直流系统绝缘监察装置

1、产品概述

随着我国电力事业的发展，发电厂、变电站种类繁多，而且大容量发电厂、变电站越来越多，安全发电、输电关系着整个国民经济和人们正常生活。直流系统是发电厂、变电站重要的组成部分，直流系统的安全可靠性影响着发电厂、变电站的安全运行，关系到整个电网的安全生产。

发电厂、变电站的直流系统比较复杂，且与继电保护、信号装置、自动装置以及屋内、外配电装置的端子箱、操作机构等连接，因此，发生接地故障机会较多。当发生一点接地故障时，由于没有短路电流流过，不会对系统造成危害，所以系统仍能继续运行。但是这种接地故障必须及早发现，否则当发生另一点接地故障时，有可能引起信号号回路、控制回路、继电保护等的不正确动作，从而造成重大损失。

我公司生产的直流系统在线绝缘监测装置，用于对直流母线和支路的绝缘状况进行实时在线监测。本装置采用改进的平衡桥及改进的不平衡桥相结合的原理，不受直流馈线对地电容影响。准确计算出正、负母线接地阻抗及各支路正、负端接地阻抗，当检测到接地阻抗值小于设定报警阻抗值时，设备给出报警信号及其阻抗值，直到报警信号消除为止。 该设备具有两种检测方式：平衡巡检、不平衡巡检。

平衡检测是利用平衡电桥检测母线对地绝缘情况；不平衡检测是利用不平衡桥检测两极均出现绝缘下降的情况。当监测出有绝缘下降状况发生时，装置通过漏电流传感器采集支路漏电流，可选出绝缘下降的具体支路。该装置还具有电压监测功能，当母线电压和对地电压超出设定值时，装置给出报警信号。

​直流系统绝缘监察装置

2、产品功能：

1.实时监测直流母线电压、正负母线对地电压、正负母线对地交流电压、正负母线对地绝缘电阻及支路对地绝缘电阻等数据，并直观显示到装置显示屏。

2. 当直流系统发生下列故障时，本产品应能迅速、准确、可靠动作，发出绝缘故障报警信息：

a)单极一点接地及绝缘降低；

b)单极多点接地及绝缘降低；

c)两极同支路同阻值接地及绝缘降低；

d)两极同支路不同阻值接地及绝缘降低；

e)两极不同支路同阻值接地及绝缘降低；

f)两极不同支路不同阻值接地及绝缘降低；

3、仪表具有创新的单臂电桥测试，现在大多仪表采用的是双臂检测电桥。这种检测电桥在运行过程中，当投入正极对地检测电阻后，势必会造成系统负极对地电压的升高，加之由于平衡电桥、检测电桥电阻参数选择的不合理，在检测桥投入或退出时造成系统正负极母线对地电压大幅度变化，有些装置甚至达到全压变化。

在系统正负极母线对地绝缘监测过程中，如果不能*控制和管理系统负极对地电压，就可能使负极对地电压达到或超过保护出口继电器动作电压，从而为继电保护误动作提供一个条件。 创新的“单臂检测电桥”由于仅具有负极对地的检测电阻电路，所以称其为“单臂”检测桥，不同于目前市场上正负极对地分别设有检测电阻的“双臂” 电桥电路。

单臂检测电桥的特点在于检测电桥电路仅由负极对地检测电阻、负极对地检测电阻切换开关构成，在检测电桥工作时，由于检测电桥电阻并联在负极和大地之间，所以不仅不会造成直流母线负极对地电压的增高，反而使其降低，控制了负极对地电压的增高，能够降低由于一点接地引发的继电保护误动的风险。

4、母线对地电压补偿，直流电源系统正负极对地绝缘电阻是一个多形式、多参数、不确定的组合形式。通过对直流一点接地引起保护误动案例的深入研究发现，除了在检测电桥投入或退出时造成系统正负极母线对地电压大幅度变化，还有可能由于直流系统正负极对地绝缘电阻的不均衡造成。

