一种不同直流系统之间直流互窜检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种不同直流系统之间直流互窜检测系统及方法，系统包括设置在不同直流系统的直流母线的绝缘监测装置，所述绝缘监测装置之间通信，所述每段直流母线上均设置有平衡电桥电路，所述平衡桥电路设置有切换开关，使平衡桥电路切换于平衡状态和非平衡状态，本发明专利技术基于两直流电源系统发生互窜时，互连的两个极电压接近一致，当本侧系统进行不平衡桥的投切时，对侧系统电压也随之发生变化，基于此现象，判断直流互窜，并选出互窜支路。

【技术实现步骤摘要】
一种不同直流系统之间直流互窜检测系统及方法
本专利技术涉及一种不同直流系统之间直流互窜检测系统及方法。
技术介绍
直流系统是变电站的重要组成部分，也是变电站安全的保证。两套直流系统即两母线分列运行是220KV及以上变电站常用的模式。然而，由于误接线、误碰、装置性能下降等容易引起母线直流互窜，直流互窜是两个直流系统之间互相短路影响各自的绝缘检测的一种情况。因为涉及到两个直流系统，互窜比较难以鉴定。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提出了一种不同直流系统之间直流互窜检测系统及方法，本专利技术基于两直流电源系统发生互窜时，互连的两个极电压接近一致，当本侧系统进行不平衡桥的投切时，对侧系统电压也随之发生变化，基于此现象，判断直流互窜，并选出互窜支路。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种不同直流系统之间直流互窜检测系统，包括设置在不同直流系统的直流母线的绝缘监测装置，所述绝缘监测装置之间通信，所述每段直流母线上均设置有平衡电桥电路，所述平衡桥电路设置有切换开关，使平衡桥电路切换于平衡状态和非平衡状态。所述不同直流系统的平衡电桥电路为级间同时连接。所述不同直流系统的平衡电桥电路为级间单侧连接。所述绝缘监测装置之间通过总线或网线连接。平衡电桥的桥电阻值与直流电压等级相配合，当直流电压等级为220V，平衡桥电阻阻值为30kΩ-50kΩ，当直流电压等级为110V，平衡桥电阻阻值为15kΩ-30kΩ。基于上述系统的检测方法，包括以下步骤：(1)一端直流系统的直流母线发起直流互窜检测启动命令，判断另一端直流系统是否满足直流互窜检测条件，如果是，则进入步骤(2)，否则等待；(2)采样发起检测方的一次电压，并发送到另一端直流系统，同时采集其一次电压；(3)将发起检测方的直流系统的平衡桥电路切换至非平衡状态；(4)采集发起检测方的二次电压，并发送到另一端直流系统，同时采集其二次电压；(5)将发起检测方的直流系统的平衡桥电路恢复至平衡状态；(6)计算两端直流系统的二次电压与一次电压的绝对差值，根据绝对差值，判断是否有交流混入以及混入的直流系统。所述步骤(1)中，当对侧直流系统不处在直流互窜检测过程中并且无正在进行的平衡桥的切换动作。所述步骤(2)中，一次电压包括每一端直流系统的母线电压和母线负电压。所述步骤(4)中，二次电压包括每一端直流系统的母线电压和母线负电压。所述步骤(6)中，本侧判定有交流混入的条件为：响应检测命令一端的直流系统的母线电压波动小于设定值且母线负电压波动大于设定值。所述步骤(6)中，对侧判定有交流混入的条件为：发起检测命令一端的直流系统的母线电压波动小于设定值且母线负电压波动大于设定值。本专利技术的有益效果为：(1)系统结构简单，采用两台主机通信的方式进行检测系统，在线路部署及设备安装上比较简单方便，不容易出错。(2)采用不平衡桥切换的方式，进行直流互窜的判断。不需要额外引入电流电压信号，增加了系统的稳定性和安全性。根据桥切换后的电压变化进行直流互窜的判定这种方法，在直流互窜的情况下，电压波动明显，判断比较准确。附图说明图1为本专利技术的系统接线示意图；图2为本专利技术的互窜检测过程示意图；图3为本专利技术的极间等电阻连接示意图；图4为本专利技术的等电阻连接等效示意图；图5为本专利技术的等电阻连接根据叠加原理等效电路①示意图；图6为本专利技术的等电阻连接根据叠加原理等效电路①简化示意图；图7为本专利技术的等效三角形接线示意图；图8为本专利技术的等效三角形接线电路简化示意图；图9为本专利技术的电路②简化示意图。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。两直流电源系统发生互窜时，互连的两个极电压接近一致。当本侧系统进行不平衡桥的投切时，对侧系统电压也随之发生变化，基于此现象，判断直流互窜，并选出互窜支路。如图1所示，两段直流系统母线上分别布置一台绝缘监察装置。两台绝缘监察装置之间通过通信线进行连接。通信线可以是网线，RS485线，或者RS232线。两个直流系统分别如图所示布置平衡桥。桥电阻选择依据：1)平衡桥电阻阻值不能太大，否则漏电流很小，加大测量难度。2)不平衡桥电阻值太大，引起电压波动小，会影响漏电流的采集。