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LYDCS-6000直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

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國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司開展2023年迎峰度夏暨電力保供聯(lián)合反事故演練,進(jìn)一步組織和動(dòng)員網(wǎng)內(nèi)各單位壓緊壓實(shí)電力保供責(zé)任,確保甘肅電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和電力可靠供應(yīng)。

本次演練由國(guó)網(wǎng)甘肅電力調(diào)度控制中心組織,各市(州)供電公司、市場(chǎng)營(yíng)銷事業(yè)部及部分發(fā)電企業(yè)共18家單位162人參與。演練針對(duì)今年甘肅電網(wǎng)迎峰度夏期間電力保供面臨的形勢(shì),圍繞新能源電量消納、中部電網(wǎng)故障處置、電力保障供應(yīng)三個(gè)方面重點(diǎn)開展,檢驗(yàn)了多部門和多單位協(xié)同應(yīng)對(duì)突發(fā)惡劣情況、保障電力供應(yīng)的能力。

LYDCS-6000直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置.png


一、LYDCS-6000直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述

在原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)和提升。提高了裝置的測(cè)量精度和抗電容干擾的能力。在性能指標(biāo)的適應(yīng)性、調(diào)試的方便性及運(yùn)行的可靠性方面均處于國(guó)內(nèi)*水平。裝置頭一次利用了信號(hào)相位鎖定、超前校正及跟蹤積木式結(jié)構(gòu)等技術(shù),從根本上解決了判斷數(shù)據(jù)不全、選線不準(zhǔn)等弊病。且根據(jù)2011年12月國(guó)家電網(wǎng)公司制定的《十八項(xiàng)國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》中的第五項(xiàng)“防止變電站全停及重要客戶停電事故"中明確提出了原有的直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置,要求增加交流竄直流故障的測(cè)記和報(bào)警功能。本裝置采用實(shí)時(shí)跟蹤信息零處理技術(shù),解決了交流信號(hào)竄入直流故障的測(cè)記和報(bào)警,是作為直流系統(tǒng)逐步改造提升的理想設(shè)備。廣泛適用于電力、石化、冶金、郵電、鐵路等行業(yè)發(fā)電廠及變電站。是一種提高電網(wǎng)自動(dòng)化管理水平、確保安全運(yùn)行及故障準(zhǔn)確定位的理想智能儀器

二、LYDCS-6000直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整機(jī)測(cè)量原理說明

根據(jù)直流系統(tǒng)的特殊性,本裝置的測(cè)量從測(cè)量?jī)?nèi)容區(qū)分,可分為四大部分,一是母線監(jiān)測(cè),二是分支回路查巡,三是交流竄直流監(jiān)與報(bào)警,直流系統(tǒng)交流成份紋波的監(jiān)測(cè)。

2.1直流母線監(jiān)測(cè)

2.1.1 在直流系統(tǒng)中,分別從橋網(wǎng)絡(luò)A和橋網(wǎng)絡(luò)B讀取X和Y兩個(gè)直流中心對(duì)地電壓值。

見圖-

              ◎ U 為直流系統(tǒng)母線電壓            ◎ U+為直流系統(tǒng)母線正極對(duì)地電壓

              ◎ U-為直流系統(tǒng)母線負(fù)極對(duì)地電壓   ◎ R+為直流系統(tǒng)母線正極對(duì)地電阻

              ◎ R-為直流系統(tǒng)母線負(fù)極對(duì)地電阻   ◎ X為電橋網(wǎng)絡(luò)A直流中點(diǎn)對(duì)地電壓

              ◎ Y為電橋網(wǎng)絡(luò)B直流中點(diǎn)對(duì)地電壓

直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置

圖一

2.1.2根據(jù)電路基本原理分析,要準(zhǔn)確求出正對(duì)地電阻R+和負(fù)對(duì)地電阻R-,必建立兩組獨(dú)立的電橋網(wǎng)絡(luò)方程,將其聯(lián)立求解,才能真正求出兩個(gè)電阻R+和R-的電阻值。R1、R2、R分別組成電橋網(wǎng)絡(luò),R1≠R2為常量,我們充分利用兩個(gè)不平衡橋網(wǎng)絡(luò)A和網(wǎng)絡(luò)橋B。可以導(dǎo)出絕緣電阻R+和R-僅與母線電壓及測(cè)量值“X"與“Y"有關(guān)。經(jīng)電腦編程分別計(jì)算出R+與R-的數(shù)值,同時(shí)也可以計(jì)算出母線正端對(duì)地電壓U+與母線對(duì)地電壓U-值。結(jié)構(gòu)原理如圖一所示。

