一种变电站直流系统绝缘状态在线监测系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种变电站直流系统绝缘状态在线监测系统，其包括：若干组直流泄漏电流检测装置，其分别用于检测各支路的直流泄漏电流；其中每组直流泄漏电流检测装置至少具有两个直流泄漏电流检测装置，该至少两个直流泄漏电流检测装置分别用于检测同一支路上的不同位置的直流泄漏电流；信号合并与诊断单元，其检测正负母线对地电压，信号合并与诊断单元还与各直流泄漏电流检测装置无线连接，以接收各直流泄漏电流检测装置发送的直流泄漏电流数据，信号合并与诊断单元根据检测到的正负母线对地电压和接收到的直流泄漏电流数据，判断是否发生绝缘故障并对绝缘故障发生的位置进行定位。本发明专利技术还公开了一种变电站直流系统绝缘状态在线诊断方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种绝缘状态监测装置和方法，尤其涉及一种直流系统的绝缘状态监测装置和方法。
技术介绍
发电厂、变电站等的控制系统、信号系统、继电保护自动控制装置的工作电源是一个直流系统，其是一个十分庞大的多分支供电网络，其配电线路的绝缘性能直接关系到发电厂、变电站等的安全运行，对其绝缘进行在线监测以及及时有效地检测出单点接地故障具有重要的意义。 当前，直流系统绝缘状态评估方法主要有平衡电桥法、差分直流法和交流法。基于上述方法研制的直流系统绝缘监测装置在现场均有应用。实际运行调研结果表明，现有装置受测量原理和监测方式的限制，存在测量精度不够高、故障定位功能弱(只能定位到整条线路，不具备同一支路多个接地点同时检出的功能)、有监测盲区等诸多不足。同时，故障统计结果还发现发电厂、变电站等的直流系统下段支路线路故障多发，主干线路故障相对较少，使得支路线路监测需求凸显。因此，实现直流系统支路直流泄漏电流的分布式监测，对改善直流系统绝缘状态在线监测系统性能具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种变电站直流系统绝缘状态在线监测系统，其能实现直流系统支路直流泄漏电流的无线分布式监测，无需现场布线，从而大大改善直流系统绝缘状态在线监测系统性能。 本专利技术的另一目的是提供一种变电站直流系统绝缘状态在线诊断方法。 为了达到上述目的，本专利技术提供了一种变电站直流系统绝缘状态在线监测系统，其包括: 若干组直流泄漏电流检测装置，其分别用于检测各支路的直流泄漏电流；其中每组直流泄漏电流检测装置至少具有两个直流泄漏电流检测装置，该至少两个直流泄漏电流检测装置分别用于检测同一支路上的不同位置的直流泄漏电流； 信号合并与诊断单元，其检测正负母线对地电压，所述信号合并与诊断单元还与各直流泄漏电流检测装置无线连接，以接收各直流泄漏电流检测装置发送的直流泄漏电流数据，所述信号合并与诊断单元根据检测到的正负母线对地电压和接收到的直流泄漏电流数据，判断是否发生绝缘故障、绝缘故障的极性，并对绝缘故障发生的位置进行定位。 本专利技术所述的变电站直流系统绝缘状态在线监测系统采用分布式并行采集与处理技术以及无线传输技术，对直流系统的正负母线及各支路进行绝缘状态监测所需数据的采集，判断是否发生绝缘故障，对绝缘故障发生时绝缘下降极性进行辨别，并对绝缘下降的故障点进行定位。所述各组直流泄漏电流检测装置可在各支路分段布置，从而实现故障点的准确定位。本专利技术所述的变电站直流系统绝缘状态在线监测系统实现了直流系统支路直流泄漏电流的无线分布式监测，无需现场布线，从而大大改善了直流系统绝缘状态在线监测系统性能，解决了现有技术中故障定位功能弱的问题，同时也满足了支路监测需求。 进一步地，本专利技术所述的变电站直流系统绝缘状态在线监测系统，其还包括监控管理系统，其与所述信号合并与诊断单元连接，接收信号合并与诊断单元传输的数据，并对该数据进行汇总、存储、检索、显示的至少其中之一。 