本實(shí)用新型一種直流系統(tǒng)檢修電壓檢測(cè)器，涉及發(fā)變電站直流系統(tǒng)檢修領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在發(fā)電廠、變電站中，直流系統(tǒng)為控制信號(hào)、繼電保護(hù)、自動(dòng)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(duì)發(fā)電廠、變電站的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用?，F(xiàn)今在對(duì)直流系統(tǒng)進(jìn)行檢修或更換配件時(shí)，不可避免的要對(duì)單條或多條直流供電線路進(jìn)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(duì)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(yùn)行，待工作完成后恢復(fù)原線路。但在實(shí)際操作中，需要多組人配合反復(fù)確認(rèn)電壓等級(jí)、相序、導(dǎo)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(cuò)。故需要開(kāi)發(fā)一款可以幫助工作人員快速準(zhǔn)確的解決以上問(wèn)題的檢測(cè)器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

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

本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為；

直流系統(tǒng)檢修電壓檢測(cè)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(guò)空氣斷路器連接備用線路，空氣斷路器用于斷開(kāi)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(cè)檢修線路，第二直流電壓變送器B用于檢測(cè)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(guò)一個(gè)反接檢測(cè)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(cè)。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(cè)備用線路到檢修線路電流。

所述反接檢測(cè)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(yīng)室外強(qiáng)光下的工作環(huán)境。

所述空氣斷路器采用手動(dòng)合閘。

所述電源模塊為100~240V寬電壓、交流轉(zhuǎn)12v直流的電源模塊。

該檢測(cè)器還包括連接線，連接線用于端子排與檢測(cè)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(hù)套的香蕉頭。

本實(shí)用新型一種直流系統(tǒng)檢修電壓檢測(cè)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(duì)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(dāng)電源線線序錯(cuò)誤時(shí)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(hào)為0。

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

2：本實(shí)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(guò)對(duì)直流電流變送器信號(hào)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(dāng)空氣斷路器斷開(kāi)時(shí) 工作電源與備份電源之間沒(méi)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(hào)為0。合閘后由工作電源與備份電源共同為負(fù)載供電，工作電源與備份電源之間電流開(kāi)始增加。當(dāng)工作電源拆除后由備份電源單獨(dú)供電時(shí)，電流會(huì)再次變化。

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

5：通過(guò)繼電器，分別將備份電源正、負(fù)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(fù)極分別送入直流電壓變送器檢測(cè)相對(duì)地電壓。

5.1：保證只有電源正或只有電源負(fù)進(jìn)入直流電壓變送器。

5.2：在檢測(cè)完成后隔離此回路。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的工作原理圖。

圖2為本實(shí)用新型的檢修線路a、備用線路b連接圖。

圖3為本實(shí)用新型的直流電壓變送器檢測(cè)電路圖。

圖4為本實(shí)用新型的備用線路源接地檢測(cè)圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，直流系統(tǒng)檢修電壓檢測(cè)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(guò)空氣斷路器6連接備用線路b，空氣斷路器6用于斷開(kāi)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(cè)檢修線路a，第二直流電壓變送器B用于檢測(cè)備用線路b，因?yàn)樾枰獧z測(cè)相序，在市場(chǎng)原有0v-220v電壓變送器的基礎(chǔ)上增加反接檢測(cè)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(guò)一個(gè)反接檢測(cè)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(cè)備用線路b到檢修線路a電流。

所述反接檢測(cè)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(gè)電阻分壓，避免單個(gè)電阻兩端壓差過(guò)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(dá)1A，反向耐壓為1000v。二極管D1、二極管D2用于保護(hù)光耦U1正向?qū)〞r(shí)，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(dǎo)通。二極管D3用于保護(hù)光耦U1反向電壓擊穿。相序正常時(shí)，電壓變送器輸出0-3V的電壓信號(hào)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(cè)，如圖4所示。繼電器K1、K2為互鎖連接，保證兩個(gè)不會(huì)同時(shí)動(dòng)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(fù)送入第三直流電壓變送器C與地做比較，后傳回?cái)?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(jī)，用于處理各路信號(hào)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(yīng)室外強(qiáng)光下的工作環(huán)境。

