R1和負(fù)載回路R2之間存在寄生回路(此時(shí)稱為同電源寄生回路)時(shí)(圖中用R代表)，則流經(jīng)負(fù)載回路R1的電流I+不再與I-相等，I+＝IR+I-。
同樣，流經(jīng)負(fù)載回路R2的電流I’+不再與I’-相等。
寄生回路是直流系統(tǒng)中的一個(gè)重大隱患。
寄生回路的危害程度是非常大的，輕則使設(shè)備運(yùn)行處于不正常工作狀態(tài)，為運(yùn)行人員提供錯(cuò)誤信息，從而對(duì)正常運(yùn)行操作和故障處理帶來困難；重則引起繼電保護(hù)“誤動(dòng)”或“拒動(dòng)”，釀成大面積停電事故甚至造成設(shè)備損壞。
所以，對(duì)直流寄生回路必須予以重視，要盡量消除。
圖2中，負(fù)載回路R1和負(fù)載回路R2的電源取自不同的電源回路E1和E2，稱之為異電源回路。
此時(shí)當(dāng)負(fù)載回路R1和負(fù)載回路R2之間存在寄生回路時(shí)，稱為異電源寄生回路或不同電源寄生回路。
其余同圖1。
圖3中，本檢測(cè)方法包括下列內(nèi)容 A、在直流系統(tǒng)正、負(fù)輸出回路上設(shè)置電流傳感器，來測(cè)量流經(jīng)電流傳感器的正、負(fù)輸出回路差流； B、與電流傳感器對(duì)應(yīng)地設(shè)置一有源LC振蕩器，所述電流傳感器的次級(jí)作為對(duì)應(yīng)有源LC振蕩器的電感線圈； C、直流系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，通過一脈沖計(jì)數(shù)器采集此時(shí)有源LC振蕩器的固有振蕩頻率f，并送入微處理器電路，初始化為基準(zhǔn)頻率f0； D、微處理器電路記錄并存儲(chǔ)基準(zhǔn)頻率f0； E、脈沖計(jì)數(shù)器繼續(xù)采集有源LC振蕩器的振蕩頻率f1，并送入微處理器電路； F、微處理器電路對(duì)有源LC振蕩器的振蕩頻率f1和基準(zhǔn)頻率f0進(jìn)行比較/分析； G、若df/dt的計(jì)算值大于
執(zhí)行第I步，否則，返回第E步； H、若有源LC振蕩器的振蕩頻率f1和基準(zhǔn)頻率f0之差f1-f0＞200Hz，且持續(xù)時(shí)間T＞100ms時(shí)，執(zhí)行第I步，否則，返回第E步； I、微處理器電路輸出觸發(fā)信號(hào)到觸發(fā)器； J、觸發(fā)器輸出信號(hào)，啟動(dòng)告警電路，輸出告警信號(hào)； K、當(dāng)兩路電源輸出回路上同時(shí)出現(xiàn)告警信號(hào)時(shí)，斷開其中一路的直流電源后，若該兩路電源輸出回路的告警信號(hào)同時(shí)消失，則判定該兩個(gè)電源輸出回路之間存在有寄生回路。
由于不同的直流負(fù)載可能產(chǎn)生的f0有所不同，故脈沖計(jì)數(shù)器及微處理器電路會(huì)對(duì)每次斷電重啟后的基準(zhǔn)頻率進(jìn)行檢測(cè)，從而保證該回路有源LC振蕩器的基準(zhǔn)頻率的正確性和實(shí)時(shí)性。
本方法是通過測(cè)量有源LC振蕩器的振蕩頻率，來實(shí)現(xiàn)直流系統(tǒng)寄生回路故障檢測(cè)功能的，其主要由磁靈敏元件制成的傳感器來測(cè)量流經(jīng)傳感器的系統(tǒng)差電流，傳感器的次級(jí)作為有源LC振蕩器的電感線圈，由于電磁平衡原理可知，當(dāng)流經(jīng)傳感器的電流發(fā)生變化時(shí)，磁環(huán)的磁通勢(shì)必發(fā)生變化，進(jìn)一步引起二次線圈電感值L的變化，由振蕩器的頻率
