本发明专利技术的目的是，提供一种能快速查找交流窜入直流系统故障点物理位置的方法，当直流系统任一点发生交流窜入时，能快速的准确的查找定位交流窜入的具体物理位置，消除故障，避免发生第二点交流窜入而造成直流正负极短路，保证直流系统安全运行。本发明专利技术方法包含监测主机、手持式定位仪和钳形互感器。当有交流窜入直流时，监测主机测量出窜入的交流量的值UL，直流电压的值Ud、正极对地电压值U+、负极对地电压值U‑，智能判断交流窜入极性、方式及计算出等效电阻电阻值R，并向交流窜入极对大地注入一个0.125Hz的超低频信号电流Id，根据交流窜入的方式，交流源等效为电阻接地，交流窜入点的查找既可看作电阻接地点的查找，钳形互感器接入手持式定位仪，手持式定位仪与监测主机通过红外信号发射与接收实现信号同步，用钳形互感器与手持式定位仪顺着信号电流Id的流向查找交流窜入故障点，查找到信号电流Id突然消失的位置就是交流窜入的故障点位置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种直流系统交流窜入故障点定位查找装置及方法，属于直流系统监测领域。
技术介绍
根据《防止电力生产事故的二十五项重点要求》（国家能源局安全[2014]161号）“第22.2.3.22 条：严防交流窜入直流故障出现。”“第22.2.3.23.3条：新建或改造的变电所，直流电源系统绝缘监测装置，应具备交流窜直流故障的测记和报警功能。原有的直流电源系统绝缘监测装置，应逐步进行改造，使其具备交流窜直流故障的测记和报警功能。”规定，目前市场上已有厂家生产出关于交流窜入直流系统的测记告警装置，也有相关专利文献。但是，由于交流窜入直流系统具有间歇性、隐蔽性及直流系统回路的复杂性，这类监测装置及专利文献都不能定位查找交流窜入的故障点，也就是说当交流窜入直流系统时这类装置及专利文献只能检测到有交流窜入，而不能判断交流是从哪一支路窜入，更不能查找定位交流窜入的具体物理位置，不能做到及时准确的消除交流窜入直流故障，给厂/站的安全生产埋下严重隐患。从窜入方式来分，交流窜入直流系统可分为直接窜入和经过渡电阻窜入，由于交流电的N极是接地的，所以直接窜入方式可以把交流源UL看作是一个0K电阻接地，经过渡电阻窜入方式可以把交流源UL看作是一个电阻值为R的电阻接地。从窜入极性来分交流窜入直流系统可分为从直流正极窜入、从直流负极窜入、从直流正负极同时窜入。图1~图6是交流窜入直流系统的示意图，其中，图1是直接从直流正极对地窜入示意图，体现为交流源UL直接叠加在直流正极对大地上；图2是直接从直流负极对地窜入示意图，体现为交流源UL直接叠加在直流负极对大地上；图3是直接从直流正负极同时对大地窜入示意图，体现为交流源UL直接同时叠加在直流负极对大地和正极对大地上；图4是交流源UL经过渡电阻从直流正极对大地窜入示意图，体现为交流源UL经一个过渡电阻叠加在直流正极对大地上；图5是交流源UL经过渡电阻从直流负极对大地窜入示意图，体现为交流源UL经一个过渡电阻叠加在直流负极对大地上；图6是交流源UL经过渡电阻从直流正负极同时对大地窜入示意图，体现为交流源UL分别经一个过渡电阻叠加在直流负极对大地和正极对大地上。交流窜入直流系统将严重影响系统的安全运行，尤其是所述的交流N极直接窜入或经消弧线圈同时从直流正负窜入和经过渡电阻同时从直流正负窜入，极易造成直流正负极短路，给直流系统的安全运行埋下极大隐患，所以当直流系统任一点发生交流窜入时，必须及时的准确的消除故障，以避免发生第二点交流窜入而造成直流正负极短路。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种能快速查找交流窜入直流系统故障点物理位置的方法，当直流系统任一点发生交流窜入时，能快速的准确的查找定位交流窜入的具体物理位置，消除故障，避免发生第二点交流窜入而造成直流正负极短路，保证直流系统安全运行。本专利技术方法包含监测主机、手持式定位仪和钳形互感器，监测主机用来测量窜入的交流电压UL、直流系统母线电压Ud、直流正极对地电压U+、直流负极对地电压U-及发超低频电流信号Id，手持式定位仪用来查找定位交流窜入的具体物理位置，钳形互感器用来感应监测主机发出的超低频电流信号。