2.2支回路查巡,故障定位,報(bào)警。

主機(jī)中配有大功率電阻做為電橋,檢測(cè)支路時(shí)定時(shí)啟動(dòng)電橋電阻信號(hào)接至直流系統(tǒng)的正負(fù)極與地之間。利用電阻電橋之間的轉(zhuǎn)換,不同的接地電阻與投入的電橋電阻之間的并聯(lián),產(chǎn)生不同對(duì)地電壓,產(chǎn)生了不同的接地漏電流,安裝于各支路的傳感器檢測(cè)每個(gè)支路漏電流。工作原理見(圖二)所示。如果支路有電阻接地、交流竄入故障、直流互竄故障的支路信號(hào)、對(duì)于故障回路則該支路上的傳感器產(chǎn)生感應(yīng)電壓,感應(yīng)電壓的大小與支路電阻成反比。感應(yīng)電壓信號(hào)經(jīng)模擬選擇開關(guān)、放大、帶通濾波、相位比較、濾波、A/D轉(zhuǎn)換、送CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,再通過RS485接口轉(zhuǎn)入主機(jī)。

隨著電網(wǎng)容量的不斷擴(kuò)大,電壓等級(jí)的不斷提高,分支回路也相應(yīng)的增多,有的變電站已多達(dá)500分支回路以上。為了滿足這方面的需求,本裝置利用了總線技術(shù),采用分層分布式設(shè)計(jì)。將每16回路增加一個(gè)采集模塊,這種分層分布式的分散結(jié)構(gòu)不需改變?cè)械闹鳈C(jī)結(jié)構(gòu)。并可以拓展到512個(gè)回路。采樣模塊和主機(jī)之間利用RS485接口實(shí)現(xiàn)并接。每個(gè)模塊地址碼可以在現(xiàn)場(chǎng)隨意設(shè)定,大大提高了產(chǎn)品的適用性和裝置的可靠性。

圖二

2.3 直流系統(tǒng)中交流成份(紋波)的監(jiān)測(cè)。故障報(bào)警。

電路采用耦合、交直流分解等特殊電路處理,能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)直流電源紋波含量即紋波電壓值,計(jì)算直流中的紋波系數(shù),如圖三。

圖三

2.4 交流竄直流保護(hù),故障幅度與錄波與波形分析,竄入支路故障定位。

主機(jī)配置母線交流電壓檢測(cè)電路,母線通過電容隔直流、差分運(yùn)放、快速整流、濾波、高速AD,實(shí)時(shí)檢測(cè)母線上的交流信號(hào),并反饋至主芯片,若外部交流竄入電壓大于所設(shè)定的信號(hào),通過聲光報(bào)警及干接點(diǎn)輸出報(bào)警相關(guān)信息,并啟動(dòng)了支路巡查電路,巡查電路確定故障支路。并記錄保存本次報(bào)警相關(guān)信息,大大提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。如圖四。

圖四

2.5 直流互竄檢測(cè),故障定位與分析。

本機(jī)內(nèi)置快速高精度檢測(cè)電路,實(shí)時(shí)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)兩段母線之間的直流互竄故障,并準(zhǔn)確查找互竄支路,大大提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。為了保證直流電源對(duì)變電站安全運(yùn)行需要。常常設(shè)有兩段獨(dú)立的直流電源。同一變電站兩段直流是要求分開獨(dú)立運(yùn)行,由于接線錯(cuò)誤,設(shè)備老化通常會(huì)造成兩段母線發(fā)生了電氣上的連接,出現(xiàn)了兩段母線手拉手現(xiàn)象?,F(xiàn)有的直流系統(tǒng)是采用兩個(gè)電橋監(jiān)測(cè)各自的母線,兩段母線出現(xiàn)了電氣上的連接也說是會(huì)出現(xiàn)我們常說的“兩點(diǎn)接地現(xiàn)象"。兩點(diǎn)接地現(xiàn)象常常會(huì)對(duì)變電站的繼電保護(hù)正常運(yùn)行造成一定的危險(xiǎn)。我們利用了現(xiàn)有直流接地裝置的技術(shù)升級(jí),將電橋電路的智能化技術(shù)與支路巡查電路進(jìn)行充分的結(jié)合,成功解決了直流系統(tǒng)兩段母線出現(xiàn)了電氣上的連接,也就是發(fā)生了手接手的兩點(diǎn)接地進(jìn)行了告警,并通過支路巡查定位,準(zhǔn)確地查找發(fā)生兩段直流母線互竄的回路。我們將兩個(gè)獨(dú)立測(cè)量的直流絕緣監(jiān)察裝置通過測(cè)量與通迅技術(shù),進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,進(jìn)行了定位,有效地查找發(fā)生直流互竄接地的回路。

發(fā)生直流互竄的主要?dú)w納為有五種工作方式:

現(xiàn)象一、第1段母線負(fù)端與第2段母線負(fù)互竄。

現(xiàn)象二: 第1段母線正和第2段母線正互竄.