可知，當(dāng)L值發(fā)生變化時(shí)，其頻率f勢(shì)必發(fā)生變化，當(dāng)頻率的變化達(dá)到門檻值時(shí)，即發(fā)出告警信號(hào)；當(dāng)兩路電源輸出回路上同時(shí)出現(xiàn)告警信號(hào)時(shí)，斷開其中一路的直流電源后，若該兩路電源輸出回路的告警信號(hào)同時(shí)消失，則判定該兩個(gè)電源輸出回路之間存在有寄生回路。
采用本檢測(cè)方法，當(dāng)直流系統(tǒng)存在寄生回路時(shí)，直流監(jiān)視裝置會(huì)立即發(fā)出告警信號(hào)，解決了現(xiàn)今無直流系統(tǒng)寄生回路監(jiān)測(cè)裝置的空白。
換句話說，當(dāng)直流系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，流經(jīng)直流檢測(cè)端子的差流ΔI＝I+-I-＝0，此時(shí)有源LC振蕩器的固有頻率被初始化為基準(zhǔn)頻率f0，此數(shù)值會(huì)被保存在微處理器電路的寄存器中。
由于不同的直流負(fù)載可能產(chǎn)生的f0有所不同，故脈沖計(jì)數(shù)器及微處理器電路會(huì)對(duì)每次斷電重啟后的基準(zhǔn)頻率進(jìn)行檢測(cè)，從而保證該回路有源LC振蕩器的基準(zhǔn)頻率的正確性和實(shí)時(shí)性。
當(dāng)所檢測(cè)線路發(fā)生寄生回路故障時(shí)，勢(shì)必引起流過檢測(cè)端子產(chǎn)生差電流，ΔI＝I+-I-＝IR，當(dāng)IR達(dá)到門檻值時(shí)，就對(duì)振蕩器的固有頻率引起足夠大的變化。
通過脈沖計(jì)數(shù)器的檢測(cè)，可以檢測(cè)到正常運(yùn)有源LC振蕩器行的固有頻率f0和寄生回路故障的故障頻率fR兩個(gè)不同的頻率，并發(fā)送至微處理器。
微處理器對(duì)兩個(gè)頻率進(jìn)行分析，由
時(shí)，且Δf＞100Hz并持續(xù)100ms以上時(shí)，即輸出觸發(fā)信號(hào)到觸發(fā)器。
當(dāng)觸發(fā)器得到觸發(fā)信號(hào)時(shí)，即可觸發(fā)啟動(dòng)報(bào)警輸出；當(dāng)兩路電源輸出回路上同時(shí)出現(xiàn)告警信號(hào)時(shí)，斷開其中一路的直流電源后，若該兩路電源輸出回路的告警信號(hào)同時(shí)消失，則判定該兩個(gè)電源輸出回路之間存在有寄生回路。
更具體的，采用本方法，可以在直流系統(tǒng)的多個(gè)輸出回路上分別對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)一個(gè)有源LC振蕩器，各傳感器的次級(jí)分別作為對(duì)應(yīng)有源LC振蕩器的電感線圈；對(duì)應(yīng)于每個(gè)有源LC振蕩器，分別對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器、微處理器電路、觸發(fā)器和報(bào)警裝置。
更進(jìn)一步地，所述的脈沖計(jì)數(shù)器按下列方式對(duì)有源LC振蕩器振蕩頻率的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行計(jì)算 所測(cè)結(jié)果＝測(cè)量頻率×標(biāo)度+偏置頻率設(shè)定 其中，標(biāo)度為Hz或10KHz，偏執(zhí)頻率設(shè)定為10KHz。
上述脈沖計(jì)數(shù)器采集有源LC振蕩器的振蕩頻率f1、微處理器電路對(duì)有源LC振蕩器的振蕩頻率f1和基準(zhǔn)頻率f0進(jìn)行比較/分析和微處理器電路輸出觸發(fā)信號(hào)到觸發(fā)器是實(shí)時(shí)進(jìn)行的。
