直流电源系统中的交流窜入监测装置的准确度校准方法

摘要

本发明公开了一种直流电源系统中的交流窜入监测装置的准确度校准方法，解决了在检测和评价直流电源系统中窜入交流量时存在的容易造成破坏直流系统回路及相关设备和对其准确度评价不科学的技术问题。包括直流母线（13）、220伏交流电源（14）和单相调压器（15），在直流母线（13）上卡接有输出式电流互感器（16），220伏交流电源（14）与单相调压器（15）电连接在一起，输出式电压互感器（16）的罗氏线圈（17）的一端引出线与大地连接，输出式电流互感器（16）的罗氏线圈（17）的另一端引出线（3）与单相调压器（15）的输出端连接。是检测和评价直流电源绝缘监察装置的灵敏度的一种现场简单操作方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种交流窜入监测装置的准确度校准方法，特别涉及一种在变电站的直流电源系统中窜入交流量时，直流电源系统中设置的交流窜入监测装置的监测准确度的校准方法。

背景技术

在变电站（或发电厂）中，当交流电源失电时，直流电源系统为变电站（或发电厂）的保护回路、控制回路、事故照明回路和通信设备等重要设备提供工作电源，对保证变电站各类设备安全稳定运行发挥着重要的作用。由于变电站直流电源系统供电设备繁多，馈线复杂，线缆较长，且与交流电源距离较近，在电缆绝缘等级下降或电缆进水的情况下，极易发生交流信号窜入到直流系统的情况，会导致保护装置误动作，直流系统周期性接地的故障，严重威胁到了电网的安全稳定运行。在变电站直流电源系统中应当配置有绝缘监察装置，且应具备交流窜入直流系统的告警与测记功能，当直流系统中有交流信号窜入时，应该有告警信号发出并进行相应测量和记录。运维检修部门应当对该功能进行定期检测和评价，以保证变电站的正常运行。现有技术的检测方法是断开变电站（或发电厂）的直流电源回路，并通过在该回路中施加交流量的方法，来验证交流窜入直流系统告警功能的可靠性，普遍采取的做法是将调压器直接接入直流电源回路来给直流系统提供交流分量，这种做法费时费力，存在较大的破坏直流系统回路及相关设备的安全隐患，且不具备校准交流窜入监测装置的功能。

发明内容

本发明提供了一种直流电源系统中的交流窜入监测装置的准确度校准方法，解决了在检测和评价直流电源系统交流窜入监测装置时存在的容易造成破坏直流系统回路及相关设备和不能对其准确度进行科学评价的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种变电站直流电源系统中窜入交流量的施加装置，包括直流母线、220V交流电源和单相调压器，在直流母线上卡接有输出式电流互感器，220V交流电源与单相调压器输入端连接在一起，输出式电流互感器的罗氏线圈的一端引出线接地，输出式电流互感器的罗氏线圈的另一端引出线与单相调压器的输出端连接在一起。

罗氏线圈是顺时针缠绕在上半C形铁芯和下半C形铁芯上的，在上半C形铁芯与下半C形铁芯的左端结合处设置有弹性锁扣，在弹性锁扣上方的上半C形铁芯上设置有上卡箍，在上卡箍的两卡接舌上穿接有上销轴，在弹性锁扣下方的下半C形铁芯上设置有下卡箍，在下卡箍的两卡接舌上穿接有下销轴，在上销轴上铰接有V形支架的上摆杆，在下销轴上铰接有V形支架的下摆杆，在V形支架的底端设置有螺孔，V形支架通过V形支架底端设置的螺孔与空心环氧树脂绝缘杆的右端螺接在一起，在空心环氧树脂绝缘杆中活动插接有穿心环氧树脂绝缘杆，在穿出空心环氧树脂绝缘杆右端的穿心环氧树脂绝缘杆的右端设置有橡胶垫，在V形支架的底端内侧与弹性锁扣之间设置有拉簧，在穿出空心环氧树脂绝缘杆左端的穿心环氧树脂绝缘杆的左端设置有手柄。