現(xiàn)象三:第1段母線正和第2段母線正,第1段母線負(fù)和第2段母線負(fù)同時(shí)互竄

現(xiàn)象四:第1段母線負(fù)端和第2段母線正端互竄,或**段母線正端和第2段母線負(fù)端互竄。


 

三、LYDCS-6000直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能特點(diǎn)

本裝置采用Cortex-M3內(nèi)核的STM32芯片為主控芯片,集成度高,抗干擾能力強(qiáng),運(yùn)行速度快,功耗低。

3.1 操作界面基于菜單式的人性化設(shè)計(jì)。

3.2相關(guān)的所有參數(shù)均可通過菜單進(jìn)行設(shè)置,相關(guān)的所有報(bào)警均通過聲光輸出和相應(yīng)的干接點(diǎn)輸出。

3.3準(zhǔn)確檢測(cè)直流電壓、模塊狀態(tài)、直流絕緣及接地選線為;準(zhǔn)確區(qū)分母線接地、支路接地,并顯示接地電阻阻值;自動(dòng)分辨兩條或兩條以上支路同時(shí)接地的故障等。

3.4可隨時(shí)操作界面進(jìn)入全部支路的巡檢操作,以觀察全部支路的接地狀況。

3.5 可隨時(shí)操作界面進(jìn)入全部支路的單檢操作,分全部支路單檢(通過按鍵循環(huán)檢測(cè))和選定支路單檢(通過按鍵選定某一支路檢測(cè))。

3.6 保存顯示當(dāng)前5次的母線絕緣報(bào)警記錄。

3.7 提供檢測(cè)2段母線的紋波電壓和紋波系數(shù)。

3.8 對(duì)CT極性無一致性要求、無方向要求。

3.9 信號(hào)采集數(shù)據(jù)采用RS485接口技術(shù),使數(shù)據(jù)的有效傳輸距離可達(dá) 1000米。

3.10裝置提供串行數(shù)據(jù)通訊接口(RS-232、RS-485)和外部設(shè)備連系。

3.11 裝置提供100M的以太網(wǎng)接口。

3.12支路檢測(cè)速度快.巡檢16路以后的數(shù)據(jù)時(shí),平均每路巡檢時(shí)間低于1秒。

3.13 本機(jī)可以通過參數(shù)設(shè)定設(shè)置交流竄入報(bào)警門限(交流有效值)。

3.14裝置采用實(shí)時(shí)跟蹤信息零處理技術(shù),解決了交流信號(hào)竄入直流故障的測(cè)記和報(bào)警。  

3.15采用彩屏液晶顯示、中文界面、顯示直觀明了,并帶有液晶自動(dòng)保護(hù)功能。

3.16本系統(tǒng)可提供簡(jiǎn)單的多機(jī)連接功能,適用于復(fù)雜的多級(jí)直流系統(tǒng)中,不會(huì)出誤報(bào)及拒報(bào)現(xiàn)象。

3.17 紋波測(cè)量:采用實(shí)時(shí)全數(shù)字寬帶測(cè)量、實(shí)時(shí)測(cè)量全范圍的直流電源紋波、電壓值、并計(jì)算紋波系數(shù)值,有效記錄直流電源中的交流含量。


四、LYDCS-6000直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)性能指標(biāo)

4.1 適應(yīng)環(huán)境溫度:-10℃~+55℃:濕度≤90%

4.2 大氣壓:80-110KPA;

4.3 直流系統(tǒng)電壓等級(jí):220Vdc、110Vdc、48Vdc、24Vdc;

