專利名稱：直流電源帶電解環(huán)專用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種直流電源帶電解環(huán)專用裝置，適用于電力直流系統(tǒng)的環(huán)網(wǎng)故障檢測。屬于電力直流系統(tǒng)的故障檢測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電力用直流控制電源，是給繼電保護等控制設(shè)備提供工作電源，為進一步提高供電可靠性，一般情況220kV等級以上變電站，都采用2套直流電源供電，有的甚至IlOkV站也采用2套電源。發(fā)電廠由于設(shè)備較多，大都也是采用這種雙電源供電方式。重要負荷分別由兩套電源提供直流饋線，通過空開，可任意選擇其中一套電源供電，2段母線中間設(shè)置母開關(guān)，當(dāng)其中一套的充電裝置或蓄電池等出現(xiàn)故障時，可用另一套設(shè)備供電，供電可靠性大大提高。新建或設(shè)備改造施工過程中，由于配線錯誤，經(jīng)常出現(xiàn)兩套直流系統(tǒng)并列運行的現(xiàn)象，盡管國網(wǎng)、南網(wǎng)都明文規(guī)定兩套直流電源不能并列運行，但用戶沒有手段解開并接點，也擔(dān)心解并接點的過程，出現(xiàn)保護誤動或拒動，都不愿意或不敢貿(mào)然去解環(huán)，導(dǎo)致現(xiàn)在仍有不少變電站2套直流系統(tǒng)電源長期并列運行。一般來說，2套電源并列運行，將給系統(tǒng)安全穩(wěn)定帶來諸多的隱患，具體危害如下(1)任何一套直流電源發(fā)生接地故障，將使全站電源都接地；(2)接地故障檢測靈敏度下降；(3)發(fā)生一點接地，保護誤動的概率增加；(4) 一套蓄電池可能沒有浮充電流；(5) 一套蓄電池過充電，另一套欠充電；(6) 一套充電機負荷電流過大，另一套偏小；(7) 一套蓄電池內(nèi)出現(xiàn)落后電池，很容易將另一套蓄電池也拖垮。因此，迫切需要為廣大發(fā)電和供電企業(yè)提供安全、有效的解環(huán)的專用裝置，盡早將現(xiàn)有并列運行二套直流電源，分開運行，提高電力直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的，是為了解決現(xiàn)有技術(shù)電力直流系統(tǒng)存在安全隱患的問題，提供一種有效地提高電力直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性的直流電源帶電解環(huán)專用裝置。本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)直流電源帶電解環(huán)的專用裝置，由主機信號源和手持器構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)特點是1)所述主機信號源包括主機電腦芯片CPU、控制電路、主機測試電路、主機無線通信模塊、主機液晶顯示模塊、放電模塊；所述主機電腦芯片CPU通過I/O端口分別與主機測試電路、主機無線通信模塊、主機液晶顯示模塊、放電模塊的輸入/輸出端連接；2)所述手持器包括手持電腦芯片CPU、鉗形互感器、手持無線通信模塊、手持測試電路和手持液晶顯示模塊；所述手持電腦芯片CPU通過I/O端口分別與手持無線通信模塊、 手持測試電路和手持液晶顯示模塊的輸入/輸出端連接，所述鉗形互感器連接在手持測試電路上。實現(xiàn)本實用新型目的的一種實施方案是所述主機信號源通過控制電路控制輸出信號波動的有效值在IOV以內(nèi)。實現(xiàn)本實用新型目的的一種實施方案是所述主機電腦芯片CPU和手持電腦芯片 CPU分別由一片十二位AD單片機及外圍電阻、電容和振蕩電路構(gòu)成。實現(xiàn)本實用新型目的的一種實施方案是所述振蕩電路由8M高精溫補晶振構(gòu)成。實現(xiàn)本實用新型目的的一種實施方案是所述主機信號源的主機無線通信模塊和所述手持器的手持無線通信模塊的有效距離為300米。實現(xiàn)本實用新型目的的一種實施方案是所述主機信號源的主機液晶顯示模塊和所述手持器的手持液晶顯示模塊分別由240*160點陣液晶顯示屏構(gòu)成。