直流系統(tǒng)接地故障定位儀的研制

直流系統(tǒng)接地故障定位儀的研制（文獻(xiàn)綜述）百流電源系統(tǒng)是發(fā)電廠、變電站的一個重要組成部分，是斷路器控制回路、信號回路、繼電保護(hù)和自動裝置等二次回路所需的操作電源。百流回路的好壞，直接影響發(fā)電廠、變電站的正常運(yùn)行。而接地也是直流部分的最常見故障，危害較大，應(yīng)引起足夠重視。1接地故障的危害發(fā)電廠、變電站直流系統(tǒng)接地是一種常見且對電力系統(tǒng)危害較大的故障。直流系統(tǒng)接地，可能造成繼電保護(hù)誤動，因為跳閘線圈接直流電源，系統(tǒng)絕緣不良或再有一點接地，也可能引起保護(hù)誤動；保護(hù)的誤動必然導(dǎo)致系統(tǒng)事故擴(kuò)大，同時還可能燒壞繼電器的觸點或燒熔斷器。直流接地故障絕大部分是間接接地和非金屬性接地，接地故障隨氣候和環(huán)境變化而變化，動態(tài)型故障難以查找。直流電源接入的控制回路、保護(hù)回路、信號回路以及其它回路縱橫交錯，十分復(fù)雜，所以查找直流系統(tǒng)接地一直是困擾運(yùn)行人員及檢修人員的一大難題。近幾年由于微機(jī)保護(hù)的應(yīng)用和綜合自動化的發(fā)展，過去那種拉回路、斷保險查找直流接地的方法，已經(jīng)不能適應(yīng)電力系統(tǒng)一、二次回路在安全性方面的要求。2定位檢測原理直流系統(tǒng)接地故障定位是變電系統(tǒng)急需解決的問題，現(xiàn)該定位由信號發(fā)生器、故障檢測器和信號采集器（可用鉗形表）三部分組成，安

裝位置見圖1。信號發(fā)生器的信號連線接入系統(tǒng)時，褐色線接止母線，藍(lán)色線接負(fù)母線，黃綠色線接地線。當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障或絕緣降低（整個直流系統(tǒng)絕緣電阻小于報警整定值），直流系統(tǒng)電壓監(jiān)測裝置發(fā)出警報時，將信號發(fā)生器接入直流系統(tǒng)的正、負(fù)母線和地之間。信號發(fā)生器自動判斷直流系統(tǒng)電壓等級，接地故障的極性、接地程度，絕緣監(jiān)測平衡電橋回路接線方式和平衡電橋的電阻取值，形成信號輸出的智能反饋，向直流正負(fù)母線和地間，發(fā)射適宜系統(tǒng)檢測對系統(tǒng)無影響的低頻信號，并實時顯示系統(tǒng)電壓、正對地電壓、負(fù)對地電壓和組成m11f220V|系統(tǒng)對地絕緣總阻抗。信號發(fā)生器原理框見圖2。支路1支路W支路3：支路N圖1定位檢測信號發(fā)生器敵障檢測器

