发电厂和变电站的直流系统是控制系统和信号系统.docx
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发电厂和变电站的直流系统是控制系统和信号系统
1概述
发电厂和变电站的直流系统是控制系统和信号系统、继电保护自动装置的工作电源，直流系统的工作可靠性直接影响电力系统的安全。
但直流回路种类繁多，支线纵横，发生接地的几率非常高。
正常情况下，直流系统的正负母线是对地浮空的。
当直流系统发生一点接地时虽不会影响正常工作，但当出现第二个接地点时，将有可能引起事故。
因此必须立即排除接地故障。
然而，直流系统的接地故障查找却是一个棘手的问题。
传统的方法是逐路断开各支路，根据绝缘监察装置的指示来确定故障支路，然后顺着该支路逐级查找，最后确定接地点。
这种方法十分费时费力，而且当断开某一支路时，该支路上的控制和保护装置要短时退出，这时有可能引起事故。
本公司生产的SH-MDL型直流系统电压绝缘监察及选线装置（以下简称直流选线装置）可以完美地解决上述问题。
该装置采用现代微电子技术，能实现对直流系统的母线电压和对地绝缘的实时在线监测，发生故障时能及时报警并在不断电的情况下自动确定接地支路，在便携式探测仪的配合下可迅速查找到接地点，是传统绝缘监察装置的理想的升级换代产品。
广泛适用于电力、煤炭、冶金、化工、石油等部门。
2功能及特点
2.1功能
2.1.1在线实时监测直流系统的绝缘状况。
一旦系统的接地电阻低于预先设定的报警值，则自动报警。
之后装置进入选线状态，显示并打印出接地支路号；
2.1.2在线实时监测并显示直流系统的母线电压。
一旦系统的母线电压超出预先设定的范围，则自动报警；
2.1.3不需停电即可查找接地支路。
在多点接地及系统对地电容较大的情况下仍有较高的准确度。
在便携式探测装置的配合下可迅速准确地找出具体的接地点。
正负母线的对地绝缘均匀下降时仍能准确报警；
2.1.4可以随时方便地更改设置参数，如各种报警值等；
2.1.5可以记忆20次最新的报警信息供随时显示和打印；
2.1.6采用先进的液晶显示技术，显示容量大。
以菜单方式操作，简单方便；
2.1.7采用插板式结构，便于维护；
2.1.8具备RS232、RS422和RS485串口，同微机监控系统相连，易于实现远方监测；
2.2和国内的同类装置相比，该装置具有如下优点：
2.2.1检测灵敏度高，受系统对地电容影响小；
2.2.2系统的正负母线对地绝缘均匀下降时仍能准确报警；
2.2.3抗干扰能力强，可靠性高；
2.2.4能同时监测两段母线。
3技术规范
3.1监测最大路数：
1型：
31路、2型：
63路、3型：
126路
3.2系统接地检测灵敏度：
≤99kΩ
3.3支路接地检测灵敏度∶≤20kΩ
3.4每条支路的检测时间∶≤10秒
3.5接地报警信息追忆：
20次
3.6输出报警信号：
电压异常、接地
3.7通讯接口标准：
RS-232，RS-422，RS-485
3.8适用的直流系统电压等级：
220V、110V、48V
3.9电源电压：
交流187V到253V或直流176V到242V
3.10装置功耗：
≤15W
3.11重量：
≤15kg（不含传感器）
3.12工作环境温度-5℃～40℃,相对湿度≤90%
4基本原理
该装置采用先进的变频探测原理来检测接地支路，机内有双频信号发生器。
当直流系统发生接地时，装置自动产生交替的双低频信号注入直流系统，安装于各支路的传感器将接收到的信号传送给主机。
主机内部的微处理器经过分析计算后，显示并打印出接地支路号。
4.1整个装置的工作流程图如下∶
返回
4.2
装置的原理框图如下：
5安装及设计说明
5.1型号含义
SH-MDL-×××
改进代号
设计序号
直流系统电压绝缘监察及选线装置
保定神华冀能电气有限责任公司
该装置有3种型号∶xxx-1型适用于单段母线，最大31路；xxx-2型适用于单段母线，最大63路；xxx-3型适用于双段母线，每段最大63路。
5.2结构及外观
该装置采用标准19英寸机箱，可安装于直流屏或其它控制屏上。
