一种基于截取信号的船舶电网系统智能故障定位方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术的船舶电网系统智能故障定位装置，信号注入单元向被监测电网系统与地之间注入高幅值低有效值的定位电压信号，与电网故障等效接地点形成通路回路，电压信号取自电网系统本身，避免增加额外注入装置以及提升抗干扰能力；采集单元利用高精度漏电流互感器与采集电路进行信号采集与变换并进行放大及滤波算法处理分析，从而判断出被监测电网系统各支路对地绝缘状态并由报警指示单元进行报警指示，可将报警信息传输给绝缘监测装置、触摸屏或上位机系统；能够实时在线检测、准确识别故障支路，及时提醒工作人员进行检修，减轻劳动力及节约时间，降低发生二次故障的风险以及设备损坏人员伤害等危险事故，提升船舶电网及设备的工作安全连续性与可靠性。

An Intelligent Fault Location Method and Device for Marine Power Grid System Based on Interception Signal

The intelligent fault location device of the ship power grid system of the invention injects high amplitude and low effective value positioning voltage signal between the monitored power grid system and the ground, forms a circuit circuit with the equivalent grounding point of the power grid fault, and takes the voltage signal from the power grid system itself, avoids adding additional injection device and improves the anti-interference ability; the acquisition unit uses high precision leakage current. Transformers and acquisition circuits collect and transform signals, amplify and filter arithmetic processing and analysis, so as to judge the insulation status of each branch of the monitored power system to the ground and give alarm indication by the alarm indicator unit, which can transmit alarm information to the insulation monitoring device, touch screen or upper computer system; it can real-time on-line detection, accurate identification of fault branches and timely warning. The staff should carry out repairs to reduce the labor force and save time, reduce the risk of secondary failures and personnel injuries caused by equipment damage, and improve the safety continuity and reliability of the ship's power grid and equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种基于截取信号的船舶电网系统智能故障定位方法及装置
本专利技术涉及船舶智能电气自动化技术中电网系统绝缘监控的一种基于截取信号的船舶电网系统智能故障定位方法及装置。
技术介绍