4.4裝置工作電壓:AC/DC 85-265v

4.5 母線段數(shù):二段

4.6 繼電器接點(diǎn)電流:DC220V/3A

4.7 母線電壓測(cè)量精度:±0.5%

4.8 母線絕緣電阻測(cè)量精度:0-5KΩ偏差0.1KΩ

                           5-50KΩ偏差≤5%

                           50-100KΩ偏差≤10%

4.9 繼電器動(dòng)作報(bào)警時(shí)間:    ≤2秒

4.10 支路絕緣電阻測(cè)量精度:0.5-10KΩ誤差≤15%

 10-25KΩ誤差≤20%

4.11 交流竄入電壓測(cè)量范圍:0-300V

4.12  交流竄入電壓測(cè)量精度:≤1%

4.13 紋波測(cè)量范圍:0-100V

4.14 紋波測(cè)量精度大于1%

4.15裝置功耗:≤30W

4.16 裝置重量:≤8Kg

4.17 外型尺寸:(長(zhǎng)×高×深):360×135×280㎜,

4.18 采集單元外型:155×95×43㎜


五、LYDCS-6000直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)品圖片

5.1主機(jī)前面板各部件功能介紹:見上圖所示。

5.1.1按鍵“上"鍵、“下"鍵、“左"鍵、“右"鍵、“確定"鍵、“取消"鍵。

5.1.2指示燈

電源指示燈:儀器通上電源時(shí),該燈亮。

信號(hào)指示燈:儀器進(jìn)入支路檢測(cè)狀態(tài)后,該燈亮。

超壓報(bào)警燈:母線電壓超過門限設(shè)定值時(shí),該燈亮。

欠壓報(bào)警燈:母線電壓低于門限設(shè)定值時(shí),該燈亮。

絕緣報(bào)警燈:母線對(duì)地絕緣電阻低于門限設(shè)定值時(shí),該燈亮。

支路報(bào)警燈:支路檢測(cè)時(shí),接地電阻值低于門限設(shè)定值時(shí),該燈亮。

瞬時(shí)接地?zé)簦耗妇€瞬時(shí)對(duì)地絕緣電阻值低于門限設(shè)定值時(shí),該燈亮。

 交流串路燈:當(dāng)有交流竄入時(shí),該燈亮。

5.1.3液晶顯示器

中文顯示設(shè)定參數(shù),母線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及支路檢測(cè)數(shù)據(jù)等.

5.1.4電源開關(guān)

電源開關(guān)置于機(jī)箱后面,置ON時(shí)接通儀器工作電源,置OFF時(shí),電源切斷。

5.2主機(jī)后面面板簡(jiǎn)介

后面板上貼有接線端子功能表,見下圖所示。其中故障報(bào)警繼電器輸出為常閉觸點(diǎn),當(dāng)儀器正常工作時(shí),該繼電器觸點(diǎn)斷開;當(dāng)儀器發(fā)生故障時(shí),該繼電器觸點(diǎn)閉合。其它報(bào)警繼電器輸出均為常開觸點(diǎn),只有報(bào)警輸出時(shí),相應(yīng)的繼電器觸點(diǎn)才閉合。

六、LYDCS-6000直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通電前檢查

6.1裝置到貨后,首先應(yīng)檢查包裝箱上的產(chǎn)品登記單與裝置箱體上的質(zhì)量檢驗(yàn)合格證,并確認(rèn)與訂貨一致。

6.2打開裝置機(jī)箱對(duì)裝置各部件進(jìn)行檢查,確定各部件有無松動(dòng)及損壞現(xiàn)象,檢查有關(guān)電纜線連接是否可靠。

6.3核對(duì)裝置工作電源電壓和現(xiàn)場(chǎng)電壓是否相符。

6.4上述各項(xiàng)檢查完畢方可通電試驗(yàn)。

LYDCS-6000直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置.png

在河西地區(qū)新能源電量消納及中部電網(wǎng)故障處置環(huán)節(jié),演練模擬午間時(shí)段河西新能源大發(fā),省調(diào)調(diào)度員采取多項(xiàng)措施全力保障新能源電量消納。其間,330千伏武中雙回線路跳閘,省調(diào)調(diào)度員通過330千伏銀子線、臺(tái)子線對(duì)武勝白銀750/330千伏電磁環(huán)網(wǎng)進(jìn)行合環(huán)運(yùn)行操作,降低中部地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn),省地兩級(jí)調(diào)度員聯(lián)動(dòng)開展事故處置,全力確保甘肅電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。在電力保障供應(yīng)環(huán)節(jié),演練模擬晚高峰時(shí)段西北新能源小發(fā),在東電西送大潮流下330千伏銀子線潮流即將越限。省調(diào)調(diào)度員采取控制子城變電站和中川變電站負(fù)荷的手段,保證330千伏銀子線潮流在正常限額內(nèi),同時(shí)對(duì)負(fù)荷控制措施中的需求側(cè)響應(yīng)及有序用電全業(yè)務(wù)流程進(jìn)行了演練。

本次演練通過多層次、多場(chǎng)景的實(shí)景推演,檢驗(yàn)了相關(guān)事故預(yù)案和應(yīng)急響應(yīng)的適應(yīng)性,提高了各級(jí)調(diào)度及運(yùn)維人員的應(yīng)急處置能力。

 

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