一种直流系统寄生回路的检测装置及方法与流程

本发明涉及直流系统故障检测技术，具体涉及一种直流系统寄生回路的检测装置及方法。

背景技术：

直流电源系统是给保护提供动力电源的系统，它的稳定性、可靠性如何，直接影响保护的工作状况。直流电源系统的安全运行是变电站保护及控制系统的保障，是继电保护设备能够发挥正常作用的生命线，其重要性不言而喻。而影响直流电源系统稳定性、可靠性的因素之一便是寄生回路。目前，在变电站的直流电源系统运行过程中，时常由于线路施工、设备维护以及设备故障等原因，导致一些装置的供电回路出现寄生回路的情况，寄生回路的危害程度是非常大的，轻则使设备运行处于不正常工作状态，为运行人员提供错误信息，给设备维护、检修，故障排查等带来极大的困扰和难度。甚至还会带来触电或损坏设备的风险，从而对正常运行操作和故障处理带来极大的困难。重则引起继电保护误动或拒动，酿成大面积停电事故甚至设备损坏。

目前国内还没有相关的专门寄生回路检测的装置。现在的寄生回路检查方法还是要依靠工作人员严格按照继保原理对回路进行检查，再考虑到变电站不可能随时随地停电，排查的过程就会变得非常的复杂。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种直流系统寄生回路的检测装置及方法，具体技术方案如下：

一种直流系统寄生回路的检测装置，包括主机、若干检测模块、若干电流互感器；所述电流互感器安装在直流系统的各馈线支路上，用于检测直流系统的馈线支路上的电流大小；所述检测模块用于采集电流互感器的检测信号，并根据电流互感器的检测信号判断直流系统的对应馈线支路是否存在寄生回路，若存在寄生回路，则将存在寄生回路的直流系统的对应馈线支路位置发送至主机；所述主机用于接收检测模块输出的存在寄生回路的直流系统的对应馈线支路位置，并进行显示和告警；若干电流互感器分别与检测模块连接；若干检测模块分别与主机连接。

优选地，所述检测模块包括电流互感器采集接口、信号放大处理单元、检测模块mcu单元、地址拨码器、检测模块485收发器、检测模块485通信接口；

所述电流互感器采集接口与若干电流互感器连接，用于采集若干电流互感器的检测信号；

所述信号放大处理单元与电流互感器采集接口连接，用于对电流互感器采集接口采集的电流互感器的检测信号进行放大处理；

所述检测模块mcu单元分别与地址拨码器、信号放大处理单元、检测模块485收发器连接；所述检测模块485收发器与检测模块485通信接口连接，所述检测模块485通信接口与主机连接；

所述检测模块mcu单元用于根据经过信号放大处理单元处理后的电流互感器的检测信号进行判断直流系统的对应馈线支路是否存在寄生回路，若存在寄生回路，则将存在寄生回路的直流系统的对应馈线支路位置依次通过检测模块485收发器、检测模块485通信接口发送至主机；

所述地址拨码器用于定义检测模块的地址。

优选地，所述检测模块mcu单元包括ad采集单元、存储单元；所述ad采集单元的输入端与信号放大处理单元的输出端连接，所述ad采集单元的输出端与检测模块mcu单元连接，所述ad采集单元用于对经过信号放大处理单元处理后的电流互感器的检测信号进行ad转换，并将经过ad转换后的电流互感器的检测信号输入至检测模块mcu单元进行处理；

所述存储单元与检测模块mcu单元连接，用于存储检测模块mcu单元处理后的电流互感器的检测信号。

优选地，所述地址拨码器包括4位拨码开关，用于定义16个检测模块的地址。

优选地，所述电流互感器采集接口为16通道的电流互感器采集接口，用于与16个电流互感器连接；所述信号放大处理单元为16路信号放大处理单元，用于同时对16个电流互感器的检测信号进行放大处理。

优选地，所述主机包括主机485通信接口、主机485收发器、主机mcu单元、告警输出单元、lcd显示单元；

所述主机485通信接口、主机485收发器、主机mcu单元依次连接；

所述主机mcu单元分别与告警输出单元、lcd显示单元连接；

所述主机mcu单元依次通过主机485通信接口、主机485收发器接收检测模块输出的存在寄生回路的直流系统的对应馈线支路位置，并通过告警输出单元输出告警信息，通过lcd显示单元显示具体的告警信息。

优选地，所述主机mcu单元包括主机存储单元，用于存储检测模块输出的存在寄生回路的直流系统的对应馈线支路位置以及对应的告警信息。

一种直流系统寄生回路的检测方法，包括以下步骤：

s1：将若干电流互感器安装在直流系统的各馈线支路上，每16个电流互感器与1个检测模块连接，主机与多个检测模块连接；

s2：检测模块采集各个电流互感器的检测信号，并判断对应电流互感器的检测信号大小是否为0；

s3：如果对应电流互感器的检测信号的大小为0，则该电流互感器安装所在的馈线支路不存在寄生回路，如果对应电流互感器的检测信号的大小不为0，则该电流互感器安装所在的馈线支路存在寄生回路；检测模块将对应馈线支路所在的位置发送给主机；

s4：主机根据检测模块输出的对应馈线支路所在的位置进行存储、显示，并进行告警输出。

本发明的有益效果为：本发明提供了一种直流系统寄生回路的检测装置及方法，通过电流互感器检测电流的变化来检测同一套直流系统内馈线之间是否产生寄生回路，当发生寄生回路故障后，装置能马上告警并提示寄生回路所产生的馈线支路，以便运行人员及时处理，如此将大大缩短寄生回路存在的时间，减小系统运行风险。

