專利名稱：電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
在發(fā)電廠、變電站、工礦企業(yè)電氣設(shè)備運(yùn)行中，交流電源(380V/220V)和直流電源(220V、110V、48V、24V)設(shè)備繁多、電纜數(shù)量多且分布復(fù)雜。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，因電纜損壞(損傷、絕緣不良、水侵等)、設(shè)備在漏雨或絕緣老化、檢修過(guò)程誤接線均會(huì)造成直流系統(tǒng)串入交流有效成分。多年以來(lái)，交直流電源二次電源回路相互串電的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，輕微的會(huì)造成設(shè)備損壞，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)誤動(dòng)、發(fā)電機(jī)事故停機(jī)、變電站高壓斷路器跳閘等嚴(yán)重的大面積停電的事故，如:某500KV變電站2條線路高壓斷路器跳閘；某4\300麗火電廠發(fā)生機(jī)組停機(jī)和線路高壓斷路器跳閘；某大型火電廠4臺(tái)600MW機(jī)組停機(jī)和2主變斷路器跳閘；某電廠600MW機(jī)組因直流系統(tǒng)中串入交流造成勵(lì)磁系統(tǒng)滅磁開關(guān)誤跳和機(jī)組事故停運(yùn)。目前，對(duì)于交直流電源串電這一嚴(yán)重問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)串電發(fā)生、判別串電性質(zhì)、串電所處類別、并適用五種接地方式及多種電壓等級(jí)直流電源的微機(jī)保護(hù)產(chǎn)品，因此，這就存在著一定的不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種適用不同交直流電源系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)串電狀態(tài)及檢測(cè)絕緣狀況，防止電氣設(shè)備損壞、繼電保護(hù)誤動(dòng)、發(fā)電機(jī)停機(jī)、高壓斷路器跳閘等嚴(yán)重的大面積停電事故的發(fā)生的電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明包括主控CPU、與所述主控CPU電連接的A/D轉(zhuǎn)換單元、存儲(chǔ)單元、上位通信單元以及與所述A/D轉(zhuǎn)換單元相連接的信號(hào)調(diào)制單元、與所述信號(hào)調(diào)制單元相連接的信號(hào)采集單元，所述信號(hào)采集單元采集的信號(hào)通過(guò)所述信號(hào)調(diào)制單元和所述所述A/D轉(zhuǎn)換單元后傳動(dòng)到所述主控CPU,所述主控CPU還包括:
信號(hào)采樣計(jì)算模塊，用于接收所述信號(hào)采集單元采集到的信號(hào)進(jìn)行交流采樣計(jì)算、直流采樣計(jì)算、中性點(diǎn)直接接地方式計(jì)算、中性點(diǎn)不接地方式計(jì)算、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式計(jì)算、中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式計(jì)算、中性點(diǎn)經(jīng)大電阻接地方式計(jì)算；
判斷與分析模塊，用于對(duì)從所述信號(hào)采樣計(jì)算模塊計(jì)算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行直串判據(jù)、漏串判據(jù)、正母線串電判據(jù)、控制母線串電判據(jù)、負(fù)母線串電判據(jù)、諧波分析、異常判據(jù)，并以數(shù)據(jù)庫(kù)方式存入所述存儲(chǔ)單元；
通信處理模塊，用于所述電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置通過(guò)數(shù)據(jù)通信方式與后臺(tái)主機(jī)建立通訊聯(lián)接。進(jìn)一步的，所述主控CPU還包括:
功能管理與配置模塊，用于配置所述電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，將通信及監(jiān)測(cè)對(duì)象等參數(shù)進(jìn)行配置；
密碼驗(yàn)證模塊，用于針對(duì)使用所述電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置的用戶授予不同管理權(quán)限。進(jìn)一步的，所述主控CPU還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、繼電器控制模塊、在線校驗(yàn)(KX+B)程序模塊、日期及時(shí)間管理模塊、調(diào)試模塊、定值設(shè)定模塊。所述電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置還包括與所述主控CPU電連接的繼電器單元、顯示單元、鍵盤操作單元、蜂鳴器。