机箱的大小和屏面的开孔尺寸见图3；装置的前面板布置见图1；背板示意图见图2。
5.3二次接线
装置背后有16位接线端子，从背后看，最左边的端子是1#端子。
它们的定义如下：
1#端子装置电源（220V交流或直流）（不分正负）
2#端子装置电源（220V交流或直流）（不分正负）
3#端子1段正母线
4#端子2段正母线
5#端子大地
6#端子1段负母线
7#端子2段负母线
8#端子电压报警1
9#端子电压报警1
10#端子电压报警2
11#端子电压报警2
12#端子接地报警1
13#端子接地报警1
14#端子接地报警2
15#端子接地报警2
16#端子空
二次接线原理图见附图8。
5.4报警接点
报警继电器的型号为JZX-39F（触点容量为220V，5A，阻性，常开触点）。
电压报警和接地报警各提供两组触点，这两组触点同时动作，彼此之间没有联系。
5.5串行通讯
5.5.1串口定义
串行通讯口采用DB9式插座，管脚定义如下图。
串口类型
管脚名称
管脚号
管脚排列
RS232
RXD
2
TXD
3
GND
5
6789
RS422
TD+
6
TD-
8
RD+
7
RD-
9
5.5.2通讯规约
本装置带有默认的通讯规约。
当然，也可使用户要求定做。
本装置接收上位机的轮询，并作出相应的应答。
轮询间隔不宜小于3秒，以免来不及应答。
5.6传感器的型号及规格
为适应提取不同粗细的直流馈线的编码信号，直流馈线始端装有传感器。
传感器有3种规格可供选用。
型号分别为SH-LCT-1、SH-LCT-2和SH-LCT-3。
具体尺寸见图5。
5.7传感器的安装
先做传感器支架。
用金属板材，宽度为30mm～40mm，长度根据屏体的宽度而定（将来该支架固定在屏体背面靠近各支路的出线处）。
在支架上按照各支路出线的间距钻孔，每路（即每个传感器）钻两个孔，孔径为Φ4～Φ5，用M3的镙钉把各个传感器牢靠固定在支架上（传感器的安装孔在其底部）。
安装传感器时应注意使传感器的正面（带有接线镙钉的那一面）都朝一个方向。
安装示意图见图4。
5.8传感器的接线
在每一面馈线屏上，传感器安装在每路馈线的出口处，且用金属支架固定。
每路馈线的进线和出线同时从传感器的中心孔穿过（对闪光回路，也需将闪光信号线穿入）。
每面屏均有过渡端子，传感器和过渡端子之间的连接推荐采用双芯屏蔽线，以提高抗干扰性能，且每根芯线的截面积不小于0.5平方毫米。
在过渡端子上，各传感器的N端被短接。
在MDL装置所在屏上，装有1到2排总接线端子。
随装置所附的航空电缆一头接装置的航空插座，另一头接总接线端子。
过渡端子和总端子之间的接线推荐采用带屏蔽层的通信电缆（芯线截面积不小于0.5平方毫米，推荐型号为KVPP系列），以提高抗干扰性能。
芯线的数量视该屏传感器的数量而定。
最好是留有3芯（或4芯）的余量。
装置背后有4个42芯的航空插座，从背面看从左到右分别是J4、J3、J2、J1，随装置附有1到4条37芯的屏蔽电缆。
其中J1和J2接一段母线，J3和J4接另一段母线。
若某一段母线的出线数小于32路，则不接J2（或J4）。
每段母线最多可接63路。
以下示意说明。
假设共有5面屏，分别为1#屏、2#屏、3#屏、4#屏、5#屏。
直流母线分段，采用xxx-3型装置，装置安装在3#屏。
1#、2#屏和4#、5#屏分别属于两段母线。
1#屏和4#屏各有15条馈线，2#屏和5#屏各有10条馈线。
屏体布置及安装示意见图6，接线图见图7。
注∶MDL装置安装屏上的总端子到MDL装置航空插座之间的电缆由我公司提供。
5.9订货须知
订货时请提供如下信息：
●直流系统的母线分段情况；
●直流系统的母线电压；
●所需传感器的数量及型号
●如需使用串口，请告知串口类型和通讯规约；
●其他特殊要求。
6调试和使用
6.1概述
6.1.1该装置的3种型号之间的使用和操作方法基本相同，故以下均以31型用于220V直流系统的情况进行阐述。
（1型和2型由于只监测一段母线，在显示和打印时均没有母线分段号的有关信息。
）
6.1.2该装置有两种状态：