所以，我公司监测装置除了用于维持直流系统对地电压平衡的平衡电桥、用于绝缘电阻测量的检测电桥外，还设有一个临时修正电桥，用于补偿直流系统正负极电压的不均衡。临时修正电桥的设置是为了使负极对地电压不超过负极安全电压整定值，而负极安全电压需根据直流系统Z灵敏的继电器进行整定，一般不大于额定电压的55%，修正与补偿方案是这样实施的：临时修正电桥根据直流系统正负极对地电压的偏移状况，向直流母线负极对地投入电阻，使直流母线负极对地电压不超过负极安全电压整定值（负极安全电压应根据系统Z灵敏的继电器的动作电压进行整定，保守状态下可设定为继电器额定电压的55%），从而使直流系统在一定程度

5、基于“系统电容分析”的可变检测电桥。 根据试验分析，当系统对地电容很小的情况下，极限状态为零时，即使负极电压超过继电器动作电压，产生一点接地故障时也不会导致保护继电器的误动作，所以，单纯的控制负极对地电压来使直流系统处于稳定运行状态是非必要的。基于此，在设计电桥时，采用了“可变检测电桥”技术。 可变检测电桥是通过对直流系统的电压、对地电容和绝缘电阻的综合分析，能自适应地改变检测电桥的阻值，在完成绝缘监测任务的同时Z大限度地保证直流系统的安全运行。

6、实现两组直流互窜的监控方案 通过对两组直流系统正负极对地电压的波动情况及变化趋势来判断两组直流系统是否发生非正常的电气连接。 实现两组直流互窜监控。通过检测电桥的投入或退出，采集两套直流系统对地的电压，并进行综合分析，可判断以下几种互窜故障：

1）两套直流系统正极发生直接的电气连接；

2）两套直流系统负极发生直接的电气连接；

3）*套直流系统的正极与第二套直流系统的负极发生直接的电气连接；

4）*套直流系统的负极与第二套直流系统的正极发生直接的电气连接；

5）*套直流系统的正极与第二套直流系统的负极通过电器元件连接（典型的电器元件为继电器的线圈）；

6）*套直流系统的负极与第二套直流系统的正极通过电器元件连接（典型的电器元件为继电器的线圈）。 由于采用了电压分析法，在进行两套直流系统互窜故障监控时，不向两套直流系统引入外部信号。

7. 当直流系统对地绝缘电阻小于等于预警值时，本产品可准确预警并自行启动支路选线功能。

8．当直流系统母线电压异常，正负母线对地电压偏差过大时，本产品可准确报警，报警门限值可设定。

9. 直流互窜告警：当直流系统发生直流互窜故障时，本产品能发出直流互窜故障告警信息，并准确选出故障支路。

10. 交流窜电告警：本产品可监测交流窜入，设定交流窜入门限报警值。当直流系统发生有效值超过报警值的交流窜电故障时，本产品能发出交流窜电故障告警信息，并显示窜入交流电压的幅值，选出交流窜入的故障支路。

11. 电压偏差补偿功能：当直流系统正负母线对地电压的比值超出保护误动风险因数1.222时，产品应能通过对地电压偏差补偿桥使直流系统对地电压恢复到平衡状态。

12．本产品具有自检功能，装置自动启动自检功能，无需定期校验，即可随时发现装置的各种故障并给出报警，也可减少运行维护成本。

a)平衡桥电阻开路；

b)检测桥电阻开路；

c) 通讯中断；

d)选线模块断开；

e)互感器断开；

13.本产品具有多种启动方式启动检测桥，实时测量正负母线对地电压和正负母线对地绝缘电阻。

a)产品开机自行启动

b)定时启动

c)正负母线对地电压偏差启动

d)手动启动

e)断电启动；

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3、技术指标

1. 正负极绝缘电阻测量： 0--999.9KΩ

2. 母线电压测量范围： 80%--130%Un,误差±1%

3. 母线对地交流电压侧量： 0--242V,误差±5%

4. 母线对地电压测量范围： 10%--130%Un,误差±1%

5. 母线绝缘电阻测量范围： 当Ri＜10kΩ时， 显示具体数值 10KΩ≤Ri≤60 KΩ 误差±5% 60KΩ≤Ri≤200 KΩ 误差±10% 200KΩ≤Ri≤999KΩ 显示具体数值

6. 支路电阻测量精度： 当Ri＜10kΩ时， 显示具体数值 10KΩ≤Ri≤100 KΩ 误差±20% 100KΩ≤Ri≤200 KΩ 显示具体数值

7. 接地告警电阻整定： 1--120KΩ,步长1K

8. 母线电压越限告警整定： 1--±20%，步长1%

9. 直流系统电压等级： 24V、48V、110V、220V