本實用新型具有如下突出的有益效果本實用新型由于利用帶有主機信號源、手持器和鉗型互感器的專用裝置對直流電源進行環(huán)路檢測，主機信號源之間手持器以無線通信方式交換數(shù)據(jù)及信息，由主機信號源測量直流電源系統(tǒng)是否存在壞網(wǎng)故障，通過注入微弱電流信號給電源系統(tǒng)，從而將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給手持器，手持器通過鉗型互感器感應(yīng)直流電源系統(tǒng)的各電源支路的信號電流，計算和判斷環(huán)網(wǎng)情況和方向，并通過實時信號波形顯示，以判斷環(huán)網(wǎng)情況本實用新型能快速、 準(zhǔn)確地找出各種環(huán)路供電支路。因此，具有操作簡單、方便實用和安全有效的有益效果，為廣大發(fā)電和供電企業(yè)提供了安全、有效的解環(huán)手段，可以將現(xiàn)有并列運行二套直流電源，分開運行，有效地提高了電力直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。

圖1是本實用新型專用裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本實用新型主機信號源的控制電路圖。圖3是本實用新型主機信號源的信號電流進入直流電源的原理圖。圖4是本實用新型手持器的信號電流檢測電路圖。圖5是本實用新型專用裝置使用狀態(tài)的示意圖。
具體實施方式
具體實施例1 圖1、圖2、圖3、圖4和圖5構(gòu)成本實用新型具體實施例1。參照圖1，本實施例的專用裝置由由主機信號源1和手持器2構(gòu)成，所述主機信號源1包括主機電腦芯片CPU11、控制電路12、主機測試電路13、主機無線通信模塊14、主機液晶顯示模塊15、放電模塊16 ；所述主機電腦芯片CPUll通過I/O端口分別與主機測試電路13、主機無線通信模塊14、主機液晶顯示模塊15、放電模塊16的輸入/輸出端連接；所述手持器2包括手持電腦芯片CPU21、鉗形互感器22、手持無線通信模塊23、手持測試電路 M和手持液晶顯示模塊25 ；所述手持電腦芯片CPU21通過I/O端口分別與手持無線通信模塊23、手持測試電路M和手持液晶顯示模塊25的輸入/輸出端連接，所述鉗形互感器22連接在手持測試電路M上。本實施例中所述主機信號源1通過控制電路12控制輸出信號波動的有效值在 IOV以內(nèi)。所述主機電腦芯片CPUll和手持電腦芯片CPU21分別由一片十二位AD單片機及外圍電阻、電容和振蕩電路構(gòu)成。所述振蕩電路由8M高精溫補晶振構(gòu)成。所述主機信號源 1的主機無線通信模塊14和所述手持器2的手持無線通信模塊23的有效距離為300米。 所述主機信號源1的主機液晶顯示模塊15和所述手持器2的手持液晶顯示模塊25分別由 240*160點陣液晶顯示屏構(gòu)成。參照圖2，主機信號源1中，控制電路Jl、J2、J3、J4可以構(gòu)成100K或者50K的平衡橋，用于保證電源對地電壓平衡；也可以作為乒乓原理的切換橋，用于測量電源的接地情況。J5、J6、J7、J8用于對電源中投入系統(tǒng)對地電容，用于控制信號電流的波動，R5和R6可以緩解電容Cl投入系統(tǒng)中瞬間的電流沖擊。參照圖3，信號輸出電路Jl、J2根據(jù)系統(tǒng)接地情況選擇把正弦波信號投入直流電源的正極或者負極上，R4、R5可以緩沖信號投入瞬間的電壓變化，也用來控制正弦波信號的輸出有效值，R3用于采集正弦波信號的衰減情況。參照圖4，手持器2中，信號電流采樣電路為2級運放電路，所述運放為AD8552雙通道高精度運算放大器，為保證輸出信號不被飽和和截止，兩級放大都加了抬高電平，其中第二級的抬高電平為軟件自動調(diào)節(jié)。手持器2有獨特的波形顯示功能，能根據(jù)實時波形判斷當(dāng)前支路的環(huán)網(wǎng)情況。采用本實施例的專用裝置的直流電源帶電解環(huán)方法包括以下步驟1)主機信號源1在檢測直流電源環(huán)網(wǎng)時，將紅色導(dǎo)線插入主機信號源1 “正極” 端子，并與直流系統(tǒng)“+KM”相連，將黑色導(dǎo)線插入主機信號源1 “負極”端子，并與直流系統(tǒng) “-KM”相連，將黃色導(dǎo)線插入主機信號源1 “地”端子，并與直流系統(tǒng)“接地銅排”相連，主機信號源1會測量直流系統(tǒng)對地電容及正負極對地電阻和母線電壓，并產(chǎn)生一個正弦波信號；2)將第1)步中主機信號源1所檢測的環(huán)網(wǎng)情況數(shù)據(jù)和信號數(shù)據(jù)通過無線通信模塊14發(fā)送給手持器2，手持器2通過無線通信模塊23接收數(shù)據(jù)；3)手持器2)通過鉗形互感器22感應(yīng)各電源支路的信號來計算和判斷環(huán)網(wǎng)情況， 并通過液晶顯示模塊25顯示出環(huán)網(wǎng)情況的實時信號波形。