[发明专利]一种直流环网智能检测装置和方法

说明书

本发明设计开发了一种直流环网智能检测装置和方法，直流环网智能检测装置包含直流母线电压监测仪表，检测直流系统充电机和蓄电池组输出负荷的电流仪表，具有人机交互功能的决策处理单元，控制开关通断两段直流母线的响应负载模块，以及具有接地控制功能的直流绝缘系统模块。通过监测两段直流母线电压，根据直流母线电压变化形成初步的环网类型预判，启动相应的决策算法，转变直流接地检测为直流环网检测功能，针对不同的环网类型控制响应负载模块与直流绝缘系统模块，同时根据测量电流情况有效检测判断直流环网并形成告警反馈。

技术领域

本发明涉及变电站供电直流系统技术领域，更具体地，涉及一种直流环网智能检测装置和方法。

背景技术

直流系统是变电站重要的供电系统，主要负责站内继电保护设备、自动化设备、断路器分合闸回路、监控信号回路的电源供应，关系到变电站二次系统的测控运作以及主网设备故障情况下保护能否正常开出。区别于站内低压380V交流电源系统，直流系统两极母线是不接地系统，因此容易因回路接地、寄生回路、电气环网而存在直流系统绝缘不足，电压失控等问题，多点接地时将导致误报警、误跳断路器等严重后果。

按照电力行业标准DL/T 5044-2014要求，变电站内配置两组蓄电池组的直流系统应采用两段单母接线方式，两段母线之间设联络断路器，且正常运行时两段母线应分别独立运行。因此正常情况下两组直流电源不应有环网连接情况，然而目前变电站大多经历过蓄电池组单改双、充电机更换、站内新出线间隔改扩建等技改修理工程，直流系统容易遗留同极环网或异极单端环网情况，由于两组直流母线电压控制的输出电压基本接近，正极环网、负极环网及正负极环网情况难以通过监控人为发现，特别是正负极异端环网与实际环网电阻大小密切相关，若环网电阻趋于较大值时，环网的两组母线亦缺乏有效装置及时检测告警，直流环网检测领域存在很大弥补空间。

发明内容

现阶段直流环网检测方法主要有电压调节法、接地判断法和信号注入法。

电压调节法为在安全的情况下调整一套直流充电机输出电压，如果另一套直流系统电压相应地跟随升高，则可判断两套直流系统存在环网情况，进而深入分析各级母线对地电压变化情况以细化分析是正极环网还是负极环网。该方法环网判断较为直观，然后还是需要较大程度调整直流系统其中一组母线的充电机电压，提高电压值需躲开直流电压正常浮动范围和测量误差，不可避免地影响到这一组母线所带负荷，不利于额定电压要求高的保护设备承受合格电压。此外，该方法仅适用于同极环网考虑，不适用异极环网检测，检测功能有限。

接地判断法为在直流系统安全情况下人为设置一组母线一极接地，然后改组母线对地电位将相应改变，此时再判断另一组母线对地电位情况，以此对比母线对地电位是否一致，如果变化一样将可判断两组直流母线存在环网情况。该方法判断亦可用在直流系统在异常情况下发生接地告警时，判断两套直流系统是否总是同时出现接地故障，有则说明环网故障。该方法是在直流接地情况下对环网的辅助判断，利用该方法存在以下三个问题：

1. 额外对直流母线设置接地点实际上影响到了直流系统固有的绝缘检测装置的平衡电桥，因此将不可避免地触发直流系统绝缘检测报警，在直流系统发生真实接地故障情况下将干扰到变电站运维人员的正确判断，存在风险隐患；

2. 在直流认为设置接地点之后，若直流系统负载端某一断路器间隔的控制回路发生一点接地时，此时直流系统将发生多点接地情况，容易导通控制回路而发出断路器跳闸命令，造成主网开关设备误跳，全网失压断电等严重后果；

3. 针对两段母线接地极性接反等异极环网情况，接地判断法将加重直流系统本已存在的环网问题，增大环路泄露电流，并且将环网问题复杂化，不利于直观、有效判断出异极环网情况。