組成m11f220V|系統(tǒng)對地絕緣總阻抗。信號發(fā)生器原理框見圖2。支路1支路W支路3：支路N圖1定位檢測信號發(fā)生器敵障檢測器直—信模a號?數(shù)正?采轉(zhuǎn)負(fù)集換地.?信號?發(fā)生圖2信號發(fā)生器原理框圖信號發(fā)生器、故障檢測器均采用微計算機(jī)技術(shù)，集成程度高，判斷速度快，檢測靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、故障定位準(zhǔn)確。在軟件處理上利用了模糊控制理論和通信的噪聲理論，并依據(jù)直流系統(tǒng)的特點優(yōu)化算法，即使系統(tǒng)有大分布電容的干擾、電磁脈沖干擾和其它噪聲干擾的影響，也能準(zhǔn)確地判斷出接地故障點。在硬件上引進(jìn)國外先進(jìn)的檢測傳感器件，直流信號檢測靈敏度高達(dá)0.1mA，可檢測80K甚至更高阻接地的檢測靈敏度，使多點接地、環(huán)路接地、絕緣普遍降低等難以解決的問題迎刃而解。3定位系統(tǒng)特點故障現(xiàn)場能消除直流系統(tǒng)大分布電容的干擾，準(zhǔn)確無誤地將故障點定位在最小范圍；檢測靈敏度高，能檢測系統(tǒng)多點接地、高阻接地、環(huán)路接地和絕緣降低等故障；采用先進(jìn)的模糊控制計算理論噪聲處理理論，對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化分析，實現(xiàn)了對接地故障的有效區(qū)分，檢測效率高；準(zhǔn)確實時地顯示系統(tǒng)電壓、正對地電壓、負(fù)對地電壓和對地絕緣總阻抗；能形象地模擬顯示被測回路的絕緣程度，在多條回路均有接地故障時，先從絕緣最差的回路查起，保證系統(tǒng)安全，縮短了檢測時間；對直流系統(tǒng)分開傳送的電纜可分別檢測，即單獨檢測正電源回路，或單獨檢測負(fù)電源回路，消除了檢測盲點；信號發(fā)生器接入系統(tǒng)的位置不受接地故障點距離的限制，能適應(yīng)各類復(fù)雜的直流系統(tǒng)；故障檢測器可以通過鉗形表切換，用不同精度的鉗形表來檢測；檢測范圍寬，系統(tǒng)電壓為220V時，可檢測接地阻抗0?80kQo4使用技巧4.1將信號發(fā)生器接到靠近蓄電池輸出端的正、負(fù)母線和地線上根據(jù)直流系統(tǒng)接地故障的情況，將信號發(fā)生器接到靠近蓄電池輸出端的正、負(fù)母線和地線上，可檢測到有接地但回路走向較遠(yuǎn)的支路。為提高檢測精度，可把信號發(fā)生器接在離故障區(qū)域更近的支路始端的直流熔斷器出口處，或回路下面的直流小母線上。檢測時，應(yīng)使信號發(fā)生器接在直流支路的電源端，而故障檢測器和鉗形表在直流支路的負(fù)荷端進(jìn)行檢測。4.2對具體接地故障點進(jìn)行定位檢測檢測到接地支路后，對具體接地故障點進(jìn)行定位檢測。故障區(qū)域均按二分取點方式進(jìn)行下一次的檢測定位，以便迅速地檢測出具體的接地故障點。假設(shè)在A處檢測時有接地狀況，在B處檢測時沒有接地狀況，就可以判斷接地故障點在A和B之間。同時可根據(jù)饋線電纜走向和設(shè)備連接情況，對故障支路的各個饋線入口分別進(jìn)行檢測，找出故障支路，進(jìn)一步將故障定位。4.3自動探測接地故障較嚴(yán)重的支路系統(tǒng)有多個接地故障，或者正、負(fù)直流母線均有接地故障，在各回路的檢測中，裝置會自動探測出接地故障較嚴(yán)重的支路。也可利用絕緣程度和參考絕緣程度百分比的量化指數(shù)，比較測試結(jié)果的微小差異。4.4在檢測時斷開環(huán)路的連接壓片，以提高檢測效率系統(tǒng)回路如果有兩個直流電源相連，連接成閉環(huán)系統(tǒng)，稱之為環(huán)路。如果現(xiàn)場條件允許，建議在檢測時斷開環(huán)路的連接壓片，以提高檢測效率。不能斷開環(huán)路或環(huán)路本身就是非正常的，必須利用絕緣程度百分比的量化指數(shù)，比較不同回路的測試結(jié)果，如果同時有兩個回路接地且接地程度很接近，一般來說該兩回路可能是非正常環(huán)路。通過兩回路接地的微小指數(shù)差，分辨實際接地回路和通過環(huán)路形成的虛假接地回路。4.5檢測精度不夠或檢測不準(zhǔn)如發(fā)現(xiàn)檢測精度不夠或檢測不準(zhǔn)，應(yīng)利用萬用表的直流電壓mV檔，對鉗形表調(diào)零，調(diào)零后檢測仍不準(zhǔn)或無法檢測，可關(guān)掉鉗形表電源，讓鉗形表自動消除在檢測過程中產(chǎn)生的剩磁，數(shù)分鐘后消磁完畢，檢測可繼續(xù)進(jìn)行。5使用中應(yīng)注意的問題檢測裝置要防止摔、跌等強(qiáng)烈震動；鉗形表和故障檢測器不用時應(yīng)關(guān)閉電源；故障檢測器或鉗形表電量不足時，應(yīng)立即更換電池；在故障檢測器使用過程中，應(yīng)核對鉗形表型號是否對應(yīng)；信號發(fā)生器一定要接在被檢測支路之前（按電流流向），正、負(fù)、地三條線同時接在直流母線和地線上，保證接地線接地良好;檢測時不要用于握鉗形表，應(yīng)讓鉗形表處于靜止?fàn)顟B(tài)，以免影響檢測準(zhǔn)確度；不要將鉗形表置于強(qiáng)磁場周圍，避免其磁化；檢測時不要使用手機(jī)，以免造成對故障檢測器的干擾。6結(jié)束語直流系統(tǒng)接地故障的定位解決了直流系統(tǒng)間接接地、非金屬接地、環(huán)路接地、正負(fù)同時接地、正負(fù)平衡接地、多點接地等疑難故障的準(zhǔn)確檢測，同時還能準(zhǔn)確的顯示系統(tǒng)電壓、對地電壓、接地電阻值，解決了運(yùn)行中的難題。參考文獻(xiàn)：1.何立民MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計（M）北京航空航天大學(xué)出版社，1990。吳軍基.劉浩明.孟邵良等小波濾波器在電力系統(tǒng)諧波監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用（J）電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報1999,11（05）何立民單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)（M）北京航空航天大學(xué)出版社，2002李朝青單片機(jī)&DSP外圍數(shù)字IC技術(shù)手冊（M）北京航空航天大學(xué)出版社，2003范立南.李雪飛.尹授遠(yuǎn)單片微型計算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計（M）人民郵電出版社2004劉囡直流系統(tǒng)接地故障的危害與處理-科技信息2009林繼勇直流系統(tǒng)接地故障的危害與處理-北京電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報2008李宗強(qiáng).陳岐范變電所直流系統(tǒng)接地故障的分析與處理-山東煤炭科技2006（2）李潤平.溫泉直流系統(tǒng)接地故障的分析-華電技術(shù)2008,30（2）向小民.李潔琪對直流系統(tǒng)接地故障檢測方法的研究-電氣開關(guān)2009,47（5）安國軍.李靜直流系統(tǒng)接地故障分析與處理-華章2008（18）方富琪配電自動化（M）中國電力出版社.2000陳堂.趙祖廉配電系統(tǒng)及其自動化技術(shù)（M）中國電力出版社2003費軍.單淵達(dá).配電網(wǎng)自動故障定位系統(tǒng)的研究（J）中國電機(jī)工程學(xué)報2000,20（9）JunZhu,DavidL.Lubkeman,AdlyA.AutomatedFaultLocationandDiagnosisonElect