当有交流窜入直流时，监测主机测量出窜入的交流量的值UL，直流电压的值Ud、正极对地电压值U+、负极对地电压值U-，智能判断交流窜入极性、方式及计算出等效电阻电阻值R，并向交流窜入极对大地注入一个0.125Hz的超低频信号电流Id，根据交流窜入的方式，交流源等效为电阻接地，交流窜入点的查找既可看作电阻接地点的查找，钳形互感器接入手持式定位仪，手持式定位仪与监测主机通过红外信号发射与接收实现信号同步，用钳形互感器与手持式定位仪顺着信号电流Id的流向查找交流窜入故障点，查找到信号电流Id突然消失的位置就是交流窜入的故障点位置。所述监测主机包含电压采集回路、超低频信号发生器、CPU控制器1、红外发射器、显示器1、告警器，电压采集回路通过采集交流电压量UL、母线电压量Ud、直流正极对地电压U+、直流负极对地电压U-经处理后送入CPU控制器1，CPU控制器1对交流电压量UL、母线电压量Ud、直流正极对地电压U+、直流负极对地电压U-进行计算处理，启动超低频信号发生器向交流窜入极对大地注入一个0.125Hz的超低频信号电流Id，智能判断交流窜入极性、方式并计算出等效电阻R的电阻值及信号电流Id的值，通过显示器1显示交流电压量UL、母线电压量Ud、直流正极对地电压U+、直流负极对地电压U-、等效电阻值R及信号电流Id值，告警器发出交流窜入告警信号，同时通过红外发生器发送等效电阻值及信号电流Id值。所述手持式定位仪包含电流放大器、0.125Hz帯通滤波器2、相位比较器、A/D变换器、CPU控制器2、红外接收器、显示器2、语音告警器、按键按钮，电流放大器用来对钳形互感器感应微弱电流信号进行放大，其输入端接钳形互感器的二次输出、输出端接0.125Hz帯通滤波器2的输入；0.125Hz帯通滤波器2用来提取0.125Hz的电流信号，其输入端接电流放大器的输出、输出端接相位比较器的输入；相位比较器用来对0.125Hz的电流信号进行相位比较，判断其是容性电流还是阻性电流，其输入端接0.125Hz帯通滤波器2的输出、输出端接A/D变换器的输入；A/D变换器用来把0.125Hz的模拟电流信号变换成能被CPU控制器2识别处理的数字信号，其输入端接相位比较器的输出、输出端接CPU控制器2的I/O口；红外接收器用来接收监测主机发送的红外信号，并送入CPU控制器2；按键按钮用来对手持式定位仪进行工作状态控制，有通讯按钮和探测按钮，通讯按钮按下，CPU控制器2启动红外接收器接收监测主机发送的红外信号，实现信号同步，探测按钮按下，CPU控制器2读取A/D变换器输出信号，CPU控制器2对A/D变换器送入的数字量进行计算处理并与红外接收器接收的信号进行相位比较，计算出等效电阻值及信号电流Id值，通过显示器2显示等效电阻值及信号电流Id值，语音告警器发出告警信号。所述钳形互感器用来感应监测主机发出的超低频电流信号大小，采用无源高精度交流互感器。所述电压采集回路由分压电阻网络、直流取样、交流提取、放大滤波、信号调理2、A/D变换组成，分压电阻网络用来对交流电压和直流电压进行限压，限压后分两路，一路采集直流分量，一路采集交流分量，其输入接在直流母线正负极上，输出分别接直流取样和交流提取；直流取样用来提取直流分量电压U+和U-，其输入接分压电阻网络的输出，输出接放大滤波；放大滤波用来滤除直流分量中的交流分量，其输入接直流取样的输出，输出接A/D变换；交流提取用来提取窜入直流的交流分量电压UL，其输入接分压电阻网络的输出，输出接信号调理2；信号调理2用来对交流分量电压进行变换，使其变为能被A/D变换采集的信号量，其输入接交流提取的输出，输出接A/D变换；A/D变换同时采集直流分量电压和交流分量电压，并换成能被CPU控制器1识别的数字信号量。所述超低频信号发生器由CPU控制器3、D/A变换、0.125Hz帯通滤波器1、信号调理1、功率放大、电容隔离、限流电阻网络组成，CPU控制器3用来产生频率为0.125Hz的数字信号量，其输出接D/A变换；D/A变换用来把C本文档来自技高网...