其中，第1)步中所述的正弦波信號大小由接地情況限制，其電壓有效值不超過 IOV ；第3)步所述的鉗形互感器22感應(yīng)到的電壓由兩級運算放大電路放大，送到單片機I/ 0端口進行AD采樣。本實施例中，所述主機信號源1通過軟件對控制電路12的控制，使輸出信號波動的有效值在IOV以內(nèi)；所述主機信號源1的CPU 11和所述手持器2的CPU 21都采用12位 AD單片機；所述主機信號源1的CPU 11和所述手持器2的CPU 21所用的都是8M高精溫補晶振；所述主機信號源1的無線通信模塊14和所述手持器2的無線通信模塊23的有效距離為300米；所述主機信號源1的液晶顯示模塊15和所述手持器2的液晶顯示模塊25 都為240*160點陣液晶顯示屏。本實施例的功能(1)檢測直流電源的接地情況；(2)為缺少平衡橋的直流電源投入平衡橋；(3)幫助查找直流系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)故障。[0045]本實用新型專用裝置的使用方法參照圖5，接線要求如下1)在II段母線正負極對地各接入電阻R2 = 50kΩ，隨機配備有50kΩ平衡橋；2)將隨機配備的電阻箱跨接在I、II段母線的負極，再斷開母聯(lián)開關(guān)；3)接入信號源“正極”端子的紅色導(dǎo)線，夾在蓄電池正極保險，接入信號源“負極” 端子的黑色導(dǎo)線，夾在蓄電池負極保險，接入信號源“地”端子的黃色導(dǎo)線，夾在接地銅排上。查找方法1)儀器自校驗在#1位置，將鉗表夾住信號源黃色接地線，并使鉗表中的箭頭指向信號源，再按“自?！辨I“儀器正?！保砻髟O(shè)備工作正常。否則，要更換電池或需清潔鉗口寸。2)環(huán)網(wǎng)檢測在#2、3、4、5位置，分別鉗住各饋線的正負極電纜，進行支路接地檢測，鉗到#2將報無環(huán)網(wǎng)鉗，到#3將報有環(huán)網(wǎng)，順著該支路往負荷方向繼續(xù)查找，#4有環(huán)網(wǎng)， #5報無環(huán)網(wǎng)，表明環(huán)網(wǎng)故障點在#3和#4之間。3)多條支路同時檢測在#4位置，可同時鉗住多條饋線，如果報有環(huán)網(wǎng)，或者有環(huán)網(wǎng)波形顯示，表明被鉗住的饋線中間有環(huán)網(wǎng)支路，可再用2分法，找出具體的環(huán)網(wǎng)支路。如果報無接地或者手持器波形顯示為一條直線表明這一把饋線都沒有環(huán)網(wǎng)故障，可加快環(huán)網(wǎng)查找速度。本實用新型的應(yīng)用實例分析河南安陽供電局蔣村220kV變電站?，F(xiàn)場情況變電站在系統(tǒng)改造之后，兩段母線電壓一直保持一致。無論怎么改動其中一段的浮充電壓，用萬用表測量兩段母線的電壓依然一樣。2010年10月15日使用QDJ-Ol型直流電源專用帶電解環(huán)儀對系統(tǒng)進行環(huán)路檢測， 發(fā)現(xiàn)I段母線102Z公用測控柜和II段母線212Z公用測控柜均有環(huán)路信號，到測控柜查看發(fā)現(xiàn)兩段母線的正極并在一個端子上，負極沒有并，將兩根線分開后，此回路已沒有環(huán)路信號。繼續(xù)用QDJ-Ol查找發(fā)現(xiàn)I段母線的105Z110kV線路監(jiān)控柜II、106Z220kV線路監(jiān)控柜和II段母線的20M110kV線路監(jiān)控柜II、216Z220kV線路監(jiān)控柜之間有環(huán)路信號。檢查發(fā)現(xiàn)兩路電源均互為備用關(guān)系，本來只能投一路，但現(xiàn)場兩路都投了，斷開其中一邊，此兩路正常。但系統(tǒng)依然存在環(huán)路，再查找發(fā)現(xiàn)I段母線103Z#1主變監(jiān)控柜、104Z110kV線路監(jiān)控柜I和II段母線的217Z#1主變監(jiān)控柜、214Z110kV線路監(jiān)控柜I此兩路也是兩路電源互為備用，但現(xiàn)場兩路都投了，斷開其中一段。再次檢測，兩段母線之間已經(jīng)沒有環(huán)接，環(huán)路全部解除。結(jié)論A、用本裝置能快速準(zhǔn)確地查找出環(huán)網(wǎng)故障。B、在運行過程中信號電壓波動不超過10V，有效地保證了系統(tǒng)安全。C、液晶波形顯示滿足設(shè)計要求。D、無線通信設(shè)計滿足設(shè)計要求。本實用新型的關(guān)鍵技術(shù)1、直流電源系統(tǒng)對地電阻測量0-100K，相對誤差士5%。
