HDM108直流绝缘监测装置使用说明书.docx

HDM108直流绝缘监测装置使用说明书.docx

《HDM108直流绝缘监测装置使用说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《HDM108直流绝缘监测装置使用说明书.docx（31页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

HDM108直流绝缘监测装置使用说明书

HDM108直流绝缘监测系统

使用说明书

北京京航智汇科技有限公司

版本号：

V1.0

1概述

1.1适用范围

HDM108直流绝缘监测系统（以下简称HDM108系统）可广泛应用于电力系统变电站、发电厂以及煤矿、钢铁、冶金、化工等大型厂矿企业的直流IT供电系统，实时在线监测直流母线过电压/欠电压、对地绝缘下降、交流窜入直流等故障，出现故障时迅速查找故障母线或支路，并发出预警或报警信号；HDM108系统采用平衡桥及不平衡桥相结合的原理，可以监测1152条支路的直流系统，不向直流系统输入信号，不受直流馈线对地电容影响。

该装置适用电厂、变电站各种复杂直流系统。

1.2型号说明

1.3系统构成

1.3.1无分屏系统

图1：

无分屏系统（主机+选线模块+传感器）

1.3.2带分屏系统

图2：

带分屏系统（主机+分机+选线模块+传感器）

1.3.3系统设备构成说明

1、传感器：

采用直流漏电流传感器，采样精度高，性能稳定；

2、选线模块：

用来采集漏电流传感器电流，待主机或分机询问时通过485总线上传；

3、分机：

直流系统在有分屏时通常需要加入分机，在系统发生故障时，分机待主机下发支路巡检命令，开始采集本屏上的选线模块电流，并根据主机下发的的系统电压值计算出本屏上的绝缘电阻值，并将故障信息上传给主机；

4、主机：

主机是直流绝缘检测系统任务调度的核心，用于监测系统电压、启动检测电桥、发送支路巡检命令、计算绝缘电阻、询问分屏故障信息、故障报警、与后台通讯等功能。

1.4技术指标

1、被测系统电压等级：

DC110、DC220；

2、工作电压范围：

DC100V--360V,AC85V--265V；

3、环境温度：

－10--+60℃；

4、相对湿度：

<90%（20℃时）；

5、大气压：

80--110Kpa；

6、母线电压测量范围：

0--300V；

7、母线电压测量精度：

±0.5%（110V系统:

99V<被测电压<143V，220V系统:

198V<被测电压<286V）；

8、对地电阻测量范围：

0--999.9kΩ；

9、母线对地电阻测量精度：

±5%（110V系统：

5kΩ<被测电阻<50kΩ，220V系统：

10kΩ<被测电阻<100kΩ）；

10、支路接地电阻测量精度：

±10%（110V系统：

5kΩ<被测电阻<50kΩ，220V系统：

10kΩ<被测电阻<100kΩ）；

11、监测母线段数：

1段；

12、主机可带分机数：

0--8个；

13、主机或分机可带选线模块数：

0--8个；

14、选线模块可带选线回路数：

0--16路；

13、监测支路总数：

最多可监测128*9路；

14、通讯规约：

MODBUS规约；

15、通讯接口:

RS485，波特率2400bps、4800bps、9600bps、19200bps；

16、继电器触点容量为8A/250Vac。

2工作原理及功能特点

2.1工作原理

1、采用双桥电路，即平衡桥电路和不平衡桥电路，通过分析直流正负母线对地电压的变化计算绝缘电阻。

在正常状态下，仅投入平衡电桥，可实时监测单极绝缘下故障，当系统绝缘故障满足不平衡电桥启动时，不平衡电桥启动，可监测两极绝缘下降；

2、采用具有自主知识产权的监测技术，最大限度地减小切换电桥过程中引起的直流母线电压波动，能够克服由于绝缘监测装置引起的继电保护动问题；

3、采用直流漏电流技术实现接地支路定位抛弃了目前大部分使用的低频信号注入原理，在接地选线过程中，不会增加直流母线上的纹波，对直流系统的运行不会造成影响。

2.2功能特点

1、能够准确监测直流母线单极绝缘下降、两极绝缘下降等故障；

2、降低了检测桥运行过程中造成的母线对地电压波动，使波动率不大于5%；

3、具有交流电窜入直流系统故障监测功能，能够实时监测交流窜入直流系统的故障，并记录故障时直流母线的电压波形，为故障排查提供依据；

4、采用具有自主知识产权监测电桥技术，智能化，可设定多种运行模式，最大限度地减少绝缘监测过程中母线对地电压的波动率和波动频次，增强了直流系统的安全性；

5、接地选线采用直流漏电流采样技术，无需向直流系统注入信号；

6、采用大屏幕彩色液晶显示器，具有较好的人机交互性能；

7、装置自检功能，装置能自行监测通讯故障和平衡桥开路故障。

3装置功能及安全性能

3.1装置主要功能说明

3.1.1测量功能

1、直流电压测量功能

HDM108系统能够测量直流母线电压，直流母线正极对地电压，直流母线负极对地电压。

测量范围：

0V~150V（110V系统）、0V~300V（220V系统）；

测量精度：

±0.5%（110V系统:

99V<被测电压<143V，220V系统:

198V<被测电压<286V）。

2、直流系统母线绝缘电阻测量功能

HDM108系统能够测量直流母线正极对地绝缘电阻，直流母线负极对地电阻。

测量范围：

0~999kΩ；

测量精度：

±5%（110V系统：

5kΩ<被测电阻<50kΩ，220V系统：

10kΩ<被测电阻<100kΩ）。

3、交流电压测量功能

HDM108系统能够测量窜入到直流系统的交流电的电压值。

测量范围：

0~250V，

测量精度：

51~250V时±2%。

4、支路绝缘电阻测量功能

HDM108系统能够测量直流系统各支路绝缘电阻值。

测量范围：

0~50kΩ（110V系统）、0~100kΩ（220V系统）；

测量精度：

±10%（110V系统：

10kΩ<被测电阻<50kΩ，220V系统：

10kΩ<被测电阻<100kΩ）。

3.1.2监控功能

1、交流电窜入直流系统监控动作功能

当直流母线窜入的交流大于交流窜入报警门限值时，报警继电器动作，蜂鸣器发出间歇性报警。

2、绝缘下降监控动作功能

当直流系统母线正极对地绝缘电阻或母线负极对地绝缘电阻低于母线绝缘电阻报警或预警门限值时，HDM108系统能够进行报警或预警，同时蜂鸣器发出间歇性报警（预警蜂鸣器不报警）。

3、负极过电压监控动作功能

当负极对地电压高于负极电压过高报警门限值时，报警继电器动作，蜂鸣器发出间歇性报警。

4、母线过电压监控功能

当直流母线电压高于母线过电压报警或预警门限值时，HDM108系统能够进行报警或预警，同时蜂鸣器发出间歇性报警（预警蜂鸣器不报警）。

5、母线欠电压监控功能

当直流母线电压低于母线欠电压报警或预警门限值时，HDM108系统能够进行报警或预警，同时蜂鸣器发出间歇性报警（预警蜂鸣器不报警）。

3.1.3故障记录功能

HDM108可以记录每次故障的详细信息，最多记录最近发生的50次故障信息，记录信息内容如下：

1、故障编号（对故障信息进行编号，方便检索）；

2、故障类型（绝缘下降、交流窜入、负极电压过高、过电压、欠电压）；

3、故障时间（年、月、日、时、分）；

4、母线数据（母线正负极对地电压、正负极对地绝缘电阻）；

5、支路信息（包含支路编号，支路正负极对地绝缘电阻值）。

3.2安全性能与定值参数

3.2.1检测电桥启动条件以及对电压波动的的影响

1、监测电桥启动条件

HDM108系统在监测到系统故障时会自动启动检测电桥（正负极压差切桥和负极电压波动切桥），为保证系统可靠运行，另加入复位后切桥、手动切桥和定时切桥，以确保装置及时的监测到系统故障。