采用集成化技術(shù)和貼片元件，完全可以將上述電路集成在一個(gè)較小的殼體中，制成與接線端子排大小相似的集成式接線端子，在該集成式接線端子的上、下端，分別與直流系統(tǒng)的輸出回路、負(fù)載的輸入回路進(jìn)行連接，即可構(gòu)成帶有正常運(yùn)行/寄生回路故障指示的智能集成化且?guī)в斜O(jiān)測(cè)功能的接線端子排。
利用上述方式制成的監(jiān)測(cè)端子，可以分布式地安裝于直流系統(tǒng)的各個(gè)末端回路，現(xiàn)場(chǎng)工作人員只需檢查各個(gè)端子的告警燈的指示，即可迅速發(fā)現(xiàn)存在寄生回路的兩個(gè)回路的位置。
更具體的，在上述技術(shù)方案中，脈沖計(jì)數(shù)器可采用通用的頻率計(jì)數(shù)器即可。
頻率是單位時(shí)間內(nèi)信號(hào)發(fā)生周期變化的次數(shù)。如果我們能在給定的時(shí)間內(nèi)對(duì)信號(hào)波形計(jì)數(shù)，并將計(jì)數(shù)結(jié)果顯示出來，就能讀取被測(cè)信號(hào)的頻率。
頻率計(jì)數(shù)器首先獲得相對(duì)穩(wěn)定與準(zhǔn)確的時(shí)間，同時(shí)將被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成幅度與波形均能被數(shù)字電路識(shí)別的脈沖信號(hào)，然后通過計(jì)數(shù)器計(jì)算這一段時(shí)間間隔內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)，將所得數(shù)據(jù)記錄并輸出。
所測(cè)結(jié)果＝測(cè)量頻率×標(biāo)度+偏置設(shè)定 其中，標(biāo)度為Hz或10KHz，偏執(zhí)頻率設(shè)定為10KHz。
觸發(fā)器可采用集成JK觸發(fā)器，為與門輸入模式，在觸發(fā)器接收到輸入信號(hào)全為1時(shí)，觸發(fā)器輸出為高電平，使告警燈亮。
由于傳感器(實(shí)際上就是一個(gè)微型電流互感器)、有源LC振蕩器電路、脈沖計(jì)數(shù)器電路、通過脈沖計(jì)數(shù)來測(cè)量被測(cè)對(duì)象的頻率以及微處理器電路和觸發(fā)器電路均為現(xiàn)有技術(shù)，其具體工作原理、元件選擇以及連接方式在此不再敘述。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在掌握了本發(fā)明解決問題的思路和方法之后，完全可以不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)，再現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案、技術(shù)效果和發(fā)明目的。
由于本發(fā)明利用監(jiān)測(cè)頻率的變化量來監(jiān)測(cè)寄生回路，所以可以克服由于鉗形電流表分辨率過高帶來的影響，其所測(cè)的頻率來源于傳感器的二次線圈，無需在直流系統(tǒng)中并入接地電阻，可以避免由此帶來的隱患，現(xiàn)場(chǎng)工作人員只需檢查各個(gè)告警燈的指示狀況即可發(fā)現(xiàn)寄生回路存在的位置，大大降低了工作人員逐一“拉路”操作所帶來的人力浪費(fèi)，且無論是同電源還是不同電源(也稱為異電源)的寄生回路，都可以作出可靠告警，從而克服了拉偏法只能對(duì)異電源檢測(cè)的局限性，還可以實(shí)現(xiàn)分布式安裝，可以更好的準(zhǔn)確定位寄生回路所在的位置。