本發(fā)明的有益效果是:由于本發(fā)明包括主控CPU、與所述主控CPU電連接的A/D轉(zhuǎn)換單元、存儲(chǔ)單元、上位通信單元以及與所述A/D轉(zhuǎn)換單元相連接的信號(hào)調(diào)制單元、與所述信號(hào)調(diào)制單元相連接的信號(hào)采集單元，所述信號(hào)采集單元采集的信號(hào)通過(guò)所述信號(hào)調(diào)制單元和所述所述A/D轉(zhuǎn)換單元后傳動(dòng)到所述主控CPU，所述主控CPU還包括:信號(hào)采樣計(jì)算模塊、判斷與分析模塊、通信處理模塊，根據(jù)出廠設(shè)定的中性點(diǎn)接地方式及交直流系統(tǒng)的電壓等級(jí)，運(yùn)行其相對(duì)應(yīng)的應(yīng)用程序，實(shí)時(shí)高速采集交直流系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及微信號(hào)有效成份，計(jì)算分析交直流系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，所以，當(dāng)出現(xiàn)交直流系統(tǒng)間串電時(shí)，判別串電性質(zhì)、串電所處類別、串電方位，檢測(cè)兩系統(tǒng)間絕緣狀況，實(shí)時(shí)發(fā)出事故信號(hào)并通知使用單位迅速查處串電點(diǎn)，防止電氣設(shè)備損壞、繼電保護(hù)誤動(dòng)、發(fā)電機(jī)停機(jī)、高壓斷路器跳閘等嚴(yán)重的大面積停電事故的發(fā)生。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明主控CPU的模塊框圖 圖3是本發(fā)明電氣連接原理框 圖4是本發(fā)明的端子接線圖。
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明述電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置包括主控CPU1、A/D轉(zhuǎn)換單元2、存儲(chǔ)單元3、上位通信單元4、繼電器單元5、信號(hào)調(diào)制單元6、信號(hào)采集單元7、顯示單元9、鍵盤操作單元10、蜂鳴器11，所述A/D轉(zhuǎn)換單元2、所述存儲(chǔ)單元3、上位通信單元4、繼電器單元5、所述顯示單元9、所述鍵盤操作單元10、所述蜂鳴器11均與所述主控CPUl電連接，所述信號(hào)調(diào)制單元6與所述A/D轉(zhuǎn)換單元2相連接，所述信號(hào)采集單元7采集的信號(hào)通過(guò)所述信號(hào)調(diào)制單元6的調(diào)制后，經(jīng)所述A/D轉(zhuǎn)換單元2的數(shù)模轉(zhuǎn)換后上傳到所述主控CPUl，所述CPUl包括信號(hào)采樣計(jì)算模塊104，用于接收所述信號(hào)采集單元7采集到的信號(hào)進(jìn)行交流采樣計(jì)算、直流采樣計(jì)算、中性點(diǎn)直接接地方式計(jì)算、中性點(diǎn)不接地方式計(jì)算、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式計(jì)算、中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式計(jì)算、中性點(diǎn)經(jīng)大電阻接地方式計(jì)算；判斷與分析模塊105，用于對(duì)從所述信號(hào)采樣計(jì)算模塊計(jì)算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行判別串電性質(zhì)、串電所處類別、串電方位，其具體包括直串判據(jù)、漏串判據(jù)、正母線串電判據(jù)、控制母線串電判據(jù)、負(fù)母線串電判據(jù)、諧波分析、異常判據(jù)，并以數(shù)據(jù)庫(kù)方式存入所述存儲(chǔ)單元以及發(fā)出警報(bào)信息；通信處理模塊101，用于所述電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方式與后臺(tái)主機(jī)建立通訊聯(lián)接；功能管理與配置模塊102，用于配置所述電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，將通信及監(jiān)測(cè)對(duì)象等參數(shù)進(jìn)行配置；密碼驗(yàn)證模塊103，用于針對(duì)使用所述電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置的用戶授予不同管理權(quán)限，所述主控CPUl還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊106、繼電器控制模塊107、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的在線校驗(yàn)(KX+B)模塊108、日期及時(shí)間管理模塊109、調(diào)試模塊110、定值設(shè)定模塊111。接線端子包括Jl端子、J2端子、J3端子、J4端子；其中 Jl端子:
Jl-1:大地J1-2:空J(rèn)1-3:合母 +
J1-4:空J(rèn)1-5:控母 +J1-6:空
J1-7:負(fù)母 J2端子:
J2-1:中性點(diǎn)不接地N線；J2-2:中性點(diǎn)接地N線；
J2-3:中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地N線J2-4:中性點(diǎn)經(jīng)大電阻接地N線；