2、电压波动率

HDM108系统在切桥运行过程中，对母线正负极对地电压波动率不大于5%，电压

波动率按下式计算：

其中，U+1、U-1为不平衡桥运行前母线正极对地、负极对地电压；U+2、U-2为不平衡桥运行过程中母线正极对地、负极对地电压。

3.2.2开关量输出

HDM108主机共有五组开关量输出，分别为：

1、报警输出：

发生绝缘下降、交流窜入直流系统、过欠压等故障时动作；

2、预警输出：

发生过欠压预警、绝缘下降预警、母线负极对地电压过高预警时动作；

3、装置故障报警输出：

装置通讯故障或平衡桥开路时动作；

4、备用输出：

备用，方便用户提出特殊报警需求；

5、失电输出：

装置工作电源失电时动作。

继电器触点性能：

8A/250Vac、时间常数为（5±0.75）ms或（40±6）ms、功率因数（±0.1）。

3.2.3装置定值参数表

1、220V系统定值参数表

序号

设置参数

设置范围

设置步长

出厂默认值

1

母线过电压预警值

242V~253V

1

242V

2

母线过电压报警值

243V~264V

1

253V

3

母线欠电压预警值

187V~198V

1

198V

4

母线欠电压报警值

176V~197V

1

187V

5

负极过电压报警值

121V~154V

1

126V

6

母线绝缘下降预警值

25kΩ~75kΩ

1

50kΩ

7

母线绝缘下降报警值

12kΩ~74kΩ

1

25kΩ

8

交流窜入电压报警值

5V~15V

5

10V

9

启动检测电桥压差值

10V~30V

1

10V

10

支路绝缘下降报警值

25kΩ~120kΩ

1

100kΩ

11

本机选线模块数量

0~8

1

1

12

分机数量

0~8

1

0

13

本机通讯地址

1~255

1

1

14

通讯波特率

2400、4800

9600、19200

/

9600

2、110V系统定值参数表

序号

设置参数

设置范围

设置步长

出厂默认值

1

母线过电压预警值

121V~127V

1

121V

2

母线过电压报警值

122V~132V

1

127V

3

母线欠电压预警值

93V~99V

1

99V

4

母线欠电压报警值

88V~98V

1

93V

5

负极过电压报警值

61V~77V

1

63V

6

母线绝缘下降预警值

15kΩ~45kΩ

1

30kΩ

7

母线绝缘下降报警值

7kΩ~44kΩ

1

15kΩ

8

交流窜入电压报警值

5V~15V

5

10V

9

启动检测电桥压差值

5V~15V

1

6V

10

支路绝缘下降报警值

15kΩ~60kΩ

1

50kΩ

4、用户操作说明

4.1HDM108主机操作说明

4.1.1HDM108面板说明

HDM108面板如下图1所示：

图3HDM108面板

该面板上包含三个部分：

LED状态指示区、LCD显示区和键盘操作区。

各区域的说明如下：

1、LED状态指示区

有四个LED指示灯，分别为运行、故障、预警、报警：

运行灯：

装置运行指示灯（绿色），闪亮表示装置正常运行；

故障灯：

装置通讯故障或平衡桥开路时亮（红色）；

预警灯：

绝缘状态分级管理指示灯之一（黄色），常亮表示系统绝缘下降至预警范围，应当引起注意；

报警灯：

绝缘状态分级管理指示灯之一（红色），常亮表示系统绝缘下降至报警范围，应当进行故障排查和处理。

2、LCD区

HDM108采用4.3寸彩色液晶（LCD）显示，显示各项测量参数、系统设置参数、手动操作、监控设置参数及维护信息等，以便于用户查看和操作；当连续5分钟无按键操作时，LCD屏背光关闭，以降低功耗，当有按键操作或装置监测到系统故障时，立即激活背光。