进一步地，在本专利技术所述的变电站直流系统绝缘状态在线监测系统中，所述各直流泄漏电流检测装置均包括Zigbee通信模块，所述信号合并与诊断单元包括Zigbee无线接收模块，从而实现所述各直流泄漏电流检测装置和所述信号合并与诊断单元之间的无线数据传输。 更进一步地，在本专利技术所述的变电站直流系统绝缘状态在线监测系统中，所述至少两个直流泄漏电流检测装置的其中之一设置在支路上靠近母线的一段，另一个其中之一设置在支路上远离母线的一段。 也就是说，在每一条支路上至少包括两个直流泄漏电流检测装置，其中一个检测支路上靠近母线一段的直流泄漏电流，另一个检测支路上远离母线一段的直流泄漏电流。本技术方案通过这种设置方式实现了同一支路不同段绝缘状态的同时监测，提高了监测效率，并进一步提高了故障定位精度。更进一步地，在上述变电站直流系统绝缘状态在线监测系统中，所述直流泄漏电流检测装置包括: 直流泄漏电流传感器，其检测各支路的直流泄漏电流； 主控单元，其包括:第一模数转换器、第一控制器、第一存储器和所述zigbee通信模块，所述模数转换器的输入端与直流泄漏电流传感器的输出端相连，所述第一模数转换器的输出端与第一控制器的输入端相连，所述第一控制器的输出端与所述zigbee通信模块相连，所述第一存储器与第一控制器连接； 电源模块，其与所述直流泄漏电流传感器和主控单元连接，以为直流泄漏电流传感器和主控单元供电。 上述方案中，所述第一模数转换器接收所述直流泄漏电流传感器检测的直流泄漏电流模拟信号，并将其转换为数字信号输出；所述控制器接收所述第一模数转换器输出的数字信号，并将其存储在所述第一存储器中同时输出；所述zigbee通信模块接收所述控制器输出的信号，并将其以无线形式发送出去。 更进一步地，在上述变电站直流系统绝缘状态在线监测系统中，所述电源模块包括: 稳压输出元件，其与所述主控单元连接，述稳压输出元件将一输入电压降至一低于输入电压的电压后输出给主控单兀； 虚拟信号发生器，其与所述直流泄漏电流传感器连接，以将单极性电源转换为双极性电源后供给直流泄漏电流传感器； 模拟开关，其与所述主控单元连接，并与所述虚拟信号发生器连接，所述模拟开关接收主控单元的控制信号以在关断和导通之间切换。 直流泄漏电流传感器是最大的电能消耗部件，因此需要对直流泄漏电流传感器的电源进行管理控制，以延长电源的工作寿命。上述方案可配合所述主控单元实现对所述电源模块的节电控制。 更进一步地，在上述变电站直流系统绝缘状态在线监测系统中，所述直流泄漏电流传感器为DS-020LTA型霍尔磁平衡传感器。 提高系统监测灵敏度的关键技术之一就是提高直流泄漏电流的检测灵敏度及精度，随着传感器技术的大力发展，高精度的微安级小电流直流传感器已出现。上述方案中，选用型号为DS-020LTA的微安级电流传感器，该传感器应用霍尔-磁调制原理研制而成，其小电流的稳定性好，初级与次级之间高度绝缘，适用于讯号系统、线路检测、电流监测系统、电流差值测量。 进一步地，在本专利技术所述的变电站直流系统绝缘状态在线监测系统中，所述信号合并与诊断单元包括: 整体性能检测模块，其检测正负母线对地电压； 控制单元，其包括所述zigbee无线接收模块，以接收各直流泄漏电流检测装置发送的直流泄漏电流数据，所述控制单元还与整体性能检测模块连接，以根据正负母线对地电压计算正负母线等效对地绝缘电阻值，并结合直流泄漏电流数据判断是否发生绝缘故障、绝缘故障的极性以及对绝缘故障发生的位置进行定位。 更进一步地，在上述变电站直流系统绝缘状态在线监测系统中，所述整体性能检测模块包括:两个分压电阻，其一端分别与正、负母线相连，其另一端分别通过相应的继电器的触点与检测电阻的一端相连，所述检测电阻的另一端接地；所述控制单元包括:第二控制器，及与其分别相连的所述zigbee无线接收模块、第二存储器、通信接口以及第二模数转换器；所述第二控制器与所述继电器的线圈连接，以控制继电器的触点的开闭，所述第二模数转换器的输入端连接所述检测电阻。 