本實(shí)用新型涉及直流系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防直流倒方式操作失電的監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

直流系統(tǒng)在發(fā)電廠、變電站中占有非常重要的地位，其為各種保護(hù)、信號(hào)、合閘操作等裝置提供直流電源。只要變電站直流系統(tǒng)投運(yùn)，在任何情況下，都不可以出現(xiàn)母線失電的情況，如果出現(xiàn)母線失電的情況，保護(hù)裝置會(huì)掉電造成低壓閉鎖或者拒動(dòng)，產(chǎn)生不可預(yù)計(jì)的嚴(yán)重后果。

國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施亦明確規(guī)定應(yīng)定期對(duì)直流充電裝置的穩(wěn)壓精度、穩(wěn)流精度和紋波系數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)，定期對(duì)蓄電池組進(jìn)行核對(duì)性放電試驗(yàn)。對(duì)于雙套直流配置的變電站，在按規(guī)定進(jìn)行定期試驗(yàn)時(shí)需要進(jìn)行直流倒方式操作，將待試驗(yàn)的一套直流設(shè)備退出運(yùn)行，由另外一套直流設(shè)備帶兩段直流母線。進(jìn)行直流倒方式操作時(shí)如果造成變電站直流母線失電將直接導(dǎo)致本站繼電保護(hù)裝置和測(cè)控裝置等因失電而無法工作。因此，在進(jìn)行直流倒方式操作時(shí)，準(zhǔn)確的判斷母聯(lián)、母投的開關(guān)狀態(tài)極其重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題中的不足，本實(shí)用新型的目的在于：提供一種防直流倒方式操作失電的監(jiān)測(cè)裝置，能夠準(zhǔn)確的判斷兩段母線的母聯(lián)、母投開關(guān)是否閉合，為倒方式操作提供可靠依據(jù)，防止在直流倒方式操作過程中失電。

本實(shí)用新型為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

所述防直流倒方式操作失電的監(jiān)測(cè)裝置，包括CPU，與CPU相連接的檢測(cè)模塊、放電模塊、電壓采集模塊、電流采集模塊以及與上位機(jī)進(jìn)行通信的通信模塊；所述檢測(cè)模塊主要由穩(wěn)壓二極管D2、D3和電阻R8串聯(lián)組成；所述放電模塊主要由直流大功率繼電器K、絕緣柵雙極型晶體管IGBT和黃金電阻R9組成；所述電壓采集模塊包括分壓電路、光耦隔離電路、電壓跟隨電路和濾波電路；所述電流采集模塊包括電流互感器、分壓電路、電壓跟隨電路、負(fù)壓抬升電路和濾波電路。

進(jìn)一步優(yōu)選，電壓采集模塊中的分壓電路主要包括電阻R1和R2，光耦隔離電路主要包括線性光耦，電壓跟隨電路主要包括運(yùn)算放大器，電壓采集模塊的濾波電路主要包括電阻R6與電容C2。

進(jìn)一步優(yōu)選，電流采集模塊的分壓電路主要包括電阻R1′和R2′，電壓跟隨電路主要包括運(yùn)算放大器，濾波電路主要包括電阻R7′與電容C4′。

所述防直流倒方式操作失電的檢測(cè)方法，包括以下步驟：

(1)測(cè)量I、II段正負(fù)母線W1+、W1-、W2+、W2-的對(duì)地電壓，若各段對(duì)地電壓正常，則判定I段母投開關(guān)K1和II段母投開關(guān)K2閉合，進(jìn)入下一步驟，若不正常，停止測(cè)試，查看母聯(lián)開關(guān)K3、I、II段母投開關(guān)K1、K2的接線；

(2)在I段正母線W1+和II段負(fù)母線W2-之間投入檢測(cè)模塊進(jìn)行檢測(cè)，若I段正母線W1+電壓降低，I段負(fù)母線W1-電壓升高，則判斷為母聯(lián)開關(guān)K3斷開，檢查母聯(lián)開關(guān)K3以及I、II段母投開關(guān)K1、K2的接線，否則進(jìn)入下一步驟；

