通用型直流绝缘监测仪的实现方法

通用型直流绝缘监测仪的实现方法

周潮

深圳供电局有限公司，广东 深圳 501802

摘要：直流绝缘监测装置在直流系统中实时监测直流母线和直流支路的绝缘状态，在出现直流系统接地时可以上送报警信号，并且能查找出具体的接地支路。变电站内直流电源设备厂家多，直流绝缘监测装置各不相同，同一厂家不同时期的绝缘监测装置的型号也不相同，每一个厂家的设备又不能互相兼容，同一厂家不同时期的直流绝缘监测装置也不能通用，在出现直流绝缘监测装置故障时没有可替代的备件，原厂家已经停止生产，或者原厂家已经破产倒闭、有些厂家纳入公司黑名单，设备禁止进入公司，对于此种情况找不到可以替代的设备。基于直流绝缘监测装置的重要性和设备消缺带来的问题，本文提出研制一种通用型直流系统绝缘监测装置的方法，可以替代目前变电站内的所有直流绝缘监测装置。

关键词：直流绝缘监测装置；通用型；

0 引言

直流系统在变电站中主要为保护装置、自动装置、监控系统、控制回路、信号回路以及事故照明等设备提供电源。由于直流系统负荷回路繁多，分布面广，容易发生直流系统接地故障，直流系统接地可能使继电保护装置误动或者拒动，严重危及电力系统安全稳定运行。直流绝缘监测装置在直流系统中实时监测直流母线和直流支路的绝缘状态，在出现直流系统接地时可以上送报警信号，并且能查找出具体的接地支路。所以必须实时在线监测直流系统的对地绝缘状况。直流绝缘监测装置出现故障时，需要更换直流绝缘监测装置，但是原生产企业破产倒闭，或者已经不生产绝缘监测装置，或者被公司纳入黑名单，设备禁止进入公司；更换其它厂家的直流绝缘监测装置需要逐条馈线停电，拆除原直流CT，更换新的配套直流CT，工作耗时长，作业风险大，影响直流系统安全运行。

为了实现直流绝缘监测装置的可替代性，本文提出研制一种通用型直流绝缘监测装置，通过研制的直流绝缘监测装置和原设备的直流馈线的CT进行通讯，读取直流CT的数据来实现新的直流绝缘监测装置的应用，这样就可以替代原直流绝缘监测装置。

1 直流绝缘监测装置与数字型直流CT通讯

绝缘监测仪基本配置由主机以及绝缘检测直流CT构成，主机检测正负直流母线的对地电压，通过对地电压计算出正负母线对地绝缘电阻。当对地电压及对地绝缘电阻低于设定的报警值时，自动启动支路巡检功能。目前直流CT主要有两种类型，一种是数字型的直流CT，一种是模拟型直流CT。数字型直流CT 与主机采用数字信号传输，大大减少了CT与主机的连接线且使用方便，检测准确，抗干扰能力强，并能消除大电流冲击后的剩磁影响，保证CT工作的长期稳定性。数字型CT的支路漏电流检测采用直流有源CT，无需向母线注入信号。所有支路的漏电流检测同时进行，被检信号由CT采集后直接送监测仪主机，每个CT内含CPU，直接在各个CT 内部转换为数字信号，由CPU通过串行口上传至绝缘监测仪主机。本文研制的直流绝缘监测装置内可选所接CT类型，通过获取不同厂家的直流CT的通讯协议来编制对应的程序，实现绝缘监测主机和直流CT通讯，读取直流CT采集的数据。每一个CT是有自己的运行程序，每一个数字型CT有自己的ID，需要将CT上的ID号在绝缘监测仪主机中分别输入对应的支路号，否则CT不能正常通讯。

