[发明专利]一种交流窜入直流监测仪

说明书

技术领域

本发明涉及直流电力设备监测设备领域，具体地，涉及一种交流窜入直流监测仪。

背景技术

直流电源系统在换流站、变电站中有着重要的作用，它能提供可靠地、不间断的为站内的重要设备提供装置电源及控制电源，例如继电保护装置、通信设备、自动监控系统、断路器、刀闸控制电源直流照明等。直流系统是保障电力系统安全稳定运行的关键。

直流系统中交流窜入交流危害最大，引起直流系统金属性接地，绝缘监测装置工作异常；引起厂站系统监控装置误发大量告警信息，而且频繁刷新；引起继电保护装置保护出口中间继电器误动、尤其是变压器非电量保护误动或引发直流熔丝熔断造成全站保护拒动事故，严重的可导致机组停运、线路跳闸，甚至可导致全厂或全站停电事故，对社会造成大面积停电事故。引发交流窜入直流故障得原因众多。绝缘电缆的损坏，交流供电回路的电缆与直流电源的供电回路电缆放在一起，使得交流电缆和直流电缆的内芯发生直接或者间接电气接触，从而导致交流电源窜入直流电源系统。人为的操作失误，错误地将交流电接到直流系统供电回路中去，从而导致发生交流电源窜入直流电源系统事故。设备内部故障，由于设备内部电源部分隔离故障或者其它故障，如室外端子箱由于下雨受潮或者进水，导致交流电源窜扰到直流系统中。

2012年3月国家电网公司修定《国家电网公司十八项重大反事故措施》中第5.1.18项“防止变电站交流电源窜入直流电源事故”中明确提出直流电源系统要增加具有交流窜入直流电源的报警和测记装置，并且定期检查其可靠性和有效性。

图1是交流窜入直流系统示意图，根据窜入点不同分为：交流窜入A、B点时导致的正、负母线直流接地的直接窜入以及交流窜入C点时导致的正、负母线电阻接地的经过过渡电阻窜入。现有设备能直接监测出交流窜入A、B点时的正、负母线的直流接地，但当交流窜入C点时的正、负母线电阻接地，由于负荷等效电阻R1、R2和窜入交流幅值的不同，现有监测设备可能不会报警，从而引发交流窜入直流故障危害。同时传统的直流传入交流监测设备存在故障报警不及时，故障报警不准确的情况，同时不能查看交流电压、直流电压波形记录以及纹波系数对于故障判断的不能提供足够的依据。

综上所述，本申请发明人在实现本申请发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

在现有技术中，现有的交流窜入直流监测系统存在监测不准确，报警不及时、不准确的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种交流窜入直流监测仪，解决了现有的交流窜入直流监测系统存在监测不准确，实现了通过本申请中的交流窜入直流监测仪能够准确的对交流窜入直流进行监测的技术效果。

在现有技术中，由于负荷等效电阻R1、R2和窜入交流幅值的不同，现有监测设备可能不会报警，从而引发交流窜入直流故障危害。主要通过正负母线对地电压波形图的区别确认交流窜入故障。

直流窜入交流故障危害大，发生几率高，因此直流系统增加“交流窜入直流监测设备”是迫在眉睫的事情。为实现上述发明目的，本申请提供了一种交流窜入直流监测仪，采用信号隔离、高速采样、交直流状态分析等，实现交流窜入检测报警、直流电压监测和纹波测量等功能，实时显示当前测量值，当发生异常状况时声光报警，并提供干接点输出端口和RS485通讯端口，可将监测信息实时上传至上位机。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种交流窜入直流监测仪，该设备包括：数据采集单元、光电隔离单元、CPU、报警输出单元、声光报警单元、电源模块、时钟单元、存储器、复位单元、显示器、通讯单元。

所述数据采集单元能够采集直流母线上的交流信号、直流信号以及纹波信号，包括数据采集电路以及A/D转换电路。所述直流采集以及交流采集利用电容的“隔直通交”特性进行采集。所述纹波信号采集利用电容的“隔直通交”特性进行分离、提取。所述数据采集单元测量参数为：窜入交流电压测量精度±2％；交流窜入直流监测反应时间<1S；直流电压测量范围0～300V，分辨率0.1V；直流电压测量精度±1％；直流电源纹波系数0～99.99％。所述调理电路为差分放大电路，具有高输入阻抗、低噪声、低漂移、高共模抑制比的特点。所述数据采集电路通过放大器实现电源隔离。所述A/D转换电路为模数转换器，将模拟信号转换为数字信号。所述A/D转换电路考虑模数转换器参考电源的温度稳定性不佳的因素，利用电压基准芯片作为外部基准电压源施加于模数转换器基准电压引脚作为参考电源使用。

所述光电隔离单元将高压与低压分开，提高系统和装置的安全性和稳定性。