监测交流电串入直流系统的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种监测交流电串入直流系统的装置，其装置包括：交流电量采集电路，用于提取串入到直流系统的交流电信号；采样信号调理电路，用于对提取的交流电信号进行调理，其输入接自交流电量采集电路的输出；AD转换器，用于将调理后的交流模拟电信号转换成数字信号，其输入接采样信号调理电路的输出；处理器，用于对AD转换器输出的数字信号进行运算，计算串入交流电压，并进行判断，在检测到交流电串入直流系统后，发出报警并记录直流母线的电压波形。本实用新型专利技术具有交流电串入直流系统监测功能，在检测到交流电串入直流系统后报警，并能记录直流母线的电压波形。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及监测交流电串入直流系统的装置，属于直流系统监控领域。
技术介绍
在电力系统中，直流电源的可靠运行对系统的安全稳定起着十分重要的作用，直流系统一般都安装直流绝缘监测装置等监控装置。但是，由于交、直流电缆在长期运行中的磨损，或交、直流装置元器件的损坏， 或人为操作的不慎，会导致交流电串入直流系统。近些年在发电厂和变电站发生的事故表明，交流电串入直流系统后，容易导致继电保护误动或断路器误跳，如《交流串入直流回路引起开关跳闸的原因分析》(继电器，2007年第14期)一文介绍了西柏坡发电厂220kV升压站中间开关跳闸的事故概况，并分析了交流电串入直流回路后对继电保护的影响，提出了方法措施；《220V工频交流混入直流控制回路造成的开关误跳问题分析》(山东电力技术，2009年第4期)一文介绍了莱芜电厂由于电弧引起的工频交流串入直流控制回路造成厂用备用电源开关误合闸的故障情况，通过试验、检查和分析找到了问题的原因，并采取相应的处理和防范措施；《交流窜入直流系统的分析》(直流电源技术，2011年第I期)一文对两所电厂由于交流串入直流系统引起的事故现象进行了分析和描述。图I 图3为交流电串入直流系统的电路示意图，其中，图I为交流电通过直流母线正极和负极串入直流系统的示意图，即交流电的两极分别接到直流母线正极和负极，其表现为在直流电压上叠加一个交流电压；图2为交流电通过直流母线负极和大地串入直流系统的示意图，其表现为在直流母线负极和大地之间的直流电压上叠加一个交流电压；图3为交流电通过直流母线正极和大地串入直流系统的示意图，其表现为直流母线正极和大地之间的直流电压上叠加一个交流电压。在发电厂或变电站中，由于交流电一般是接地或通过消弧线圈接地，所以，图2和图3所示的交流电串入直流系统的故障较为常见。交流电串入直流系统具有间歇性、隐蔽性等特点，事故发生后，往往带来较为严重的后果，目前市场上尚无可以及时检测交流电串入直流系统的装置，对交流电串入直流系统无法进行监测和报警。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种监测交流电串入直流系统的装置，该装置具有交流电串入直流系统监测功能，在检测到交流电串入直流系统后报警，并能记录直流母线的电压波形。本技术采用以下解决方案。一种监测交流电串入直流系统的装置，其特征在于包括交流电量采集电路，用于提取串入到直流系统的交流电信号；采样信号调理电路，用于对提取的交流电信号进行调理，其输入接自交流电量采集电路的输出；AD转换器，用于将调理后的交流模拟电信号转换成数字信号，其输入接采样信号调理电路的输出；处理器，用于对AD转换器输出的数字信号进行运算，计算串入交流电压，并进行判断，在检测到交流电串入直流系统后，发出报警并记录直流母线的电压波形。所述的交流电量采集电路包括两个平衡电阻，两个平衡电阻分别连接在直流母线正极与地之间、直流母线负极与地之间。所述的交流电量采集电路包括两个平衡电阻、至少两个由分压电阻和隔直电容串联组成的交流信号提取电路；两个平衡电阻分别连接在直流母线正极与地之间以及直流母线负极与地之间；若是一个交流信号提取电路，则该交流信号提取电路接在直流母线正极和大地之间或接在直流母线负极和大地之间；若是两个交流信号提取电路，则直流母线正极与大地之间及直流母线负极与大地之间各自连接一个交流信号提取电路。所述的交流电量采集电路包括至少一个由隔直电容和交流电压互感器的初级串联组成的交流信号提取电路；若是一个交流信号提取电路，则该交流信号提取电路接在直流母线正极和大地之间或接在直流母线负极和大地之间；若是两个交流信号提取电路，则直流母线正极与大地之间及直流母线负极与大地之间各自连接一个交流信号提取电路；交流电压互感器的次级与采样信号调理电路连接。