J2-5:中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地N線 J3端子:
J3-1 J3-2:串電報(bào)警干接點(diǎn)輸出I (接點(diǎn)容量AC220V/5A)
J3-3 J3-4:串電報(bào)警干接點(diǎn)輸出2 (接點(diǎn)容量AC220V/5A)
J3-5 J3-6:未啟用繼電器干接點(diǎn)輸出(接點(diǎn)容量AC220V/5A)
J3-7 J3-8:未啟用繼電器干接點(diǎn)輸出(接點(diǎn)容量AC220V/5A)
J4端子:
J4-1:編程； J4-2:編程地 J4-3:未啟用；J4-4:通信地 J4-5:RS232-TXD J4-6:RS232-RXD J4-7:422YJ4-8:422Ζ
J4-9:422Β/485Β0 J4-10:422Α/485Α0 J4-11:485Β1 J4-12:485Α2其工作原理為:根據(jù)出廠設(shè)定的中性點(diǎn)接地方式及交直流系統(tǒng)的電壓等級(jí)，運(yùn)行其相對(duì)應(yīng)的應(yīng)用程序，實(shí)時(shí)高速采集交直流系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及微信號(hào)有效成份，計(jì)算分析交直流系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，當(dāng)出現(xiàn)交直流系統(tǒng)間串電時(shí)，判別串電性質(zhì)、串電所處類別、串電方位，檢測(cè)兩系統(tǒng)間絕緣狀況，實(shí)時(shí)發(fā)出事故信號(hào)(OIXD、LED、繼電器、遠(yuǎn)方通信)，通知使用單位迅速查處串電點(diǎn)，防止電氣設(shè)備損壞、繼電保護(hù)誤動(dòng)、發(fā)電機(jī)停機(jī)、高壓斷路器跳閘等嚴(yán)重的大面積停電事故的發(fā)生。適用范圍:本發(fā)明交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，適用五種不同交流變壓器中性點(diǎn)接地方式的交流電源系統(tǒng)與不同電壓等級(jí)的直流電源(220V、110V、48V、24V)的一切場(chǎng)合。實(shí)現(xiàn)的目標(biāo):可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)串電發(fā)生、判別串電性質(zhì)、串電所處類別、串電方位，檢測(cè)兩系統(tǒng)間絕緣狀況，實(shí)時(shí)發(fā)出事故信號(hào)，通知使用單位迅速查處串電點(diǎn)，防止電氣設(shè)備損壞、繼電保護(hù)誤動(dòng)、發(fā)電機(jī)事故停機(jī)、高壓斷路器跳閘等嚴(yán)重的大面積停電事故的發(fā)生。提出并引入了本概念:串電性質(zhì)、金屬性串電、非金屬串電、直串、漏串、正(+ )母線串電、負(fù)(_)母線串電、正串、負(fù)串、串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置。串電性質(zhì)指交直流電源間的串電連接形式，分為金屬性連接和非金屬性連接。金屬性串電指交直流電源間的電阻接近為零0.01 Ω)，相當(dāng)于兩套電源系統(tǒng)金屬性連接，交流電源系統(tǒng)的電壓全額疊加到直流電源系統(tǒng)上，這種狀況下的串電方式稱作為金屬性串電。非金屬串電指交直流電源 間的電阻不為零(>0.01 Ω)，相當(dāng)于兩套電源系統(tǒng)經(jīng)一定值的電阻連接，交流電源系統(tǒng)的電壓除去連接電阻上的壓降后全額疊加到直流電源系統(tǒng)上，這種狀況下的串電方式稱作為非金屬性串電。直串是指金屬性串電的簡(jiǎn)稱。漏串是指非金屬性串電的簡(jiǎn)稱。正(+)母線串電指交流電源系統(tǒng)的電壓串入直流電源系統(tǒng)的正(+)母線?？刂?KM)母線串電指交流電源系統(tǒng)的電壓串入直流電源系統(tǒng)的控制(KM)母線。負(fù)(_)母線串電指交流電源系統(tǒng)的電壓串入直流電源系統(tǒng)的負(fù)(_)母線。正串指正(+ )母線串電的簡(jiǎn)稱?？卮钢缚刂?KM)母線串電的簡(jiǎn)稱。負(fù)串指負(fù)(_)母線串電的簡(jiǎn)稱。串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置指實(shí)施監(jiān)測(cè)交直流電源系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)是否串電的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。使用條件:海拔不超過(guò)3500m ;使用環(huán)境溫度_25°C 45°C ;環(huán)境濕度< 90% ;使用環(huán)境要求室內(nèi)且通風(fēng)良好；使用環(huán)境無(wú)導(dǎo)電或爆炸性塵埃且無(wú)腐蝕性氣體；安裝地基無(wú)劇烈振動(dòng)和沖擊。技術(shù)指標(biāo):
測(cè)量精度:0.1%
測(cè)量方式:實(shí)時(shí)交流采樣、實(shí)時(shí)直流采樣 頻率測(cè)量范圍:1 65Hz
工作電源:DC220V±30% ;DC110V±30% ;DC48V±30% ;DC24V±30%
工作功耗:小于3W 時(shí)間整定:40ms 10s 裝置絕緣電阻:大于100兆歐 裝置介質(zhì)強(qiáng)度:3KV，lmin