【技术保护点】
本专利技术是一种直流系统交流窜入故障点定位查找装置及方法，当直流系统任一点发生交流窜入时，能快速的准确的查找定位交流窜入的具体物理位置，消除故障，避免发生第二点交流窜入而造成直流正负极短路，保证直流系统安全运行，其特征在于： 本专利技术包含监测主机、手持式定位仪和钳形互感器，监测主机用来测量窜入的交流电压UL、直流系统母线电压Ud、直流正极对地电压U+、直流负极对地电压U‑及发超低频电流信号Id，手持式定位仪用来查找定位交流窜入的具体物理位置，钳形互感器用来感应监测主机发出的超低频电流信号，当有交流窜入直流时，监测主机测量出窜入的交流量的值UL，直流电压的值Ud、正极对地电压值U+、负极对地电压值U‑，智能判断交流窜入极性、方式及计算出等效电阻电阻值R，并向交流窜入极对大地注入一个0.125Hz的超低频信号电流Id，根据交流窜入的方式，交流源等效为电阻接地，交流窜入点的查找既可看作电阻接地点的查找，钳形互感器接入手持式定位仪，手持式定位仪与监测主机通过红外信号发射与接收实现信号同步，用钳形互感器与手持式定位仪顺着信号电流Id的流向查找交流窜入故障点，查找到信号电流Id突然消失的位置就是交流窜入的故障点位置；所述监测主机包含电压采集回路、超低频信号发生器、CPU控制器1、红外发射器、显示器1、告警器，电压采集回路通过采集交流电压量UL、母线电压量Ud、直流正极对地电压U+、直流负极对地电压U‑经处理后送入CPU控制器1，CPU控制器1对交流电压量UL、母线电压量Ud、直流正极对地电压U+、直流负极对地电压U‑进行计算处理，启动超低频信号发生器向交流窜入极对大地注入一个0.125Hz的超低频信号电流Id，智能判断交流窜入极性、方式并计算出等效电阻R的电阻值及信号电流Id的值，通过显示器1显示交流电压量UL、母线电压量Ud、直流正极对地电压U+、直流负极对地电压U‑、等效电阻值R及信号电流Id值，告警器发出交流窜入告警信号，同时通过红外发生器发送等效电阻值及信号电流Id值；所述手持式定位仪包含电流放大器、0.125Hz帯通滤波器2、相位比较器、A/D变换器、CPU控制器2、红外接收器、显示器2、语音告警器、按键按钮，电流放大器用来对钳形互感器感应微弱电流信号进行放大，其输入端接钳形互感器的二次输出、输出端接0.125Hz帯通滤波器2的输入；0.125Hz帯通滤波器2用来提取0.125Hz的电流信号，其输入端接电流放大器的输出、输出端接相位比较器的输入；相位比较器用来对0.125Hz的电流信号进行相位比较，判断其是容性电流还是阻性电流，其输入端接0.125Hz帯通滤波器2的输出、输出端接A/D变换器的输入；A/D变换器用来把0.125Hz的模拟电流信号变换成能被CPU控制器2识别处理的数字信号，其输入端接相位比较器的输出、输出端接CPU控制器2的I/O口；红外接收器用来接收监测主机发送的红外信号，并送入CPU控制器2；按键按钮用来对手持式定位仪进行工作状态控制，有通讯按钮和探测按钮，通讯按钮按下，CPU控制器2启动红外接收器接收监测主机发送的红外信号，实现信号同步，探测按钮按下，CPU控制器2读取A/D变换器输出信号，CPU控制器2对A/D变换器送入的数字量进行计算处理并与红外接收器接收的信号进行相位比较，计算出等效电阻值及信号电流Id值，通过显示器2显示等效电阻值及信号电流Id值，语音告警器发出告警信号；所述钳形互感器用来感应监测主机发出的超低频电流信号大小，采用无源高精度交流互感器；所述电压采集回路由分压电阻网络、直流取样、交流提取、放大滤波、信号调理2、A/D变换组成，分压电阻网络用来对交流电压和直流电压进行限压，限压后分两路，一路采集直流分量，一路采集交流分量，其输入接在直流母线正负极上，输出分别接直流取样和交流提取；直流取样用来提取直流分量电压U+和U‑，其输入接分压电阻网络的输出，输出接放大滤波；放大滤波用来滤除直流分量中的交流分量，其输入接直流取样的输出，输出接A/D变换；交流提取用来提取窜入直流的交流分量电压UL，其输入接分压电阻网络的输出，输出接信号调理2；信号调理2用来对交流分量电压进行变换，使其变为能被A/D变换采集的信号量，其输入接交流提取的输出，输出接A/D变换；A/D变换同时采集直流分量电压和交流分量电压，并换成能被CPU控制器1识别的数字信号量；所述超低频信号发生器由CPU控制器3、D/A变换、0.125Hz帯通滤波器1、信号调理1、功率放大、电容隔离、限流电阻网络组成，CPU控制器3用来产生频率为0.125Hz的数字信号量，其输出接D/A变换；D/A变换用来把CPU控制器3输出的数字信号量变换成模拟信号量，其输入接CPU控制器3的I/O口，输出接0.125Hz帯通滤波器1的输入；0.125Hz帯通滤波器1...