本發(fā)明可廣泛用于電力系統(tǒng)/變配電系統(tǒng)的直流系統(tǒng)監(jiān)測(cè)/保護(hù)領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種變電站直流系統(tǒng)寄生回路的檢測(cè)方法，其特征是在直流系統(tǒng)的正、負(fù)電源輸出回路上設(shè)置由磁靈敏元件制成的電流傳感器，利用電流傳感器來測(cè)量流經(jīng)傳感器的系統(tǒng)差流，傳感器的次級(jí)作為有源LC振蕩器的電感線圈，當(dāng)流經(jīng)傳感器的電流發(fā)生變化時(shí)，引起傳感器二次線圈電感值L的變化，導(dǎo)致有源LC振蕩器的振蕩頻率f發(fā)生變化，采用脈沖計(jì)數(shù)器對(duì)有源振蕩器的振蕩頻率f進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果送入微處理器電路進(jìn)行邏輯比較/判斷，當(dāng)有源LC振蕩器振蕩頻率的變化達(dá)到預(yù)設(shè)定值時(shí)，微處理器電路即發(fā)出告警信號(hào)；當(dāng)兩路電源輸出回路上同時(shí)出現(xiàn)告警信號(hào)時(shí)，斷開其中一路的直流電源后，若該兩路電源輸出回路的告警信號(hào)同時(shí)消失，則判定該兩個(gè)電源輸出回路之間存在有寄生回路。
2.按照權(quán)利要求1所述的變電站直流系統(tǒng)寄生回路的檢測(cè)方法，其特征是所述的檢測(cè)方法包括下列內(nèi)容
A、在至少兩路直流系統(tǒng)正、負(fù)輸出回路上分別設(shè)置電流傳感器，來測(cè)量流經(jīng)電流傳感器的正、負(fù)輸出回路差流；
B、與各電流傳感器分別對(duì)應(yīng)地設(shè)置一有源LC振蕩器，所述電流傳感器的次級(jí)作為對(duì)應(yīng)有源LC振蕩器的電感線圈；
C、直流系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，通過一脈沖計(jì)數(shù)器采集此時(shí)有源LC振蕩器的固有振蕩頻率f，并送入微處理器電路，初始化為基準(zhǔn)頻率f0；
D、微處理器電路記錄并存儲(chǔ)基準(zhǔn)頻率f0；
E、脈沖計(jì)數(shù)器繼續(xù)采集有源LC振蕩器的振蕩頻率f1，并送入微處理器電路；
F、微處理器電路對(duì)有源LC振蕩器的振蕩頻率f1和基準(zhǔn)頻率f0進(jìn)行比較/分析；
G、若df/dt的計(jì)算值大于第一設(shè)定值D1，執(zhí)行第I步，否則，返回第E步；
H、若有源LC振蕩器的振蕩頻率f1和基準(zhǔn)頻率f0之差大于第二設(shè)定值D2，且持續(xù)時(shí)間大于第三設(shè)定值D3時(shí)，執(zhí)行第I步，否則，返回第E步；
I、微處理器電路輸出觸發(fā)信號(hào)到觸發(fā)器；
J、觸發(fā)器輸出信號(hào)，啟動(dòng)告警電路，輸出告警信號(hào)；
K、當(dāng)兩路電源輸出回路上同時(shí)出現(xiàn)告警信號(hào)時(shí)，斷開其中一路的直流電源后，若該兩路電源輸出回路的告警信號(hào)同時(shí)消失，則判定該兩個(gè)電源輸出回路之間存在有寄生回路。
3.按照權(quán)利要求1所述的變電站直流系統(tǒng)寄生回路的檢測(cè)方法，其特征是所述的第一設(shè)定值D1為所述的第二設(shè)定值D2為f1-f0＞200Hz；所述的第三設(shè)定值D3為T＞100ms。
4.按照權(quán)利要求1所述的變電站直流系統(tǒng)寄生回路的檢測(cè)方法，其特征是所述的微處理器電路在每次斷電重啟后，均通過脈沖計(jì)數(shù)器采集此時(shí)有源LC振蕩器的固有振蕩頻率f，初始化為基準(zhǔn)頻率f0，。
5.按照權(quán)利要求1所述的變電站直流系統(tǒng)寄生回路的檢測(cè)方法，其特征是當(dāng)所述的直流系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，流經(jīng)所述傳感器的回路差流ΔI＝I+-I-＝0，此時(shí)有源LC振蕩器的固有振蕩頻率f被微處理器電路初始化為基準(zhǔn)頻率f0，并存儲(chǔ)在微處理器電路的寄存器中。