自动运行状态和菜单状态（也就是手动状态）。
装置每次加电后或复位后都先进入自动运行状态。
但若按住四个方向键之一加电或复位后，则进入菜单状态。
a）在自动运行状态下，由装置自动监测系统的母线电压和绝缘（其中母线电压在液晶屏上随时显示）；如有异常则自动报警（接地时还要自动查找并打印出接地支路号），不需人工干预；
b）在菜单状态下，可以设置系统的各种参数，报警追忆，人工选线和开启信号源以便用便携式探测仪查找具体接地点等；
c）自动状态下，当没有接地故障时，按住四个方向键之一不放，最多两秒即可进入菜单状态；当出现接地故障时，装置自动选线完毕后按下任意键也可进入菜单状态；
d）菜单状态下，先用退出键返回到主菜单，再按一次退出键即可转到自动运行状态。
注意：
首次使用时必须先设置好系统的各项参数。
设置方法详见后面的有关说明。
注意∶以下说明中凡是"96年5月1日12∶32"等字样均为举例说明用，实际显示或打印出来的内容是当时的时间。
6.2上电自检
6.2.1打开装置的电源开关或在装置运行时按下复位键又松开后，装置开始自检。
应先看到面板上的电源指示灯点亮，其余的三个指示灯闪亮后又熄灭；随后听到蜂鸣器蜂鸣，液晶显示器上出现“LCDOK！
”字样，打印机打印出“96年5月1日12:
32PRINTEROK！
”，表明装置自检完毕且工作正常。
稍后装置进入自动运行状态，显示器上出现时间及母线电压等数据；
6.2.2若开机后出现的现象和以上所述不符，说明装置不正常。
可重新开机试试。
注意∶若按住四个光标键之一开机或复位的话，装置会跳过自检，直接进入菜单状态，显示出主菜单。
6.3自动运行
6.3.1
96年5月1日12:
32
214.2V223.8V
正常情况下，液晶显示器显示如右图。
第1行显示时间，第3行显示直流系统的母线电压，该电压值大约以2秒的速率更新。
如右图所示。
（右图的含义是1段母线电压为214.2V，2段母线电压为223.8V）。
6.3.2
96年5月1日12:
32
223.8V243.7V
VOLOVER!
（2）
若系统电压高于超压报警值，显示如右图，蜂鸣器报警，电压异常指示灯点亮，电压异常报警继电器常开触点闭合，打印机打印出如下内容∶
ALARMMESSAGE
96年5月1日12:
32
SECTION2
VOLTAGE:
243.7V
（含义为2段母线电压过高）。
6.3.3若系统电压低于欠压报警值，显示如右图，蜂鸣器报警，电压异常指示灯点亮，电压异常报警继电器常开触点闭合，打印机打印出如下内容∶
96年5月1日12:
32
223.8V196.7V
VOLBELOW！
（2）
ALARMMESSAGE
96年5月1日12:
32
SECTION2
VOLTAGE:
196.7V
（含义为2段母线电压过低）。
6.3.4若系统的对地电阻低于设定的报警值
a）
96年5月1日12:
32
223.8V225.2V
INSBAD!
（1）
此时显示如右图，蜂鸣器报警，接地指示灯点亮，接地报警继电器常开触点闭合，打印机打印出如下内容∶
ALARMMESSAGE
96年5月1日12:
32
SECTION1
INS:
+99.0K-8.4K
（含义为1段母线负母线对地电阻为8.4K）。
注：
当对地绝缘电阻大于99K时，本装置一律显示和打印成99.0K。
b）
接着装置自动进入选线状态，启动信号源，面板上的信号指示灯点亮，显示如右图，表明信号源正在预热。
预热时间大约是1分钟，也可按任意键提前结束预热；
c）预热完毕，开始从接地的那一段母线的1#支路顺序扫描。
显示如右图。
含义为正在扫描2段母线的3#支路。
每条支路大约要扫描5至10秒钟；
d）每检测完一条支路，显示测得的该支路的接地阻值。
显示如右图。
含义为2段母线的3#支路接地良好。
（注意∶支路的接地阻值若大于99K，则一律显示和打印成99.0K）。
若阻值低于设定的支路报警值，则打印出如下内容∶
—EARTHBRANCH—
—SECTION2—
05#5.8K
SCANBRANCHES
OK!