上述方案中，控制单元通过第二控制器控制继电器的线圈以控制其触点的开闭，从而选择测量正、负母线的对地电压，并基于正、负母线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变电站直流系统绝缘状态在线监测系统，其特征在于，包括：若干组直流泄漏电流检测装置，其分别用于检测各支路的直流泄漏电流；其中每组直流泄漏电流检测装置至少具有两个直流泄漏电流检测装置，该至少两个直流泄漏电流检测装置分别用于检测同一支路上的不同位置的直流泄漏电流；信号合并与诊断单元，其检测正负母线对地电压，所述信号合并与诊断单元还与各直流泄漏电流检测装置无线连接，以接收各直流泄漏电流检测装置发送的直流泄漏电流数据，所述信号合并与诊断单元根据检测到的正负母线对地电压和接收到的直流泄漏电流数据，判断是否发生绝缘故障、绝缘故障的极性，并对绝缘故障发生的位置进行定位。

【技术特征摘要】
1.一种变电站直流系统绝缘状态在线监测系统，其特征在于，包括: 若干组直流泄漏电流检测装置，其分别用于检测各支路的直流泄漏电流；其中每组直流泄漏电流检测装置至少具有两个直流泄漏电流检测装置，该至少两个直流泄漏电流检测装置分别用于检测同一支路上的不同位置的直流泄漏电流； 信号合并与诊断单元，其检测正负母线对地电压，所述信号合并与诊断单元还与各直流泄漏电流检测装置无线连接，以接收各直流泄漏电流检测装置发送的直流泄漏电流数据，所述信号合并与诊断单元根据检测到的正负母线对地电压和接收到的直流泄漏电流数据，判断是否发生绝缘故障、绝缘故障的极性，并对绝缘故障发生的位置进行定位。2.如权利要求1所述的变电站直流系统绝缘状态在线监测系统，其特征在于，还包括监控管理系统，其与所述信号合并与诊断单元连接，接收信号合并与诊断单元传输的数据，并对该数据进行汇总、存储、检索、显示的至少其中之一。3.如权利要求1所述的变电站直流系统绝缘状态在线监测系统，其特征在于，所述各直流泄漏电流检测装置均包括zigbee通信模块，所述信号合并与诊断单元包括zigbee无线接收模块。4.如权利要求3所述的变电站直流系统绝缘状态在线监测系统，其特征在于，所述直流泄漏电流检测装置包括: 直流泄漏电流传感器，其检测各支路的直流泄漏电流； 主控单元，其包括:第一模数转换器、第一控制器、第一存储器和所述zigbee通信模块，所述模数转换器的输入端与直流泄漏电流传感器的输出端相连，所述模数转换器的输出端与第一控制器的输入端相连，所述第一控制器的输出端与所述zigbee通信模块相连，所述存储器与第一控制器连接； 电源模块，其与所述直流泄漏电流传感器和主控单元连接，以为直流泄漏电流传感器和主控单元供电。5.如权利要求4所述的变电站直流系统绝缘状态在线监测系统，其特征在于，所述电源模块包括: 稳压输出兀件，其与所述主控单兀连接，述稳压输出兀件将一输入电压降至一低于输入电压的电压后输出给主控单元； 虚拟信号发生器，其与所述直流泄漏电流传感器连接，以将单极性电源转换为双极性电源后供给直流泄漏电流传感器； 模拟开关，其与所述主控单元连接，并与所述虚拟信号发生器连接，所述模拟开关接收主控单元的控制信号以在关断和导通之间切换。6.如权利要求1所述的变电站直流系统绝缘状态在线监测系统，其特征在于，所述至少两个直流泄漏电流检测装置的其中之一设置在支路上靠近母线的一段，另一个其中之一设置在支路上远离母线的一段。7.如权利要求3所述的变电站直流系...

【专利技术属性】
技术研发人员：何莲，
申请(专利权)人：上海慕安电气有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31