6.按照權(quán)利要求1所述的變電站直流系統(tǒng)寄生回路的檢測(cè)方法，其特征是當(dāng)流經(jīng)所述傳感器的回路差流ΔI＝I+-I-＝IR≠0時(shí)，若且Δf＝f1-f0＞200Hz并持續(xù)100ms以上時(shí)，則所述的微處理器電路判定該傳感器所在的直流回路出現(xiàn)寄生回路故障，所述的微處理器電路輸出觸發(fā)信號(hào)，導(dǎo)致觸發(fā)器電路翻轉(zhuǎn)，輸出報(bào)警信號(hào)。
7.按照權(quán)利要求1所述的變電站直流系統(tǒng)寄生回路的檢測(cè)方法，其特征是在所述直流系統(tǒng)的多個(gè)電源輸出回路上分別對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)一個(gè)有源LC振蕩器，各傳感器的次級(jí)分別作為對(duì)應(yīng)有源LC振蕩器的電感線圈；對(duì)應(yīng)于每個(gè)有源LC振蕩器，分別對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器、微處理器電路、觸發(fā)器和告警電路。
8.按照權(quán)利要求1所述的變電站直流系統(tǒng)寄生回路的檢測(cè)方法，其特征是所述的脈沖計(jì)數(shù)器采集有源LC振蕩器的振蕩頻率f1、微處理器電路對(duì)有源LC振蕩器的振蕩頻率f1和基準(zhǔn)頻率f0進(jìn)行比較/分析和微處理器電路輸出觸發(fā)信號(hào)到觸發(fā)器是實(shí)時(shí)進(jìn)行的。
9.按照權(quán)利要求1所述的變電站直流系統(tǒng)寄生回路的檢測(cè)方法，其特征是所述的脈沖計(jì)數(shù)器按下列方式對(duì)有源LC振蕩器振蕩頻率的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行計(jì)算
所測(cè)結(jié)果＝測(cè)量頻率×標(biāo)度+偏置頻率設(shè)定
其中，標(biāo)度為Hz或10KHz，偏執(zhí)頻率設(shè)定為10KHz。
全文摘要
一種變電站直流系統(tǒng)寄生回路的檢測(cè)方法，屬電測(cè)量領(lǐng)域。其在直流系統(tǒng)電源輸出回路上設(shè)電流傳感器，用傳感器來測(cè)量系統(tǒng)差流，傳感器次級(jí)作為有源振蕩器電感線圈，用脈沖計(jì)數(shù)器對(duì)有源振蕩器振蕩頻率進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果送入微處理器電路進(jìn)行邏輯比較，當(dāng)有源振蕩器振蕩頻率的變化達(dá)到預(yù)設(shè)定值時(shí)，微處理器電路即發(fā)出告警信號(hào)；若兩路電源輸出回路上同時(shí)出現(xiàn)告警信號(hào)，斷開其中一路直流電源，若該兩路電源輸出回路告警信號(hào)同時(shí)消失，則判定該兩個(gè)電源輸出回路之間存在有寄生回路。其通過測(cè)量有源振蕩器的振蕩頻率，來實(shí)現(xiàn)直流系統(tǒng)寄生回路故障的檢測(cè)功能，無論同源還是異源寄生回路，都可以作出告警?？蓮V泛用于變配電系統(tǒng)直流系統(tǒng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01R19/10GK101750540SQ200910200838
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者熊超英, 吳劍敏, 楊晞明, 魯煒, 戴春怡, 馮煜珵 申請(qǐng)人:上海希明電氣技術(shù)有限公司, 上海市電力公司超高壓輸變電公司