一种变电站直流电源系统中窜入交流量的施加方法，包括以下步骤：

第一步、将罗氏线圈顺时针缠绕在上半C形铁芯和下半C形铁芯上，在上半C形铁芯与下半C形铁芯的左端结合处设置弹性锁扣，在弹性锁扣上方的上半C形铁芯上设置上卡箍，在上卡箍的两卡接舌上穿接上销轴，在弹性锁扣下方的下半C形铁芯上设置下卡箍，在下卡箍的两卡接舌上穿接下销轴，在上销轴上铰接V形支架的上摆杆，在下销轴上铰接V形支架的下摆杆，在V形支架的底端设置螺孔，V形支架通过V形支架底端设置的螺孔与空心环氧树脂绝缘杆的右端螺接在一起，在空心环氧树脂绝缘杆中活动插接穿心环氧树脂绝缘杆，在穿出空心环氧树脂绝缘杆右端的穿心环氧树脂绝缘杆的右端设置橡胶垫，在V形支架的底端内侧与弹性锁扣之间设置拉簧，在穿出空心环氧树脂绝缘杆左端的穿心环氧树脂绝缘杆的左端设置手柄；

第二步、操作手柄向内推穿心环氧树脂绝缘杆，通过橡胶垫顶接在弹性锁扣上，将上半C形铁芯与下半C形铁芯的右端结合处开口打开，将直流母线通过右端结合处开口嵌入到输出式电流互感器的环形铁芯中，操作手柄向外拉穿心环氧树脂绝缘杆，右端结合处开口自然闭合；

第三步、将输出式电流互感器的罗氏线圈的一端引出线接地，输出式电流互感器的罗氏线圈的另一端引出线与单相调压器的输出端连接在一起；

第四步、将单相调压器的输出电压调整到0，将单相调压器与220伏交流电源连接在一起，缓慢调节单相调压器的电压调节旋钮。

一种直流电源系统中的交流窜入监测装置的准确度校准方法，其特征在于以下步骤：

第一步、将罗氏线圈顺时针缠绕在上半C形铁芯和下半C形铁芯上，在上半C形铁芯与下半C形铁芯的左端结合处设置弹性锁扣，在弹性锁扣上方的上半C形铁芯上设置上卡箍，在上卡箍的两卡接舌上穿接上销轴，在弹性锁扣下方的下半C形铁芯上设置下卡箍，在下卡箍的两卡接舌上穿接下销轴，在上销轴上铰接V形支架的上摆杆，在下销轴上铰接V形支架的下摆杆，在V形支架的底端设置螺孔，V形支架通过V形支架底端设置的螺孔与空心环氧树脂绝缘杆的右端螺接在一起，在空心环氧树脂绝缘杆中活动插接穿心环氧树脂绝缘杆，在穿出空心环氧树脂绝缘杆右端的穿心环氧树脂绝缘杆的右端设置橡胶垫，在V形支架的底端内侧与弹性锁扣之间设置拉簧，在穿出空心环氧树脂绝缘杆左端的穿心环氧树脂绝缘杆的左端设置手柄；

第二步、操作手柄向内推穿心环氧树脂绝缘杆，通过橡胶垫顶接在弹性锁扣上，将上半C形铁芯与下半C形铁芯的右端结合处开口打开，将直流母线通过右端结合处开口嵌入到输出式电流互感器的环形铁芯中，操作手柄向外拉穿心环氧树脂绝缘杆，右端结合处开口自然闭合；

第三步、将输出式电流互感器的罗氏线圈的一端引出线接地，输出式电流互感器的罗氏线圈的另一端引出线与单相调压器的输出端连接在一起；

第四步、选择一条直流母线连接测试电容，测试电容另一端接地，在测试电容的连线上设置采样电流互感器，将采样电流互感器输出端与单片机电连接在一起；

第五步、将单相调压器的输出电压调整到0，将单相调压器的输入端与220V交流电源连接在一起，缓慢调节单相调压器的电压调节旋钮；

第六步、将采样电流互感器测得的信号与直流电源系统中的交流窜入监测装置所测的信号进行比较，得出交流窜入监测装置的准确度。

本发明的交流量施加装置是采用开口型罗氏线圈做输出CT的，并采用空心环氧树脂绝缘杆和穿心环氧树脂绝缘杆相配合打开输出CT的环形开口方式，无需打开或接触直流电源回路，即可将输出CT置于直流母线上，通过电磁感应将交流量施加于直流电源回路，更加高效安全；此外，本发明采用的自动调压装置可实现对直流母线交流电压量的定值控制和实时监测，并可利用该监测值与交流窜入监测装置显示的数值进行对照校准，是检测和评价变电站直流电源系统交流窜入监测装置的一种科学有效的方法。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的交流量施加装置的结构示意图；