3、键盘区

▲

向上选择键，用于选择上一个显示条目。

▼

向上选择键，用于选择下一个显示条目。

▶

向右选择/增大键，一般界面用于选择向右显示项目，在参数设定状态时和密码输入状态时用于增大设定的参数值。

◀

向左选择/减小键，一般界面用于选择向左显示项目，在参数设定状态时和密码输入状态时用于减小设定的参数值。

确定

在平衡桥运行状态下，按此键可进入系统设置菜单，可查看或设置各项系统参数。

返回

返回上一级菜单。

消声

在故障报警且蜂鸣器动作后，用于消除蜂鸣器的报警。

复位

在任何状态下，复位装置及其分机和选线模块

4.1.2液晶显示界面

1、监控界面显示以下信息：

图4：

监控界面

装置在无任何操作时显示此界面，实时显示所监测系统母线电压值，母线正负极对地电压值和正负极对地绝缘电阻值，最下面一栏为状态栏，显示装置当前运行状态，从左向右分为三栏，第一栏为电桥状态栏（不可操作），第二栏为菜单栏（按“确定”键可进行菜单操作），第三栏为故障状态栏（只有在有系统故障时通过按键进行查看）。

2、系统故障时界面

图5：

系统故障时界面

当装置监测到系统故障时，监控界面状态栏第三栏（故障状态栏）显示当前故障状态，通过按键（按“确定”→“▶”→“确定”）查看故障信息，如发生绝缘下降故障时，显示信息如图5，故障信息包含故障编号、故障类型、故障时间、故障参数、故障支路等信息，其中故障支路编号格式为：

主机（屏号_选线模块号_支路号）分机（选线模块号_支路号），例如00-02-12表示主机上第2个选线模块的的12条支路发生故障、01-01-02表示分屏1上第1个选线模块的的2条支路发生故障，用户排除故障后装置自动复归到监控界面报警解除，为确保监测更可靠，用户在排除完系统故障后按下主机“复位”按钮，装置重新巡检系统绝缘状况。

3、主菜单界面

图6：

主菜单界面

在监控界面下按“确定”→“确定”进入，通过“▶”、“◀”键选择所需要进行操作的子菜单项，包括六项子菜单：

运行监控：

按“确定”键即可返回监控界面；

系统设置：

电压监控参数设置、接地监控参数设置、接地选线参数设置、实时时钟设置、通讯参数设置、用户密码设置；

手动操作：

启动监测电桥、启动支路巡检、启动装置通讯自检、控制平衡桥接地点；

故障记录：

查看系统故障详细记录和故障发生时间；

系统调试：

厂内调试不对用户开放；

系统信息：

查看装置的监控参数、选线参数、安全参数、通讯参数等信息。

4、密码输入界面

图7：

密码输入界面

在进入“系统设置”或“手动操作”子菜单项时，会弹出密码输入界面，用户输入正确密码后方可进入子菜单项，用户密码出厂默认值：

8899，用户可进入系统设置对密码进行修改。

5、系统设置界面

图8：

系统设置界面

在主菜单界面下选择“系统设置”按“确定”键输入密码再按“确定”键进入，包括六项子菜单：

电压监控参数设置、接地监控参数设置、接地选线参数设置、实时时钟设置、通讯参数设置、用户密码设置，菜单设置内容如下：

1）电压监控参数设置

图9：

电压监控参数设置界面

此菜单项用于对母线过压预警值、母线过压报警值、母线欠压预警值、母线欠压报警值、负极过电压报警值进行设置，按“▼”、“▲”键选择要设置的选项，按“▶”、“◀”更改参数值，按“确定”键或“返回”键保存。

2）接地监控参数设置

图10：

接地监控参数设置界面

此菜单项用于对母线绝缘下降预警值、母线绝缘下降报警值、交流窜入电压报警值、启动检测电桥压差值、启动检测电桥时间进行设置，按“▼”、“▲”键选择要设置的选项，按“▶”、“◀”更改参数值，按“确定”键或“返回”键保存。

