[发明专利]直流系统交流串电及绝缘故障监测选线方法

摘要

本发明涉及直流系统交流串电及绝缘故障监测选线方法，由上位机、监测装置、采样系统及电流传感器组成，通过提取交流分量有效值，提取直流系统中的纹波峰峰值，采用交直流分量分离数字滤波技术，直流漏电流检测技术，RS485隔离通信技术和快速FFT变换技术，实时监控系统母线对地交直流电压，纹波电压峰峰值并可告警，实时接收数据采集器上传的各回路漏电流信息，并通过模式匹配技术进行智能分析，计算接地阻抗，将每条回路的特征状态信息和系统内置的特征规则进行人工智能模式匹配，对系统存在的交流串电故障、纹波峰峰值监测数据、接地故障及绝缘故障回路状态信息、环路信息等显示于液晶屏上，帮助运维人员准确了解当前状态，迅速排除故障。

主权项

一种直流系统交流串电及绝缘故障监测选线方法，其特征在于：包括如下步骤：（a）、由上位机、监测装置、采样系统及电流传感器组成，所述监测装置包括主控制器，主控制器设有液晶屏，主控制器为整个系统的核心控制单元，设有DA输出模块、数据存储模块、LCD显示模块、键盘输入模块、监控信息显示和设置信息输入的主界面；电流传感器安装在各个馈线屏各出线回路处；所述采样系统包括数据采集器，数据采集器位于主控制器和电流传感器之间，根据需要选择安装位置；主控制器和数据采集器之间采用星形联结或链形联结两种联结模式，每个数据采集器和主控制器通过RS485总线直接相联，或通过另一个数据采集器的级联口和主控制器间接相联，便于安装和布线；主控制器和数据采集器之间的通信由数据采集器的唯一地址码决定，主控制器自动识别数据采集器，无须人工设置；每个数据采集器挂接多个电流传感器，当电流传感器通过专用接口接入数据采集器后，数据采集器可自动识别电流传感器，无须人工设置；（b）、提取交流分量有效值，监测装置内部采用高通滤波电路将直流系统中的对地交流电压提取出来，再通过真有效值转换芯片将交流电压转换成直流电压，送给处理器采样系统；（c）、提取直流系统中的纹波峰峰值，监测装置内部采用高通滤波电路将直流系统中的对地交流电压提取出来，经过独立的高速采样电路提取出交流纹波峰峰值,送给处理器分析,高速采样电路的带宽大于20MHz； （d）、采用交直流分量分离数字滤波技术，具体是在监测装置内部采用高通和低通滤波电路将交直流分量分离出来，直流电压经过偏置后送给处理器采样系统；（e）、采用直流漏电流检测技术，具体是直流系统中发生交流串电故障后，系统上表现为大量的工频交流电压，串电一极对地直流电压下降；馈线上则通过串电回路产生了直流漏电流，通过对该漏电流的实时监测可实现交流串电回路的选线功能；串电回路的选线，当直流系统发生交流串电故障后，交流串电回路表现出了明显的接地故障，交流串电故障监测系统在每条被测馈线上装有一高精度直流电流传感器，直流漏电流传感器对交流信号有很好的过滤作用；（f）、采用RS485隔离通信技术和快速FFT变换技术，在信号模式下，监测装置通过DA变换模块和恒流信号输出模块以恒流源的方式向直流系统施加一低频小信号源，信号频率0.125 Hz,0.25Hz,0.5Hz,1Hz可选，波形为正弦波，监测装置采集对地电压通过快速FFT变换提取出信号频率点的信号电压幅值；数据采集器对各馈线的漏点流进行FFT变换后提取出信号频率点的信号电流幅值，通过RS485隔离上传到监测装置，监测装置电压幅值和电流幅值计算出各监测回路的绝缘电阻；（g）、主控制器实时监控系统母线对地电压，包括系统电压，正对地电压，负对地电压及交流串电电压，纹波峰峰值电压并实时显示，当直流系统发生故障，系统电压偏高或者偏低超过预设整定值时，或交流电压或纹波峰峰值电压超过预设整定值时主控制器液晶屏显示告警信息，电压越限指示灯和蜂鸣器同时告警，告警信息还可通过开关量和RS485接口上传到综合自动化系统或调度自动化系统上位机；（h）、主控制器实时监控系统母线对地阻抗，包括正对地电阻，负对地电阻并实时显示，当直流系统发生故障，正负对地电压不再平衡并超过预设整定值时，主控制器液晶屏显示告警信息，系统接地指示灯和蜂鸣器同时告警，告警信息还可通过开关量和RS485接口上传到综合自动化系统或调度自动化系统上位机；（i）、主控制器实时接收数据采集器上传的各回路特征状态信息，并通过模式匹配技术进行智能分析，区分出不同的接地状态，排除系统充电脉冲干扰，起伏电平干扰以及环路带来的影响，最终准确判断接地回路，并计算接地阻抗，接地阻抗数值在液晶屏显示，并可通过RS485接口上传到综合自动化系统或调度自动化系统上位机；（j）、主控制器通过将每条回路的特征状态信息和系统内置的特征规则进行人工智能模式匹配，对系统存在的故障环路、非正常环路、系统双电源互为备用的环路、带环路的回路、以及环路接地回路，提供完善的环路状态信息，并显示于液晶屏上，有效帮助运维人员准确了解直流系统当前的状态，迅速地排除故障。