图3是本发明的输出式电流互感器16的操作机构的结构示意图；

图4是本发明的输出式电流互感器16的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种变电站直流电源系统中窜入交流量的施加装置，包括直流母线13、220V交流电源14和单相调压器15，在直流母线13上卡接有输出式电流互感器16，220伏交流电源14与单相调压器15输入端连接在一起，输出式电流互感器16的罗氏线圈17的一端引出线接地，输出式电流互感器16的罗氏线圈17的另一端引出线3与单相调压器15的输出端连接在一起。

罗氏线圈17是顺时针缠绕在上半C形铁芯2和下半C形铁芯1上的，在上半C形铁芯2与下半C形铁芯1的左端结合处设置有弹性锁扣12，在弹性锁扣12上方的上半C形铁芯2上设置有上卡箍10，在上卡箍10的两卡接舌上穿接有上销轴9，在弹性锁扣12下方的下半C形铁芯1上设置有下卡箍，在下卡箍的两卡接舌上穿接有下销轴，在上销轴9上铰接有V形支架8的上摆杆，在下销轴上铰接有V形支架8的下摆杆，在V形支架8的底端设置有螺孔，V形支架8通过V形支架8底端设置的螺孔与空心环氧树脂绝缘杆4的右端螺接在一起，在空心环氧树脂绝缘杆4中活动插接有穿心环氧树脂绝缘杆5，在穿出空心环氧树脂绝缘杆4右端的穿心环氧树脂绝缘杆5的右端设置有橡胶垫7，在V形支架8的底端内侧与弹性锁扣12之间设置有拉簧11，在穿出空心环氧树脂绝缘杆4左端的穿心环氧树脂绝缘杆5的左端设置有手柄6。

一种变电站直流电源系统中窜入交流量的施加方法，包括以下步骤：

第一步、将罗氏线圈17顺时针缠绕在上半C形铁芯2和下半C形铁芯1上，在上半C形铁芯2与下半C形铁芯1的左端结合处设置弹性锁扣12，在弹性锁扣12上方的上半C形铁芯2上设置上卡箍10，在上卡箍10的两卡接舌上穿接上销轴9，在弹性锁扣12下方的下半C形铁芯1上设置下卡箍，在下卡箍的两卡接舌上穿接下销轴，在上销轴9上铰接V形支架8的上摆杆，在下销轴上铰接V形支架8的下摆杆，在V形支架8的底端设置螺孔，V形支架8通过V形支架8底端设置的螺孔与空心环氧树脂绝缘杆4的右端螺接在一起，在空心环氧树脂绝缘杆4中活动插接穿心环氧树脂绝缘杆5，在穿出空心环氧树脂绝缘杆4右端的穿心环氧树脂绝缘杆5的右端设置橡胶垫7，在V形支架8的底端内侧与弹性锁扣12之间设置拉簧11，在穿出空心环氧树脂绝缘杆4左端的穿心环氧树脂绝缘杆5的左端设置手柄6；

第二步、操作手柄6向内推穿心环氧树脂绝缘杆5，通过橡胶垫7顶接在弹性锁扣12上，上半C形铁芯2和下半C形铁芯1被向右推，上卡箍10向上摆动，下卡箍向下摆动，将上半C形铁芯2与下半C形铁芯1的右端结合处开口打开，将直流母线13通过右端结合处开口嵌入到输出式电流互感器16的环形铁芯中，操作手柄6向外拉穿心环氧树脂绝缘杆5，橡胶垫7离开弹性锁扣12，拉簧11使上半C形铁芯2和下半C形铁芯1复位，右端结合处开口自然闭合；

第三步、将输出式电流互感器16的罗氏线圈17的一端引出线接地，输出式电流互感器16的罗氏线圈17的另一端引出线3与单相调压器15的输出端连接在一起；

第四步、将单相调压器15的输出电压调整到0，将单相调压器15的输入端与220V交流电源14连接在一起，缓慢调节单相调压器（15）的电压调节旋钮，并观察直流电源系统交流窜入监测装置的交流量显示和动作情况，并进行相关评价。