水上运输、生产行业中的关键交通工具为船舶，随着市场竞争与科学技术的快速发展，船舶技术配套的电力系统容量不断增大，电力网络越来越复杂，而由于船舶的实际工作环境比较恶劣，导致电力系统绝缘故障的发生率较高，对船舶电网的连续可靠供电要求越来越高，需通过实时监测装置监测定位，以便在系统出现第一次接地故障时，立即准确识别定位出故障所在支路并产生报警信号，及时提醒维修人员对电网系统进行安全故障检修，避免发生第二次故障时导致严重危害；然而传统的故障排除方法受到技术手段的限制，在电力系统出现故障时，对绝缘故障点的定位(查找)只能依靠人工对数百条负载支路逐条断电来实现，严重破坏了供电连续性，消耗了大量的人力与时间，还存在着可靠性不足、安全隐患等缺点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种能够实时在线检测、准确识别故障支路，及时提醒工作人员进行检修，减轻劳动力及节约时间，降低发生二次故障的风险以及设备损坏人员伤害等危险事故，提升船舶电网及设备的工作安全连续性与可靠性，基于截取信号的船舶电网系统智能故障定位方法及装置。本专利技术涉及一种基于截取信号的船舶电网系统智能故障定位方法，其特征在于：截取被监测船舶电网系统本身的电压信号，转换为高幅值低有效值的定位电压信号后，与电网故障等效接地点形成通路回路，在各支路的高精度漏电流互感器上进行信号采集与变换，并进行放大及滤波算法处理分析，从而判断出被监测电网系统各支路的对地绝缘状态；本专利技术还涉及一种用于实现上述基于截取信号的船舶电网系统智能故障定位方法的装置，其特征在于：包括单片机控制器、采集单元、信号注入单元、通讯单元、报警单元、电源单元；被监测船舶电网系统与接地点之间连接有能够注入高幅值、低有效值电压信号的信号注入单元，信号注入单元输入端连接至单片机控制器，输出端连接至被监控船舶电网系统支路上，被监控船舶电网系统支路的高精度漏电流互感器经采集单元连接至单片机控制器；单片机控制器连接有电源单元，并通过通讯单元连接至绝缘监测通讯单元，和上位机或上级模块通讯单元，还连接有能够根据单片机控制器判断出的被监测船舶电网系统各支路对地绝缘状态进行报警指示的报警单元；信号注入单元包括并联连接在被监测船舶电网系统的两相相线与接地点之间的两个限压电阻，每个限压电阻分别连接有一路开关；采集单元输入端连接在被监控船舶电网系统支路的高精度漏电流互感器上，输出端连接至单片机控制器；采集单元包括有采集电路，采集电路输入端设置有连接在被监控船舶电网系统支路的高精度漏电流互感器接线端口的二极管，二极管并联连接第一电阻、第一电容，并串联连接第二电阻后，连接有高精度的第一运算放大器，高精度的第一运算放大器再经低失调高开环增益的第二运算放大器连接至单片机控制器；所述第一运算放大器为能够对微弱信号进行处理的TLC2652AI高精度放大器，第二运算放大器为低失调高开环增益的OP07运算放大器；所述被监控船舶电网系统支路的高精度漏电流互感器为开口式高精度漏电流互感器，分辨率为0.01mA；所述通讯单元包括CAN通讯总线、RS485通讯，单片机控制器与绝缘监测通讯单元之间通过CAN通讯总线进行通讯连接，单片机控制器与上位机或上级模块通讯单元之间通过RS485通讯进行通讯连接；所述通讯单元包括多个CAN通讯总线，多个CAN通讯总线之间通过中继器转接连接；所述单片机控制器同时设置有1个信号注入单元、8个采集单元，1个信号注入单元连接在被监测船舶电网系统的任意两相总线与接地点之间，8个采集单元分别连接至被监控船舶电网系统8条支路的每个高精度漏电流互感器；所述报警单元包括分别对应被监控船舶电网系统每条支路的8路就地报警单元，每路就地报警单元分别通过就地继电器连接至外部声光报警指示灯，每路继电器触点容量为250V/5A；所述被监控船舶电网系统连接有多个单片机控制器，每个单片机控制器同时设置有1个信号注入单元、8个采集单元，每个单片机控制器的1个信号注入单元连接在被监测船舶电网系统的任意两相总线与接地点之间，8n个采集单元分别连接至被监控船舶电网系统8n条支路的高精度漏电流互感器。本专利技术的船舶电网系统智能故障定位装置，由信号注入单元向被监测电网系统与地之间注入高幅值低有效值的定位电压信号，与电网故障等效接地点形成通路回路，该电压信号取自电网系统本身，避免增加额外注入装置以及提升抗干扰能力；由采集单元利用高精度漏电流互感器与采集电路进行信号采集与变换并进行放大及滤波算法处理分析，从而判断出被监测电网系统各支路对地绝缘状态并由报警指示单元进行报警指示，可将报警信息传输给绝缘监测装置、触摸屏或上位机系统；能够实时在线检测、准确识别故障支路，及时提醒工作人员进行检修，减轻劳动力及节约时间，降低发生二次故障的风险以及设备损坏人员伤害等危险事故，提升船舶电网及设备的工作安全连续性与可靠性；每一个智能故障定位装置可实现对8路负载支路在第一次发生故障时自动准确识别定位及时进行检修，减轻故障排除的劳动力及节约时间，避免二次故障造成更严重的危害；体积小重量轻，安装灵活，维护方便，运行可靠。