3）接地选线参数设置

图11：

接地选线参数设置界面

此菜单项用于对支路绝缘下降报警值、本机选线模块数量、分机数量进行设置，按“▼”、“▲”键选择要设置的选项，按“▶”、“◀”更改参数值，按“确定”键或“返回”键保存。

4）时间设置

图12：

时间设置界面

此菜单项用于对时间进行修改，按“▼”、“▲”键选择要设置的时间项，按“▶”、“◀”更改参数值，按“确定”键或“返回”键保存。

5）通讯参数设置

图13：

通讯参数设置界面

此菜单项用于对主机与PC的通讯参数进行修改，按“▼”、“▲”键选择要设置的选项，按“▶”、“◀”更改参数值，按“确定”键或“返回”键保存。

6）密码设置

图14：

密码设置界面

此菜单项用于对用户密码进行重置，按“▼”、“▲”键选择要设置的选项，按“▶”、“◀”更改参数值，按“确定”键或“返回”键保存。

6、手动操作

图15：

手动操作界面

在主菜单界面下选择“手动操作”按“确定”键输入密码，再按“确定”键进入，包括四项子菜单：

启动监测电桥、启动支路巡检、启动装置通讯自检、控制平衡桥接地点，菜单设置内容如下：

1）启动检测电桥

图16：

启动检测电桥界面

此菜单项用于对系统绝缘状况进行手动检测，按“确定”键启动检测电桥后装置返回到监控界面并对系统绝缘状况进行检测，当监测到系统绝缘电阻值小于母线绝缘下降报警值时，装置监控界面状态栏第三栏（故障状态栏）显示当前故障状态，通过按“确定”→“▶”→“确定”查看故障信息。

2）启动支路巡检

图17：

启动支路巡检界面

此菜单项用于对支路绝缘状况进行手动巡检，按“确定”键进行巡检，当系统支路绝缘电阻值小于支路绝缘下降报警值时，装置会弹出支路绝缘状况信息界面，并根据绝缘电阻值从小到大顺序依次显示出来，最多能显示12条支路绝缘电阻值信息。

3）启动通讯自检

图18：

启动通讯自检界面

此菜单用于对主机所属的选线模块或分机进行通讯状况进行检测，按“确定”键进行检测，如有分机或选线模块通讯故障时，会显示出所发生故障的分机或选线模块的地址编号，检修人员可根据此信息检修装置。