2 直流绝缘监测装置与模拟型直流CT通讯

模拟型直流CT分为电压或电流输出型CT，比如0-1V,4V,0-5V,0-20mA等，绝缘监测仪跟模拟型直流CT之间的通讯主要通过采集模块，采集模块将采集到的数据传送给直流绝缘监测仪。本文研制的直流绝缘监测仪配套的模拟型CT采集模块采用超高精度AD采样，分辨率可达到24位，采样速度为每秒7200次,可以完成高速高精度采样任务。采样模块直接采用直流系统电源供电，电压输入范围80~300（VDC），提供输出互感器所需要的±12V电源，本采样模块设有24路模拟量输入，支持模拟量最大输入电压为±10V，电压信号输入后经分压、滤波等调节后送入ADC采样，采样值经串行通讯口送给绝缘监测仪。对于使用模拟型直流CT的绝缘检测仪，可以通过更换CT采集模块，绝缘检测仪主机和新更换的CT采集模块通讯，来读取直流CT的采集数据。

3 直流绝缘监测装置安装更换

在出现直流绝缘监测装置故障时，需要更换直流绝缘监测装置，如果原直流绝缘监测装置配套的直流CT是数字型的，1、需要将直流CT的电源线的GD端接在绝缘监测主机对应接口的V-，直流CT的电源线的V+端接在绝缘监测主机对应接口的V+，2、在直流绝缘监测主机内选择直流CT的类型，选择直流CT对应的程序，目前已经将深圳奥特迅电力设备股份有限公司、深圳市金宏威技术有限责任公司、许继电源有限公司直流电源设备中的直流CT对应的程序写进直流绝缘监测主机的程序中；3、将每一个直流CT对应的ID号输入到直流绝缘监测主机中，并检查直流绝监测主机和直流CT通讯正常；4、设置直流绝缘监测仪主机中的其它参数；5、校验直流CT，在所有的CT孔串一条导线，按照母线电流流向馈线支路的方向穿过每一个直流CT，然后将该条导线的两端分别接在绝缘监测仪主机的调试接口的“I＋”“I－”端。启动接地仪，进入系统设置里面的CT校验，接地仪显示会有一条校验进度条，一分钟左右 CT 校验完成。；6、模拟直流接地，使用绝缘电阻在馈线支路的负极上实际模拟直流接地，在绝缘监测仪主机查看报警的接地支路和接地电阻大小，确认直流绝缘监测仪报出的接地支路和接地电阻正确。

如果原直流绝缘监测装置配套的直流CT是模拟型的，1、需要拆除原直流CT配套的直流CT的采集模块，安装新的直流绝缘监测仪配套的直流CT的采集模块，新的采集模块每一个可以采集24路直流支路，根据直流电源屏的实际支路安装所需要的采集模块；2、在直流绝缘监测主机内选择直流CT的类型，选择直流CT对应的程序；3、将所有采集模块的通讯线和电源线接入直流绝缘监测仪的主机中，并检查采集模块和直流绝缘监测仪主机通讯正常；4、设置直流绝缘监测仪主机中的参数；5、校验直流CT，在所有的CT孔串一条导线，按照母线电流流向馈线支路的方向穿过每一个直流CT，然后将该条导线的两端分别接在绝缘监测仪主机的调试接口的“I＋”“I－”端。启动接地仪，进入系统设置里面的CT校验，接地仪显示会有一条校验进度条，一分钟左右 CT 校验完成；6、模拟直流接地，使用绝缘电阻在馈线支路的负极上实际模拟直流接地，在绝缘监测仪主机查看报警的接地支路和接地电阻大小，确认直流绝缘监测仪报出的接地支路和接地电阻正确。

4 结语

    通用型直流绝缘监测装置可以实现快速更换原直流绝缘监测装置，并且不用更换原直流CT，极大的缩短了整个作业的时间和作业风险，并且新的通用型直流绝缘监测装置内还有绝缘预警、交流窜入监测、直流互窜监测、装置自检、传感器校准、故障录波等功能，这些功能是原直流绝缘监测装置不具备的功能，更换后的直流绝缘监测装置功能更强大，更智能化，提升了整个直流系统的安全性。