(3)在I段正母線W1+和II段負(fù)母線W2-之間投入放電模塊，同時(shí)測(cè)量母聯(lián)開關(guān)K3處流過的電流，若沒有電流則判定母聯(lián)開關(guān)K3斷開；若有電流則判定母聯(lián)開關(guān)K3閉合；

(4)測(cè)量I、II段正負(fù)母線W1+、W1-、W2+、W2-的對(duì)地電壓，若各段對(duì)地電壓正常，則判定I段母投開關(guān)K1和II段母投開關(guān)K2閉合，進(jìn)入下一步驟，若不正常，停止測(cè)試，查看母聯(lián)開關(guān)K3、I、II段母投開關(guān)K1、K2的接線；

(5)在I段負(fù)母線W1-和II段正母線W2+之間投入檢測(cè)模塊進(jìn)行檢測(cè)，若II段正母線W2+電壓降低，II段負(fù)母線W2-電壓升高，則判斷為母聯(lián)開關(guān)K3斷開，檢查母聯(lián)開關(guān)K3以及I、II段母投開關(guān)K1、K2的接線，否則進(jìn)入下一步驟；

(6)在I段負(fù)母線W1-和II段正母線W2+之間投入放電模塊，同時(shí)測(cè)量母聯(lián)開關(guān)K3處流過的電流，若沒有電流則判定母聯(lián)開關(guān)K3斷開；若有電流則判定母聯(lián)開關(guān)K3閉合；

(7)若步驟(3)和步驟(6)中均判定母聯(lián)開關(guān)K3閉合，則判定母聯(lián)開關(guān)K3閉合，若其中任一判定母聯(lián)開關(guān)K3斷開，則判定為母聯(lián)開關(guān)K3斷開。

進(jìn)一步優(yōu)選，步驟(3)和步驟(6)中主要使用電流互感器TA測(cè)量母聯(lián)開關(guān)K3處流過的電流。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型能夠準(zhǔn)確的判斷兩段母線的母聯(lián)、母投開關(guān)是否閉合，為倒方式操作提供可靠依據(jù)，防止在直流倒方式操作過程中失電，能夠有效的避免事故的發(fā)生。

附圖說明

圖1本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)框圖；

圖2本實(shí)用新型檢測(cè)原理圖；

圖3本實(shí)用新型電壓采集模塊電路圖；

圖4本實(shí)用新型電流采集模塊電路圖；

圖5本實(shí)用新型檢測(cè)模塊電路圖；

圖6本實(shí)用新型放電模塊電路圖；

圖7本實(shí)用新型開關(guān)判斷流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步描述：

如圖1-6所示，本實(shí)用新型所述防直流倒方式操作失電的監(jiān)測(cè)裝置，包括CPU，與CPU相連接的檢測(cè)模塊、放電模塊、電壓采集模塊、電流采集模塊以及與上位機(jī)進(jìn)行通信的通信模塊，通信模塊采用485總線方式與上位機(jī)進(jìn)行通信，遵循MODBUS協(xié)議；CPU控制檢測(cè)模塊和放電模塊的投入和切斷，同時(shí)根據(jù)電壓和電流采集模塊采集的數(shù)據(jù)，最終確定母聯(lián)開關(guān)K3以及I、II段母投開關(guān)K1、K2是否閉合，CPU可以選取STM32F103RCT6。

所述檢測(cè)模塊主要由穩(wěn)壓二極管D2、D3和電阻R8串聯(lián)組成，具體的可以由兩個(gè)100V穩(wěn)壓二極管和一個(gè)200kΩ的電阻組成，用于I、II段母線不同段間異極導(dǎo)通。

所述放電模塊主要由直流大功率繼電器K、絕緣柵雙極型晶體管IGBT和黃金電阻R9組成，用于I、II段母線不同段間異極放電，確定母聯(lián)開關(guān)K3是否閉合，其中黃金電阻R9可以采用50W50Ω，四個(gè)電阻串聯(lián)，經(jīng)測(cè)試可以短時(shí)放電4秒鐘，測(cè)試間隔時(shí)間在1分鐘以上讓黃金電阻充分散熱，直流大功率繼電器K可以采用HFE18V-20/450-24-H2，最大切換電流20A、最大切換電壓值450V，IGBT優(yōu)選FGW75N60HD，最高電壓600V，最大電流70A。