4）控制平衡桥接地点

图19：

控制平衡桥接地点界面

此菜单用于对平衡桥接地点继电器进行测试。

7、故障查询界面

图20：

故障查询界面

此菜单用于查看系统所发生的故障信息，可查看最近发生的50次故障的详细信息，当记录数大于50条时，最新的故障信息为故障编号最大的一条，故障类型共有5类：

交流窜入、绝缘下降、过电压、欠电压、负极电压过高。

8、系统调试界面

此菜单用于工厂调试，不对用户开放。

9、系统信息界面

图21：

系统信息界面

10、恢复出厂设置

此项为隐藏菜单，系统设置界面按下“确定”键10秒以上时间再松开，弹出恢复出厂设置界面，按“确定”恢复出厂设置，按“返回”退出。

4.2HDM108分机机操作说明

4.2.1分机运行界面

图22：

分机运行界面

分机在无人操作且系统正常时显示此界面，显示为分机运行状态和分机地址信息。

4.2.2系统绝缘故障界面

图23：

分机监测到系统绝缘故障界面

与主机不同，分机监测到系统故障显示界面的支路信息编号只有选线模块号和支路号如：

01-02表示本屏下第一个选线模块的地条支路发生绝缘下降故障。

4.2.3主菜单

在运行界面下按“确定”进入主菜单，包含三项子菜单：

1、运行监控：

按“确定”返回到分机运行界面；

2、系统设置：

包含接地选线参数设置、实时时钟设置、通讯参数设置；

3、手动操作：

只有一个子菜单，通讯自检（只对本屏上的选线模块进行通讯检测）。

以上各菜单操作方法与主机基本相同，这里就不再一一介绍。

图24：

分机主菜单界面

4.3DX116选线模块说明

4.3.1选线模块功能

选线模块功能：

1、用于采集漏电流传感器电流值，一个选线模块最多能采集16条直流回路漏电流，待主机或分机询问时将电流值发送给主机或分机；

2、给本选线模块所带的传感器提供电源；

3、当本选线模块有支路故障时，所对应的故障回路LED灯将被点亮。

4.3.2选线模块调试

选线模块接入系统后必须进行本机通讯地址设置、调零、校准操作，选线模块配有串口调试软件，用户如有需要可与我公司联系。

1、串口调试软件

图25选线模块串口调试工具

2、本机地址设置：

装置标牌B为二进制拨码开关，注意：

同一级分屏下，选线模块地址应按1、2、3…顺序设置，且地址不能重复。

3、调零操作：

将选线模块串口与PC串口连接好，采用串口调试工具设置步骤如下：

1）将串口调试软件“命令选项”栏下拉菜单选为“调零”命令；

2）将“设备地址”设为所需要调零的模块地址；

3）将“模拟量实际值”设为0；

4）点击“发送：

按钮。

完成以上四部串口调试工具将自动生成发送报文并向模块发送调零数据，同时接收模块返回的数据，并在“接收信息”栏显示调零是否成功信息。

4、校准操作：

将本选线模块所属的所有漏电流传感器用一根导线穿入接到标准直流电流源，输入一个电流值（如5mA），再将选线模块串口与PC串口连接好，打开串口调试软件，进行如下操作：

1）将串口调试软件“命令选项”栏下拉菜单选为“校准”命令；

2）将“设备地址”设为所需要校准的模块地址；

3）将“模拟量实际值”设为电流源输出的电流值放大100倍（如5mA就输入500）；

4）点击“发送：

按钮。

完成以上四部串口调试工具将自动生成发送报文并向模块发送校准数据，同时接收模块返回的数据，并在“接收信息”栏显示校准是否成功信息。

5、恢复出厂默认值：

当选线模块校准数据信息丢失且不具备现场调零校准条件时，可对选线模块进行恢复出厂设置，恢复出厂设置只需将串口调试软件“命令选项”栏下拉菜单选为“恢复出厂设置”命令，再点击发送即可。

5接线端口定义及安装

5.1接口定义

5.1.1主机或分机接口定义

图26：

HDM主机或分机后端子接口示意图

1、接线端口A：

1

2

3

DC-

PE

DC+

系统母线电压接入端口，主机：

A-1接母线负极电压、A-2接大地、A-3接母线正极电压；分机：

无此端口。

2、接线端口B：

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

BJ

BJ*

YJ

YJ*

GZ

GZ*

BY

BY*

SD

SD*

继电器报警开关量输出口，主机：

B-1/B-2报警继电器输出、B-3/B-4预警继电器输出、B-5/B-6装置故障继电器输出、B-7/B-8备用、B-9/B-10装置电源失电继电器输出。

分机：

无此端口。

3、接线端口C：

1

2

3

GND1

485A

485B

485串口，C-1为485屏蔽地、C-2为485A（485+）、C-3为485B（485-）。

主机：

与PC通讯串口；分机：

与主机通讯串口。

4、接线端口D：

1

2

3

GND2

485A

485B

485串口，D-1为485屏蔽地、D-2为485A（485+）、D-3为485B（485-）。

主机：

与本屏的选线模块、分机通讯串口；分机：

与本屏的选线模块通讯串口。

5、接线端口E：

1

2

3

DC-

PE

DC+

装置工作电源：

E-1接直流电源负极或交流N、E-2接大地、E-3接直流电源正极或交流L。

5.1.2选线模块口定义

图27：

DX116选线模块端子接口示意图

1、接线端口A：

1

2

3

4

5

6

7

8

CT1

CT2

CT3

CT4

CT5

CT6

CT7

CT8

漏电流传感器信号输入端口，按编号对应接到1~8路漏电流传感器回路。

2、端口B：

非接线端