一种直流电源系统中的交流窜入监测装置的准确度校准方法，其特征在于以下步骤：

第一步、将罗氏线圈17顺时针缠绕在上半C形铁芯2和下半C形铁芯1上，在上半C形铁芯2与下半C形铁芯1的左端结合处设置弹性锁扣12，在弹性锁扣12上方的上半C形铁芯2上设置上卡箍10，在上卡箍10的两卡接舌上穿接上销轴9，在弹性锁扣12下方的下半C形铁芯1上设置下卡箍，在下卡箍的两卡接舌上穿接下销轴，在上销轴9上铰接V形支架8的上摆杆，在下销轴上铰接V形支架8的下摆杆，在V形支架8的底端设置螺孔，V形支架8通过V形支架8底端设置的螺孔与空心环氧树脂绝缘杆4的右端螺接在一起，在空心环氧树脂绝缘杆4中活动插接穿心环氧树脂绝缘杆5，在穿出空心环氧树脂绝缘杆4右端的穿心环氧树脂绝缘杆5的右端设置橡胶垫7，在V形支架8的底端内侧与弹性锁扣12之间设置拉簧11，在穿出空心环氧树脂绝缘杆4左端的穿心环氧树脂绝缘杆5的左端设置手柄6；

第二步、操作手柄6向内推穿心环氧树脂绝缘杆5，通过橡胶垫7顶接在弹性锁扣12上，将上半C形铁芯2与下半C形铁芯1的右端结合处开口打开，将直流母线13通过右端结合处开口嵌入到输出式电流互感器16的环形铁芯中，操作手柄6向外拉穿心环氧树脂绝缘杆5，右端结合处开口自然闭合；

第三步、将输出式电流互感器16的罗氏线圈17的一端引出线接地，输出式电流互感器16的罗氏线圈17的另一端引出线3与单相调压器15的输出端连接在一起；

第四步、选择一条直流母线13连接测试电容C1，测试电容C1另一端接地，在测试电容C1的连线上设置采样电流互感器18，将采样电流互感器18与单片机19电连接在一起；

第五步、将单相调压器15的输出电压调整到0，将单相调压器15的输入端与220V交流电源14连接在一起，缓慢调节单相调压器15的电压调节旋钮；

第六步、将采样电流互感器18测得的信号与直流电源系统中的交流窜入监测装置所测的信号进行比较，得出交流窜入监测装置的准确度。

本发明主要由三部分组成，包括交流电压采样回路、自动调压装置和交流输出回路。交流电压采样回路包括测量电容C1和采样电流互感器18，测量电容C1的作用是隔直通交，其电容值与采样电流互感器18采集的电流信号在单片机中被用于计算得到直流回路的交流电压信号，测量电容C1至少应具备直流耐压水平1000V；采样电流互感器18的作用是采集电流信号并通过导线接入自动调压装置，采样电流互感器18精度应大于等于交流窜入监测装置采样精度。自动调压装置包括信号预处理单元、单片机、触摸屏和功率驱动单元。首先通过触摸屏将直流母线交流电压定值输入至单片机；采样CT采集的电流信号通过信号预处理单元将电流信号转化为满足单片机输入要求的信号，再通过单片机的模数转换功能转化为数字信号，数字信号经过单片机的数值计算功能与测量电容C1的电容值作乘积，得到直流母线交流电压反馈值；反馈值与定值区间通过单片机数值比较功能进行比较，并根据比较结果输出相应的控制信号，若反馈值小于定值区间，则输出控制信号“升高”，若反馈值大于定值区间，则输出控制信号“降低”，若反馈值处于定值区间，则输出控制信号“停止”；控制信号经过功率驱动单元转化为符合单相自动调压器输入要求的信号。交流输出回路包括交流电源、单相自动调压器和输出式电流互感器16，交流电源为工频220V电源，为单相自动调压器提供原边侧电压；单相自动调压器根据自动调压装置给出的控制信号进行相应的电压升高、降低和停止的操作；单相自动调压器通过改变副边侧电压，进而改变输出式电流互感器16绕组内流过的电流；输出CT是一种穿心式电流互感器，直流系统回路与输出式电流互感器16形成磁路耦合，通过电磁感应的方式在直流系统回路内产生交流电流。与单片机连接的显示屏可实时显示直流母线交流电压反馈值，该反馈值可与交流窜入监测装置中交流电压值进行比较，从而实现校准功能。