EMC靜電放電抗擾度:8kV 10次
EMC高頻電磁場(chǎng)抗擾度:80 100MHz ; 10V/m
EMC電快速瞬變脈沖群:4Kv 60s
EMC快速瞬變抗擾度:1.2/50 μ s ；4KV。
權(quán)利要求
1.一種電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，其特征在于:所述電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置包括主控CPU (I)、與所述主控CPU (I)電連接的A/D轉(zhuǎn)換單元(2)、存儲(chǔ)單元(3)、上位通信單元(4)以及與所述A/D轉(zhuǎn)換單元(2)相連接的信號(hào)調(diào)制單元(6)、與所述信號(hào)調(diào)制單元(6 )相連接的信號(hào)采集單元(7 )，所述信號(hào)采集單元(7 )采集的信號(hào)通過(guò)所述信號(hào)調(diào)制單元(6 )和所述所述A/D轉(zhuǎn)換單元(2 )后傳動(dòng)到所述主控CPU (I)，所述主控CPU (I)包括: 信號(hào)采樣計(jì)算模塊(104)，用于接收所述信號(hào)采集單元(7)采集到的信號(hào)進(jìn)行交流采樣計(jì)算、直流采樣計(jì)算、中性點(diǎn)直接接地方式計(jì)算、中性點(diǎn)不接地方式計(jì)算、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式計(jì)算、中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式計(jì)算、中性點(diǎn)經(jīng)大電阻接地方式計(jì)算； 判斷與分析模塊(105)，用于對(duì)從所述信號(hào)采樣計(jì)算模塊計(jì)算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行判別串電性質(zhì)、串電所處類別、串電方位，并以數(shù)據(jù)庫(kù)方式存入所述存儲(chǔ)單元(3)以及發(fā)出警報(bào)信息； 通信處理模塊(101)，用于所述電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置通過(guò)數(shù)據(jù)通信方式與后臺(tái)主機(jī)建立通訊聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，其特征在于:所述主控CPU (I)還包括: 功能管理與配置模塊(102)，用于配置所述電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，將通信及監(jiān)測(cè)對(duì)象等參數(shù)進(jìn)行配置； 密碼管理模塊(103)，用于針對(duì)使用所述電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置的用戶授予不同管理權(quán)限。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，其特征在于:所述主控CPU (I)還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(106)、繼電器控制模塊(107)、在線校驗(yàn)?zāi)K(108)、日期及時(shí)間管理模塊(109)、調(diào)試模塊(110)、定值設(shè)定模塊(111)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，其特征在于:所述電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置還包括與所述主控CPU (I)電連接的繼電器單元(5)、顯示單元(9)、鍵盤操作單元(10)、蜂鳴器(11)。
全文摘要
本發(fā)明公開并提供了一種適用不同交直流電源系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)串電狀態(tài)及檢測(cè)絕緣狀況，防止電氣設(shè)備損壞、繼電保護(hù)誤動(dòng)、發(fā)電機(jī)停機(jī)、高壓斷路器跳閘等嚴(yán)重的大面積停電事故的發(fā)生的電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置。該電力交直流電源串電微機(jī)監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置包括主控CPU、與所述主控CPU電連接的A/D轉(zhuǎn)換單元、存儲(chǔ)單元、上位通信單元、繼電器單元以及與所述A/D轉(zhuǎn)換單元相連接的信號(hào)調(diào)制單元、與所述信號(hào)調(diào)制單元相連接的信號(hào)采集單元，所述信號(hào)采集單元采集的信號(hào)通過(guò)所述信號(hào)調(diào)制單元和所述所述A/D轉(zhuǎn)換單元后傳動(dòng)到所述主控CPU，所述主控CPU包括信號(hào)采樣計(jì)算模塊、判斷與分析模塊、通信處理模塊。
文檔編號(hào)G01R31/00GK103116087SQ201210364300
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者孫長(zhǎng)影, 張海軍 申請(qǐng)人:珠海瑞特電氣設(shè)備有限公司