一种简易型交流窜入直流监测报警装置的制作方法

本实用新型涉及一种电气监测仪表，具体地说是一种可以用来监测变电站直流系统中窜入交流电压幅值的仪表。

背景技术：

变电站直流系统发生交流窜入直流故障时，危害极大，有可能引起保护误动，造成大面积停电事故。《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》(修订版第5.1.1.18条)规定：“严防交流窜入直流故障出现”，“原有的直流绝缘监测装置应逐步进行改造，使其具备交流窜直流故障的测记和报警功能”，我国2014年制定的《直流电源系统绝缘监测装置技术条件》规定：“当直流系统发生有效值10V及以上的交流窜电故障时，产品应能发出交流窜电故障告警信息，并显示窜入交流电压的幅值”。

目前使用的电网中，2014年之前出厂的直流设备中，一般都不具有交流窜入直流报警功能，而这些设备还会在电网中运行较长的年限，为此，如何对此类设备进行简单改造，以满足交流窜入直流时能具有报警功能，已成为迫在眉捷的事情。

技术实现要素：
：

本实用新型的目的在于：提供一种简易型交流窜入直流监测报警装置，该装置安装在无交流窜入直流报警功能的220V直流系统中使用，可以用来监测变电站直流系统中交流窜入电压幅值，当交流电压窜入幅值超过设定的报警参数值时，可发出报警信号。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型之简易型交流窜入直流监测报警装置，主要由主板、人机对话面板、电源模块、报警输出系统组成。主板与人机对话面板、电源模块、报警输出系统之间电路连接。

该装置整体外观呈长方体状，主板处于底部，人机对话面板位于前面，电源模块、报警输出系统位于上部靠装置背板处。

主板，为一只集成式印刷电路板，采用目前常用的基于单片机的交流数字采样技术，主要对输入量进行测量并完成相关功能的处理。

该主板属于已有技术，主要依靠电路板布置的芯片AD574和芯片 AT89C51完成相关功能：芯片AD574的主要作用是对经过衰减电路处理的被测量进行交流采样，芯片AT89C51对采集得到的交流量进行处理、程序运算并驱动数码显示管实时显示，同时将该实时交流电压幅值同设定的报警参数值比较：当实时交流电压幅值大于设定的报警参数值时，控制报警输出模块输出告警接点，同时点亮人机对话面板上的告警灯。

人机对话面板，主要用于显示交流窜入幅值以及对报警参数进行整定，由数码显示管、告警灯和按键组成，均通过电路分别同主板连接，完成各自功能：这三个部件均安装在装置的前面板上。

所述电源模块：其功能是将输入的装置电源变为DC5V、DC9V、 DC24V直流电源，供LED数码管、主板等使用。

所述报警输出模块：其功能由两只HT3F型继电器完成，输出无源空接点，供变电站远动信号上传使用。

本装置在现场安装使用时，采用两套装置分别接入直流正负母线。该装置的优点在于：避免了因表计内部故障(如发热烧毁)导致直流母线极间短路，表计内部故障最大影响为导致直流母线单极接地。

本实用新型的工作原理是：

主板对含有交流分量的直流输入量进行数字采样，通过数字滤波后，计算出交流电压幅值，并将该交流电压幅值通过数码显示管显示——用来监测变电站直流系统中交流窜入电压幅值。由于本实用新型工作电源为AC 70V-260V(DC 70V-360V)，因此被测量的输入量同时可以作为装置电源。使用时，采用两套交流窜入直流监测报警装置，分别接入220V直流系统正负母线，将测量输入端和装置电源端子并联接线即可。交流窜入电压报警参数值可以使用按键整定，正常情况下可设置为10V。

该装置的优点在于：

该交流窜入直流监测报警装置，可在无交流窜入直流报警功能的 220V直流系统使用。一般交流电源窜入都是相线窜入正极或者负极母线，而交流在直流系统正负极间相当于短路，即正负极母线窜入交流电压必定相等。本装置当交流电压窜入幅值超过设定的报警参数值时，能发出报警信号，正常情况下两只表计采样交流量可以很方便地进行比较，如果哪一只表计异常，可以迅速发现。当直流某一极接地后，非接地极表计可以正常运行。同时，避免了因为表计内部故障(如发热烧毁)导致直流母线极间短路，表计内部故障时最大影响为导致直流母线单极接地，此时直流系统可以继续运行。