附图说明

图1为检测模块的原理图；

图2为主机的原理图；

图3为本发明的检测方法的原理图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

一种直流系统寄生回路的检测装置，包括主机、若干检测模块、若干电流互感器；电流互感器安装在直流系统的各馈线支路上，用于检测直流系统的馈线支路上的电流大小；检测模块用于采集电流互感器的检测信号，并根据电流互感器的检测信号判断直流系统的对应馈线支路是否存在寄生回路，若存在寄生回路，则将存在寄生回路的直流系统的对应馈线支路位置发送至主机；主机用于接收检测模块输出的存在寄生回路的直流系统的对应馈线支路位置，并进行显示和告警；若干电流互感器分别与检测模块连接；若干检测模块分别与主机连接。

如图1所示，检测模块包括16通道的电流互感器采集接口、16路信号放大处理单元、检测模块mcu单元、地址拨码器、检测模块485收发器、检测模块485通信接口、

16通道的电流互感器采集接口与16个电流互感器连接，用于采集16个电流互感器的检测信号；

16路信号放大处理单元与16通道的电流互感器采集接口连接，用于对16通道的电流互感器采集接口采集的16个电流互感器的检测信号进行放大处理；

检测模块mcu单元分别与地址拨码器、信号放大处理单元、检测模块485收发器连接；检测模块485收发器与检测模块485通信接口连接，检测模块485通信接口与主机连接；

检测模块mcu单元用于根据经过16路信号放大处理单元处理后的电流互感器的检测信号进行判断直流系统的对应馈线支路是否存在寄生回路，若存在寄生回路，则将存在寄生回路的直流系统的对应馈线支路位置依次通过检测模块485收发器、检测模块485通信接口发送至主机；

地址拨码器用于定义检测模块的地址，地址拨码器包括4位拨码开关，可以定义16个检测模块的地址，以便主机与16个检测模块连接。

其中，16通道的电路互感器采集接口采用了16个rj11水晶头接口，16路信号放大处理单元采用了4片lm224运算放大器芯片，每个芯片有4路单独的放大电路单元，地址拨码器采用了4位的拨码器开关，可以定义出16种不同的开关状态。检测模块485收发器采用了adm2483芯片。

检测模块mcu单元包括ad采集单元、存储单元；ad采集单元的输入端与信号放大处理单元的输出端连接，ad采集单元的输出端与检测模块mcu单元连接，ad采集单元用于对经过信号放大处理单元处理后的电流互感器的检测信号进行ad转换，并将经过ad转换后的电流互感器的检测信号输入至检测模块mcu单元进行处理；存储单元与检测模块mcu单元连接，用于存储检测模块mcu单元处理后的电流互感器的检测信号。检测模块mcu单元采用了st公司的stm32系列单片机中的stm32f103rbt6作为mcu，主频高达168mhz，检测模块mcu单元通过芯片内部自带的16路12位的ad采集单元依次对应依次与16路信号放大处理单元和16路通道的电流互感器采集接口相连，分别采集16路的电流互感器感应到的电流信息。

如图2所示，主机包括主机485通信接口、主机485收发器、主机mcu单元、告警输出单元、lcd显示单元；

主机485通信接口、主机485收发器、主机mcu单元依次连接；

主机mcu单元分别与告警输出单元、lcd显示单元连接；

主机mcu单元依次通过主机485通信接口、主机485收发器接收检测模块输出的存在寄生回路的直流系统的对应馈线支路位置，并通过告警输出单元输出告警信息，通过lcd显示单元显示具体的告警信息。

其中，主机mcu单元包括主机存储单元，用于存储检测模块输出的存在寄生回路的直流系统的对应馈线支路位置以及对应的告警信息。主机mcu单元选择了st公司的stm32系列单片机中的stm32f103rbt6作为mcu，，主频高达168mhz。

每个主机与16个检测模块连接，每个检测模块可与16个电流互感器连接。主机485收发器采用了adm2483芯片，告警输出单元通过继电器输出空节点信号，lcd显示单元采用7寸带触摸功能的液晶显示屏，型号：dc80480b070_05。

一种直流系统寄生回路的检测方法，包括以下步骤：

s1：将若干电流互感器安装在直流系统的各馈线支路上，每16个电流互感器与1个检测模块连接，主机与16个检测模块连接；

s2：检测模块采集各个电流互感器的检测信号，并判断对应电流互感器的检测信号大小是否为0；

s3：如果对应电流互感器的检测信号的大小为0，则该电流互感器安装所在的馈线支路不存在寄生回路，如果对应电流互感器的检测信号的大小不为0，则该电流互感器安装所在的馈线支路存在寄生回路；检测模块将对应馈线支路所在的位置发送给主机；

s4：主机根据检测模块输出的对应馈线支路所在的位置进行存储、显示，并进行告警输出。

如图3所示，当k为断开状态时，即寄生回路i5=0，所以负载a的正、负极负荷电流i1与i2、负载b的正、负极负荷电流i3与i4大小相等，方向相反，即i1-i2=0，i3-i4=0。因此安装在负载a、负载b的供电回路中的电流互感器ct1、ct2检测到该馈线正、负极负荷电流的漏电流为0，即可判定这两个负载的供电回路不存在寄生回路；当负载a、负载b的供电回路发生非正常电气连接，即k闭合状态时，i5不等于0，由于存在寄生回路电流i5不等于0的原因，从而导致了负载a和负载b的正、负极负荷电流i1–i2≠0，i3–i4≠0，因此安装在负载a、负载b的供电回路中的电流互感器ct1、ct2检测到该馈线正、负极负荷电流的漏电流不为0，即可判定这两个负载的供电回路存在寄生回路故障。

本发明不局限于以上的具体实施方式，以上仅为本发明的较佳实施案例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。