所述電壓采集模塊包括分壓電路、光耦隔離電路、電壓跟隨電路和濾波電路，主要實(shí)時(shí)采集I、II段正負(fù)母線W1+、W1-、W2+、W2-的對(duì)地電壓，共六路，具體的，采集的電壓信號(hào)通過R1、R2電阻分壓，分壓后的信號(hào)通過運(yùn)放MCP6002進(jìn)入HCNR201線性光耦隔離輸入端，光耦輸出通過電壓跟隨器輸出隔離后的電壓信號(hào)，然后通過R6與C2組成的一階RC濾波電路進(jìn)入AD采集芯片AD7266。

所述電流采集模塊包括電流互感器、分壓電路、電壓跟隨電路、負(fù)壓抬升電路和濾波電路，主要用于采集母聯(lián)開關(guān)K3處的電流值，具體的，電流互感器采用SC1V-50A/5V，電流傳感器的輸入電壓經(jīng)兩個(gè)前端47K精度1‰電阻R1′和R2′分壓后，電壓通過VREF抬高1.25V然后通過電阻R7′與電容C4′組成的濾波電路，最后進(jìn)入AD采集芯片AD7266。

另外，CPU還與溫度采集模塊相連接，溫度采集模塊用于實(shí)時(shí)采集環(huán)境溫度。

如圖7所示，所述防直流倒方式操作失電的檢測(cè)方法，包括以下步驟：

(1)測(cè)量I、II段正負(fù)母線W1+、W1-、W2+、W2-的對(duì)地電壓，若各段對(duì)地電壓正常，則判定I段母投開關(guān)K1和II段母投開關(guān)K2閉合，進(jìn)入下一步驟，若不正常，停止測(cè)試，查看母聯(lián)開關(guān)K3、I、II段母投開關(guān)K1、K2的接線；

(2)在I段正母線W1+和II段負(fù)母線W2-之間投入檢測(cè)模塊進(jìn)行檢測(cè)，若I段正母線W1+電壓降低，I段負(fù)母線W1-電壓升高，則判斷為母聯(lián)開關(guān)K3斷開，檢查母聯(lián)開關(guān)K3以及I、II段母投開關(guān)K1、K2的接線，否則進(jìn)入下一步驟；

(3)在I段正母線W1+和II段負(fù)母線W2-之間投入放電模塊，同時(shí)測(cè)量母聯(lián)開關(guān)K3處流過的電流，若沒有電流則判定母聯(lián)開關(guān)K3斷開；若有電流則判定母聯(lián)開關(guān)K3閉合；

(4)測(cè)量I、II段正負(fù)母線W1+、W1-、W2+、W2-的對(duì)地電壓，若各段對(duì)地電壓正常，則判定I段母投開關(guān)K1和II段母投開關(guān)K2閉合，進(jìn)入下一步驟，若不正常，停止測(cè)試，查看母聯(lián)開關(guān)K3、I、II段母投開關(guān)K1、K2的接線；

(5)在I段負(fù)母線W1-和II段正母線W2+之間投入檢測(cè)模塊進(jìn)行檢測(cè)，若II段正母線W2+電壓降低，II段負(fù)母線W2-電壓升高，則判斷為母聯(lián)開關(guān)K3斷開，檢查母聯(lián)開關(guān)K3以及I、II段母投開關(guān)K1、K2的接線，否則進(jìn)入下一步驟；

(6)在I段負(fù)母線W1-和II段正母線W2+之間投入放電模塊，同時(shí)測(cè)量母聯(lián)開關(guān)K3處流過的電流，若沒有電流則判定母聯(lián)開關(guān)K3斷開；若有電流則判定母聯(lián)開關(guān)K3閉合；

(7)若步驟(3)和步驟(6)中均判定母聯(lián)開關(guān)K3閉合，則判定母聯(lián)開關(guān)K3閉合，若其中任一判定母聯(lián)開關(guān)K3斷開，則判定為母聯(lián)開關(guān)K3斷開。

其中，步驟(3)和步驟(6)中主要使用電流互感器TA測(cè)量母聯(lián)開關(guān)K3處流過的電流。