因此推荐电阻如下：直流电压等级220V110V平衡桥电阻阻值30kΩ-50kΩ15kΩ-30kΩ不平衡桥电阻阻值5*(30kΩ-50kΩ)5*(15kΩ-30kΩ)如图2所示，互窜检测过程包括：1)由一端(本侧)发起直流互窜检测启动命令。2)如果对端满足直流互窜检测条件，则采样本侧一次电压(V1_1(母线电压)，V1_1n(母线负电压))并发送到对侧，同时读取对端一次电压(V2_1(母线电压)，V2_1n(母线负电压))。3)切非平衡桥(J2合)。4)采样本侧二次电压(V1_2(母线电压)，V1_2n(母线负电压))并发送到对侧，同时读取对端二次电压(V2_2(母线电压)，V2_2n(母线负电压))。5)恢复非平衡桥(J2开)。进行直流互窜计算判断。本侧判定有交流混入的条件为V2_2-V2_1的绝对值(对侧母线电压波动)小于2V且V2_2n-V2_1n的绝对值(对侧母线负电压波动)大于2V。对侧判定有交流混入的条件为V1_2–V1_1的绝对值(本侧发送的母线电压波动)小于2V且V1_2n–V1_1n的绝对值(本侧发送的母线负电压波动)大于2V。1)极间同时连接a.极间平行，等电阻，不等电阻出现互连，当切换不平衡桥时，出现电压波动较大。b.极间交叉，电阻值较大且接近时，切换不平衡桥。c.极间交叉，一导线连接，一电阻较大连接。导线连接极电压0V，电阻连接极电压220V和-220V。d.极间交叉，小电阻或者导线连接。短路。2)极间单连接a.同极间单连接，可以通过不平衡桥切换间接检测出来。b.不同极间单连接会判为之路接地。如图3所示，以极间等电阻连接为例：并取V1＝V2＝220V，R1＝R2＝R5＝R6＝30kΩ，R3＝R4＝R7＝R8＝150kΩ，R9＝R10＝10kΩ。J1合闸，等效电路如图4所示：根据叠加原理等效为电路①和电路②：其中电路①如图5所示，简化为图6，其中R13＝R1//R3＝25kΩ，R56＝R5//R6＝15kΩ将R9，R10，R56等效为三角形接线，如图7所示，根据公式：R12＝(R1*R2+R2*R3+R1*R3)/R3R13＝(R1*R2+R2*R3+R1*R3)/R2R23＝(R1*R2+R2*R3+R1*R3)/R1计算出:R△12＝40kΩR△13＝400/15kΩR△23＝40kΩ电路简化为图8所示，其中：R_1＝R13//R△12＝15.385kΩR_2＝R2//R△23＝17.143kΩR_3＝R△13＝26.667kΩ根据串并联电路原理，解得：V1+＝104.05V；V1-＝-115.95V。同理电路②简化后，如图9所示，解得：V2+＝105.54V；V2-＝-114.46V。正常情况下，初始值为V1+＝110V，V1-＝-110V，V2+＝110V，V2-＝-110.无互窜时，不平衡桥切换，电压如下：有互窜时，电压有如下变化：R9，R10＝10KV1+V1-V2+V2-J1合104.058-104.058105.546-114.454J2合115.942-115.942114本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不同直流系统之间直流互窜检测系统，其特征是：包括设置在不同直流系统的直流母线的绝缘监测装置，所述绝缘监测装置之间通信，所述每段直流母线上均设置有平衡电桥电路，所述平衡桥电路设置有切换开关，使平衡桥电路切换于平衡状态和非平衡状态。

【技术特征摘要】
1.一种不同直流系统之间直流互窜检测系统，其特征是：包括设置在不同直流系统的直流母线的绝缘监测装置，所述绝缘监测装置之间通信，所述每段直流母线上均设置有平衡电桥电路，所述平衡桥电路设置有切换开关，使平衡桥电路切换于平衡状态和非平衡状态。2.如权利要求1所述的一种不同直流系统之间直流互窜检测系统，其特征是：所述不同直流系统的平衡电桥电路为级间同时连接。3.如权利要求1所述的一种不同直流系统之间直流互窜检测系统，其特征是：所述不同直流系统的平衡电桥电路为级间单侧连接。4.如权利要求1所述的一种不同直流系统之间直流互窜检测系统，其特征是所述绝缘监测装置之间通过总线或网线连接。5.如权利要求1所述的一种不同直流系统之间直流互窜检测系统，其特征是平衡电桥的桥电阻值与直流电压等级相配合，当直流电压等级为220V，平衡桥电阻阻值为30kΩ-50kΩ，当直流电压等级为110V，平衡桥电阻阻值为15kΩ-30kΩ。6.基于如权利要求1-5中任一项所述的系统的检测方法，其特征是：包括以下步骤：(1)一端直流系统的直流母线发起直流互窜检测启动命令，判断另一端直流系统是否满足直流互窜检测条件，如果是，则进入步骤(2)，否则等待...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志周，曹淑英，何军田，宋成磊，王秉钧，傅孟潮，巩方波，张晓花，
申请(专利权)人：山东鲁能智能技术有限公司，国网山东省电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37