该装置具有安全可靠、效率高、适用范围广、携带方便等优点，较好地解决了下述问题：

一、对于直流系统中交流量采集提取后，直接通过数码显示管显示，可以随时监测变电站直流系统中交流窜入电压幅值；

二、交流窜入直流系统电压幅值超过设定的报警参数值时，立即输出告警接点，且点亮人机对话面板上的告警灯，便于运行人员及调度监控人员及时发现；

三、安装接线方式避免了表计内部故障(如发热烧毁)导致直流母线极间短路，当本交流窜入直流监测报警装置内部故障时，最大影响为导致直流母线接地而不影响变电站内设备继续运行。

下面结合附图和实施例，对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1、本实用新型实施例之交流窜入直流监测报警装置的整体构造示意图

图2、本实施例之交流窜入直流监测报警装置的人机对话面板示意图

图3、本实施例之交流窜入直流监测报警装置的背板示意图

图4、本实施例之交流窜入直流监测报警装置的安装使用原理示意图。

具体实施方式

实施例1、一种简易型交流窜入直流监测报警装置

图1显示了本实施例的整体结构，主要由主板、人机对话面板、电源模块、报警输出系统组成。主板呈放射状同人机对话面板、电源模块、报警输出系统电连接。该装置整体外观呈长方体，主板处于底部，人机对话面板位于前面，电源模块、报警输出系统位于上部靠装置背板处。

图2显示了本实施例人机对话面板(即装置前面板)的构造

该人机对话面板在装置的正前方，装置的前面板上安装有数码显示管、告警灯和按键。其中，4个LED数码显示管(即图中显示为“8”的元器件)由主板显示实时采集到的交流电压值；告警灯(即图中“J1” \“J2”数字旁边的长方形元器件)，在交流电压幅值超过设定的报警参数值时点亮——用于提示运维人员直流母线有交流窜入。按键共有四个，表面分别标有符号“SET”、“＞”、“∧”、“∨”，用于设定报警参数：“SET”用于设定及确认，“＞”用于向左移动选择设置位置，“∧”用于设定时参数数字增加，“∨”用于设定时参数数字减小。

图3显示了本实施例背板的构造

其中端子1、2接入装置电源；端子6、10接入被测电源；端子 3为装置接地；端子19、20为一对报警常开接点，正常情况下打开，当交流窜入幅值超过设定的报警参数值时闭合。

图4显示了本实施例应用于实际直流系统中的安装接线原理.

1.安装时，将两只本装置固定于保护屏开孔处，背板接线端子如图4所示，使用2.5mm²线短接1号和6号、2号和10号接线端子， 3号端子使用2.5mm²黄绿相间线接至保护屏柜接地处，2号端子使用 4mm²黄绿相间线接至绝缘监察装置接地处，两只装置的1号端子过空开后分别接至正负极直流母线上。

通过面板按键设置报警参数值为10V，将其报警常开接点(端子 19和端子20)分别引出接至变电站测控装置开入上，上传后台及调度远动端。

2.正常时，两只装置数码显示管显示交流电压值接近于零且数值相差较小；当相差数据过大时，证明某一只装置存在异常，需要对该装置进行校验；当交流窜入电压量超过10V时，两只装置数码显示管显示实测交流电压值，同时面板J1报警灯点亮，报警常开接点(端子19和端子20)闭合，后台及调度远动端收到交流窜入直流报警信号。

本实施例之交流窜入直流监测报警装置，主要规格参数如下：

1.工作电源：AC 70V-500V(DC 70V-360V)

2.交流电压测量范围：AC 0-500V

3.工作环境：0-40℃相对湿度＜80％

4.测量精度：1.0％+5d

5.外观尺寸：长95mm*宽45mm*高80mm。