附图说明图1是本专利技术实施例基于截取信号的船舶电网系统智能故障定位装置原理示意图；图2是本专利技术实施例基于截取信号的船舶电网系统智能故障定位装置的采集电路示意图；图3是本专利技术实施例基于截取信号的船舶电网系统智能故障定位装置整体结构示意图。具体实施方式一种基于截取信号的船舶电网系统智能故障定位方法，截取被监测船舶电网系统本身的电压信号，转换为高幅值低有效值的定位电压信号后，与电网故障等效接地点形成通路回路，在各支路的高精度漏电流互感器上进行信号采集与变换，并进行放大及滤波算法处理分析，从而判断出被监测电网系统各支路的对地绝缘状态。如图所示，一种船舶电网系统智能故障定位装置，包括单片机控制器、采集单元、信号注入单元、通讯单元、报警单元、电源单元；单片机控制器采用STM32F407ZGT6芯片，单片机控制器连接有信号注入单元，信号注入单元连接在被监测船舶电网系统与接地点之间，并能够注入高幅值、低有效值电压信号的信号注入单元，信号注入单元输入端连接至单片机控制器，输出端连接至被监控船舶电网系统支路上，被监控船舶电网系统支路的高精度漏电流互感器经采集单元连接至单片机控制器；单片机控制器连接有电源单元，并通过通讯单元连接至绝缘监测通讯单元，和上位机或上级模块通讯单元，还连接有能够根据单片机控制器判断出的被监测船舶电网系统各支路对地绝缘状态进行报警指示的报警单元；信注入单元向被监测电网系统与地之间注入高幅值低有效值的定位电压信号，该电压信号取自电网系统本身，与电网故障等效接地点形成通路回路，由采集单元利用高精度漏电流互感器与采集电路进行信号采集与变换并进行放大及滤波算法处理分析，从而判断出被监测电网系统各支路对地绝缘状态并由报警指示单元进行报警指示，可将报警信息传输给绝缘监测装置、触摸屏或上位机系统。信号注入单元包括并联连接在被监测船舶电网系统的两相相线与接地点之间的两个限压电阻R1、R2，每个限压电阻分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于截取信号的船舶电网系统智能故障定位方法，其特征在于：截取被监测船舶电网系统本身的电压信号，转换为高幅值低有效值的定位电压信号后，与电网故障等效接地点形成通路回路，在各支路的高精度漏电流互感器上进行信号采集与变换，并进行放大及滤波算法处理分析，从而判断出被监测电网系统各支路的对地绝缘状态。

【技术特征摘要】
1.一种基于截取信号的船舶电网系统智能故障定位方法，其特征在于：截取被监测船舶电网系统本身的电压信号，转换为高幅值低有效值的定位电压信号后，与电网故障等效接地点形成通路回路，在各支路的高精度漏电流互感器上进行信号采集与变换，并进行放大及滤波算法处理分析，从而判断出被监测电网系统各支路的对地绝缘状态。2.一种用于实现权利要求1所述基于截取信号的船舶电网系统智能故障定位方法的船舶电网系统智能故障定位装置，其特征在于：包括单片机控制器、采集单元、信号注入单元、通讯单元、报警单元、电源单元；被监测船舶电网系统与接地点之间连接有能够注入高幅值、低有效值电压信号的信号注入单元，信号注入单元输入端连接至单片机控制器，输出端连接至被监控船舶电网系统支路上，被监控船舶电网系统支路的高精度漏电流互感器经采集单元连接至单片机控制器；单片机控制器连接有电源单元，并通过通讯单元连接至绝缘监测通讯单元，和上位机或上级模块通讯单元，还连接有能够根据单片机控制器判断出的被监测船舶电网系统各支路对地绝缘状态进行报警指示的报警单元；信号注入单元包括并联连接在被监测船舶电网系统的两相相线与接地点之间的两个限压电阻，每个限压电阻分别连接有一路开关；采集单元输入端连接在被监控船舶电网系统支路的高精度漏电流互感器上，输出端连接至单片机控制器；采集单元包括有采集电路，采集电路输入端设置有连接在被监控船舶电网系统支路的高精度漏电流互感器接线端口的二极管，二极管并联连接第一电阻、第一电容，并串联连接第二电阻后，连接有高精度的第一运算放大器，高精度的第一运算放大器再经低失调高开环增益的第二运算放大器连接至单片机控制器。3.根据权利要求2所述船舶电网系统智能故障定位装置，其特征在于：所述第一运算放大器为能够对...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚更生，陈松涛，颜杰，王之民，赵祥，刘金震，渠吉鹏，
申请(专利权)人：镇江赛尔尼柯自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32