【技术特征摘要】
1.本发明是一种直流系统交流窜入故障点定位查找装置及方法，当直流系统任一点发生交流窜入时，能快速的准确的查找定位交流窜入的具体物理位置，消除故障，避免发生第二点交流窜入而造成直流正负极短路，保证直流系统安全运行，其特征在于： 本发明包含监测主机、手持式定位仪和钳形互感器，监测主机用来测量窜入的交流电压UL、直流系统母线电压Ud、直流正极对地电压U+、直流负极对地电压U-及发超低频电流信号Id，手持式定位仪用来查找定位交流窜入的具体物理位置，钳形互感器用来感应监测主机发出的超低频电流信号，当有交流窜入直流时，监测主机测量出窜入的交流量的值UL，直流电压的值Ud、正极对地电压值U+、负极对地电压值U-，智能判断交流窜入极性、方式及计算出等效电阻电阻值R，并向交流窜入极对大地注入一个0.125Hz的超低频信号电流Id，根据交流窜入的方式，交流源等效为电阻接地，交流窜入点的查找既可看作电阻接地点的查找，钳形互感器接入手持式定位仪，手持式定位仪与监测主机通过红外信号发射与接收实现信号同步，用钳形互感器与手持式定位仪顺着信号电流Id的流向查找交流窜入故障点，查找到信号电流Id突然消失的位置就是交流窜入的故障点位置；所述监测主机包含电压采集回路、超低频信号发生器、CPU控制器1、红外发射器、显示器1、告警器，电压采集回路通过采集交流电压量UL、母线电压量Ud、直流正极对地电压U+、直流负极对地电压U-经处理后送入CPU控制器1，CPU控制器1对交流电压量UL、母线电压量Ud、直流正极对地电压U+、直流负极对地电压U-进行计算处理，启动超低频信号发生器向交流窜入极对大地注入一个0.125Hz的超低频信号电流Id，智能判断交流窜入极性、方式并计算出等效电阻R的电阻值及信号电流Id的值，通过显示器1显示交流电压量UL、母线电压量Ud、直流正极对地电压U+、直流负极对地电压U-、等效电阻值R及信号电流Id值，告警器发出交流窜入告警信号，同时通过红外发生器发送等效电阻值及信号电流Id值；所述手持式定位仪包含电流放大器、0.125Hz帯通滤波器2、相位比较器、A/D变换器、CPU控制器2、红外接收器、显示器2、语音告警器、按键按钮，电流放大器用来对钳形互感器感应微弱电流信号进行放大，其输入端接钳形互感器的二次输出、输出端接0.125Hz帯通滤波器2的输入；0.125Hz帯通滤波器2用来提取0.125Hz的电流信号，其输入端接电流放大器的输出、输出端接相位比较器的输入；相位比较器用来对0.125Hz的电流信号进行相位比较，判断其是容性电流还是阻性电流，其输入端接0.125Hz帯通滤波器2的输出、输出端接A/D变换器的输入；A/D变换器用来把0.125Hz的模拟电流信号变换成能被CPU控制器2识别处理的数字信号，其输入端接相位比较器的输出、输出端接CPU控制器2的I/O口；红外接收器用来接收监测主机发送的红外信号，并送入CPU控制器2；按键按钮用来对手持式定位仪进行工作状态控制，有通讯按钮和探测按钮，通讯按钮按下，CPU控制器2启动红外接收器接收监测主机发送的红外信号，实现信号同步，探测按钮按下，CPU控制器2读取A/D变换器输出信号，CPU控制器2对A/D变换器送入的数字量进行计算处理并与红外接收器接收的信号进行相位比较，计算出等效电阻值及信号电流Id值，通过显示器2显示等效电阻值及信号电流Id值，语音告警器发出告警信号；所述钳形互感器用来感应监测主机发出的超低频电流信号大小，采用无源高精度交流互感器；所述电压采集回路由分压电阻网络、直流取样、交流提取、放大滤波、信号调理2、A/D变换组成，分压电阻网络用来对交流电压和直流电压进行限压，限压后分两路，一路采集直流分量，一路采集交流分量，其输入接在直流母线正负极...
【专利技术属性】
技术研发人员：石建辉，毛举，卢波，
申请(专利权)人：贵阳英纳瑞电气有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52
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