所述空氣斷路器6采用手動(dòng)合閘，保證直流供電的絕對(duì)可靠性。

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

該檢測(cè)器不自帶電源，內(nèi)部集成100v-240v寬電壓、交流轉(zhuǎn)12v直流的電源模塊1，見(jiàn)圖2所示。分閘時(shí)，由檢修線路a為整機(jī)供電，合閘后由備用線路b為整機(jī)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(diǎn)在于：當(dāng)接入相序錯(cuò)誤時(shí)，也能保證供電正常。

該檢測(cè)器還包括連接線，連接線用于端子排與檢測(cè)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(hù)套6mm的香蕉頭，保證絕緣等級(jí)和通過(guò)大電流的可靠性。避免了在傳統(tǒng)操作中連接端子排時(shí)，兩端均為螺紋，在旋轉(zhuǎn)擰入后導(dǎo)線會(huì)因多次使用、多次過(guò)度扭曲而斷裂；或焊接處松動(dòng)接觸電阻變大，過(guò)大電流時(shí)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(shí)，連接本實(shí)用新型檢測(cè)器后，

1.數(shù)據(jù)處理器3讀取光耦U1信號(hào)，高電平線序正確，低電平為錯(cuò)誤。正確進(jìn)行下一步、錯(cuò)誤在顯示模塊4上顯示錯(cuò)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(hào)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(hào)，高電平線序正確，低電平為錯(cuò)誤。正確進(jìn)行下一步、錯(cuò)誤在顯示模塊4上顯示錯(cuò)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(hào)電壓值，輸入顯示模塊4并與第一直流電壓變送器A信號(hào)進(jìn)行比對(duì)。兩者相差小于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)入下一步，大于通過(guò)顯示模塊4報(bào)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(hào)的電壓值，輸入顯示模4，并判斷是否在正常范圍內(nèi)。正確下一步，錯(cuò)誤通過(guò)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(fù)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(hào)的電壓值，輸入顯示模4并判斷是否在正常范圍內(nèi)。正確下一步，錯(cuò)誤通過(guò)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(kāi)，通過(guò)顯示模塊4提示可以合閘。

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

9.拆除設(shè)備端工作電源供電線路后，由備份電源經(jīng)過(guò)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(dú)為負(fù)載供電；流經(jīng)直流電流變送器初級(jí)線圈導(dǎo)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(fù)原線路后，再次由工作電源和備份電源共同為負(fù)載供電，流經(jīng)直流電流變送器初級(jí)線圈導(dǎo)線的電流將減小。即判斷工作電源恢復(fù)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(shí)別檢測(cè)接入兩端的電壓等級(jí)、線序、和待接入備份電源7是否有接地故障。在檢測(cè)過(guò)程中，如有故障，在顯示模塊4上顯示故障原因；若無(wú)故障，則提示可以手動(dòng)合上空氣斷路器6，接通檢修線路a與備用線路b。

檢測(cè)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(kāi)。

進(jìn)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(dòng)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(dǎo)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(hào)、對(duì)應(yīng)的光耦信號(hào)；第二直流電壓變送器B信號(hào)、對(duì)應(yīng)的光耦信號(hào)，獲得兩端的電壓值和線序信息進(jìn)行對(duì)比。

若是錯(cuò)誤，通過(guò)顯示模塊4報(bào)錯(cuò)；若是正確，進(jìn)行下一步，通過(guò)K1、K2繼電器分別將備份電源7正、負(fù)極送入第三直流電壓變送器C，檢測(cè)對(duì)地電壓是否在正常范圍內(nèi)，若是錯(cuò)誤，通過(guò)顯示模塊4報(bào)錯(cuò)；若是正確提示合閘。

數(shù)據(jù)處理器3開(kāi)始監(jiān)測(cè)直流電流變送器2信號(hào)變化，通過(guò)內(nèi)部算法來(lái)判斷：備用線路b投入、檢修線路a斷開(kāi)、檢修線路a重新連接等狀態(tài)。