·由于本技术实时采集直流母线正极对地的电压和直流母线负极对地的电压，因此能够及时检测到串入直流系统中的交流电，发出报警信号，并通过记录直流母线电压波形，为故障排查提供依据。附图说明图I是交流电串入直流系统的电路示意图，该图所示交流电通过直流母线正极和负极串入。图2是交流电串入直流系统的电路示意图，该图所示交流电通过直流母线负极和大地串入。图3是交流电串入直流系统的电路示意图，该图所示交流电通过直流母线正极和大地串入。图4是本技术所述的监测交流电串入直流系统的装置的原理框图。图5是本技术所述的监测交流电串入直流系统的装置的实施实例I原理框图。图6是本技术所述的监测交流电串入直流系统的装置的实施实例2原理框图。图7是本技术所述的监测交流电串入直流系统的装置的实施实例3原理框图。图8是本技术所述的监测交流电串入直流系统的装置的实施实例4原理框图。图9是本技术所述的监测交流电串入直流系统的装置的实施实例5原理框图。图10是本技术所述的监测交流电串入直流系统的装置的实施实例6原理框图。图11是本技术所述的监测交流电串入直流系统的装置的实施实例7原理框图。图12是本技术监测交流电串入直流系统的方法流程图。具体实施方式本技术涉及监测交流电串入直流系统的装置。本技术的装置包括交流电量采集电路，用于提取串入到直流系统的交流电信号；采样信号调理电路，用于对提取的交流电信号进行调理，其输入接自交流电量采集电路的输出；AD转换器，用于将调理后的交流模拟电信号转换成数字信号，其输入接采样信号调理电路的输出；处理器，用于对AD转换器输出的数字信号进行运算，计算串入交流电压，并进行判断，在检测到交流电串入直流系统后，发出报警并记录直流母线的电压波形。以下结合附图详细说明。图4是本技术所述的监测交流电串入直流系统的装置的原理框图。该监测交流电串入直流系统的装置包括交流电采集电路、采样信号调理电路、AD转换器、处理器。直流系统正极KM+、负极KM-以及大地接入装置，进入交流电采集电路，交流电采集电路负责对串入直流系统的交流电信号进行提取，并将提取的电信号输入至采样信号调理电路；采样信号调理电路对提取的交流信号进行隔离、放大、滤波等处理，将交流电信号处理成可以被AD转换器识别和处理的模拟信号；AD转换器将输入的模拟信号转换为可被处理器识别的数字信号，并输入给处理器；处理器对AD转换器输出的数字信号进行数字滤波、取均值或有效值等操作，计算出串入直流系统的交流电压，并与设定的电压值进行比较，当超过设定电压之后进行报警，并记录电压波形。图5是本技术所述的监测交流电串入直流系统的装置的实施实例I的原理框图。图中，R1、R2为设置在装置中的平衡电阻，平衡电阻Rl—端与直流系统正极KM+相连，另一端与大地相连；平衡电阻R2 —端与直流系统负极KM-相连,另一端与大地相连；一般来讲，R1=R2。交流电串入直流系统后，必将在原来的直流电压上叠加一个交流信号。该信号采集后，送入采样信号调理电路，通过降压、隔离、放大、滤波等处理，调理成可被AD转换器处理的模拟信号，AD转换器将模拟信号转换为数字信号，并传输给处理器，处理器对该信号进行差分滤波运算，去除直流分量，提取交流分量，并对交流分量进行均方根运算，获得该电信号的有效值。上述进行差分滤波运算的算法如图12所示。图中Un表示采集的第η个点的电压值，un+1表示采集的第n+1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种监测交流电串入直流系统的装置，其特征在于包括 交流电量采集电路，用于提取串入到直流系统的交流电信号； 采样信号调理电路，用于对提取的交流电信号进行调理，其输入接自交流电量采集电路的输出； AD转换器，用于将调理后的交流模拟电信 号转换成数字信号，其输入接采样信号调理电路的输出； 处理器，用于对AD转换器输出的数字信号进行运算，计算串入交流电压，并进行判断，在检测到交流电串入直流系统后，发出报警并记录直流母线的电压波形。2.如权利要求I所述的监测交流电串入直流系统的装置，其特征在于 所述的交流电量采集电路包括两个平衡电阻，两个平衡电阻分别连接在直流母线正极与地之间、直流母线负极与地之间。3.如权利要求I所述的监测交流电串入直流系统的装置，其特征在于 所述的交流电量采集电路包括两个平衡电阻、至少两个由分压电阻和隔直...

【专利技术属性】
技术研发人员：南寅，王雪楠，王超，
申请(专利权)人：首瑞北京投资管理集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：