6[0065]2、直流電源支路對地電阻測量0-100K，相對誤差士8%。3、信號電壓波動不超過10V。4、無線通信300米。5、滿足清晰波形顯示的點陣液晶。本實用新型能快速、準(zhǔn)確的找出各種環(huán)路供電支路，從而幫助提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定水平。
權(quán)利要求1.直流電源帶電解環(huán)專用裝置，由主機信號源⑴和手持器⑵構(gòu)成，其特征是1)所述主機信號源(1)包括主機電腦芯片CPU(Il)、控制電路(12)、主機測試電路 (13)、主機無線通信模塊(14)、主機液晶顯示模塊(15)、放電模塊(16)；所述主機電腦芯片 CPU(Il)通過I/O端口分別與主機測試電路(1 、主機無線通信模塊(14)、主機液晶顯示模塊(15)、放電模塊(16)的輸入/輸出端連接；2)所述手持器( 包括手持電腦芯片CPU(21)、鉗形互感器(22)、手持無線通信模塊 (23)、手持測試電路04)和手持液晶顯示模塊05)；所述手持電腦芯片CPU(21)通過I/O 端口分別與手持無線通信模塊(23)、手持測試電路04)和手持液晶顯示模塊0 的輸入 /輸出端連接，所述鉗形互感器0 連接在手持測試電路04)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電源帶電解環(huán)專用裝置，其特征是所述主機信號源(1) 通過控制電路(1 控制輸出信號波動的有效值在IOV以內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直流電源帶電解環(huán)專用裝置，其特征是所述主機電腦芯片 CPU(Il)和手持電腦芯片CPU(21)分別由一片十二位AD單片機及外圍電阻、電容和振蕩電路構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流電源帶電解環(huán)專用裝置，其特征是所述振蕩電路由8M 高精溫補晶振構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電源帶電解環(huán)專用裝置，其特征是所述主機信號源(1) 的主機無線通信模塊(14)和所述手持器的手持無線通信模塊03)的有效距離為300米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電源帶電解環(huán)專用裝置，其特征是所述主機信號源(1) 的主機液晶顯示模塊(1 和所述手持器的手持液晶顯示模塊0 分別由240*160點陣液晶顯示屏構(gòu)成。
專利摘要本實用新型公開了直流電源帶電解環(huán)專用裝置，由主機信號源(1)和手持器(2)構(gòu)成，其特征是主機信號源(1)包括主機電腦芯片CPU(11)、控制電路(12)、主機測試電路(13)、主機無線通信模塊(14)、主機液晶顯示模塊(15)、放電模塊(16)；手持器(2)包括手持電腦芯片CPU(21)、鉗形互感器(22)、手持無線通信模塊(23)、手持測試電路(24)和手持液晶顯示模塊(25)；本實用新型能快速、準(zhǔn)確地找出各種環(huán)路供電支路，而且操作簡單、方便實用和安全有效，為廣大發(fā)電和供電企業(yè)提供了安全、有效的解環(huán)手段，可以將現(xiàn)有并列運行2套直流電源，分開運行，有效地提高了電力直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。
文檔編號H02J11/00GK202178612SQ20102057439
公開日2012年3月28日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者姚斌, 孫巍巍, 徐玉鳳, 李秉宇, 王海龍, 陳建鵬, 陳曉東, 馬建彬 申請人:廣州市仟順電子設(shè)備有限公司, 河北省電力研究院, 甘肅省電力公司金昌供電公司