Pressanykey…
含义为2段母线的5#支路对地有5.8K的电阻。
e）全部支路检测完毕，显示如右图。
此时按任意键就会进入主菜单。
6.3.5在自动运行状态下，一旦原有故障消除，打印机将打印出如下内容：
ALARMMESSAGE
96年5月1日12:
32
SECTION1
VOLTAGEOK！
（含义为1段母线负母线电压恢复正常）
ALARMMESSAGE
96年5月1日12:
32
SECTION2
INSOK！
（含义为2段母线对地绝缘恢复正常）
6.4菜单的使用
6.4.1概述
a）在菜单状态下，左右方向键用来选择欲修改的项目或修改数值（粗调）；上下方向键用来选择菜单或修改数值（细调）；确认键用来进入相应的子菜单；退出键用来返回到上级菜单；写入键使修改后的数据存入机内的存贮元件；
注：
在本说明书中，“按下任意键”是指：
按下除复位键和写入键之外的任何一个按键（但最好是四个方向键之一）。
刚进入菜单状态时显示的是主菜单，如下图。
MAINMENU
1.CHECK
2.SETUP
3.RECALL
此时有一个闪烁的光标在显示器的第二行开始处。
按上下光标键可以移动这个光标到欲进入的菜单项上，然后按确认键即可进入相应的子菜单（如果此时按退出键将转到自动运行状态）。
b）
整个菜单的组织结构和功能如下：
6.4.2各个子菜单的使用方法
TESTINS.
（1）+99.0K-99.0K
（2）+99.0K-38.2K
Pressanykey…
可以用上下方向键选择想要进入的菜单项，然后按确认键即可进入相应的子菜单或执行相应的功能。
下面分别介绍各个子菜单的使用方法。
a）TESTINS（测试绝缘）
过几秒钟后，显示出正负母线的对地电阻值。
见右图。
按退出键返回到上级菜单，按其他键则再次重复测量绝缘电阻值并显示；
SCANBRANCHES
SELECTSECTION:
01
b）SCANBRANCHES（扫描各个支路）
1）先选择欲扫描的母线段号，显示如右图。
可用上下方向键切换段号。
此时按退出键可回到上级菜单。
2）
按下确认键后选择支路号，显示如右图。
可用上下方向键选择支路号。
此时按退出键可回到上级菜单。
3）接着询问是否从该支路起循环扫描至该段母线的最后一条支路，显示如右图。
按退出键表示回答否，按确认键表示回答是，其他键则回到上级菜单。
4）
若回答否，即为单步扫描，显示如右图，意为正在扫描2段母线的08号支路。
几秒钟后显示出该支路的接地阻值。
该阻值最大可显示到99.0K。
5）若回答是，即为循环扫描，显示如右图。
每检测完一条支路，就显示接地阻值大约2秒钟。
在此期间可按下任意键提前结束扫描回到上级菜单。
6）若某条支路的接地阻值低于设定的支路报警值，打印出如下内容∶
—EARTHBRANCH—
—SECTION2—
08#6.3K
7）
扫描完毕，显示如右图。
按任意键可回到上级菜单。
c）SIGNALON/OFF（开启/关闭信号源）
按下确认键可切换信号源的开启和关闭，并在显示器上显示出状态。
见右图。
按退出键可返回到上级菜单。
出现接地故障后，用便携式探测仪查找接地点时，必须使用此功能将信号源开启。
注意：
在查找接地点期间，不能用退出键退出此菜单，否则可能会使信号源关闭。
d）
SETTIME
96年5月1日12：
32
TIME（设置时间）
用左右方向键把光标移到想要修改的数值上，按上下方向键可使该数值加1或减1。
按写入键使修改有效并返回到上级菜单，按退出键取消修改并返回到上级菜单。
e）PARAMETERS（设置系统参数）
1）
SETPARAMETERS
BUS_VOL∶220
首先设置系统的电压等级，显示如右图。
按上下方向键可以进行修改。
按写入键确认并进入到下一个参数的设置。
注意：
按确认键和退出键不起作用。
下同。
SETPARAMETERS
BUS_VOL_H:
242V
2）接着设置正常电压的上限（超过此值则报警）。
显示如右图。
用上下光标键可以把相应的数值加1或减1。
修改完毕按写入键确认并进入到下一个参数的设置。
3）
接着设置正常电压的下限（低于此限则报警）。
显示如右图。
用上下光标键可以把相应的数值加1或减1。
修改完毕按写入键确认并进入到下一个参数的设置。
4）接着设置系统对地电阻的报警值，该值最大可以是99K。
当系统对地绝缘电阻低于此值时将报警，并开始选线。
显示如右图。
用上下光标键可以把相应的数值加1或减1。
修改完毕按写入键确认并进入到下一个参数的设置。
5）
SETPARAMETERS
R’（alram）:
10K
接着设置支路对地电阻的报警值，该值最大可以是20K。
当支路的对地绝缘电阻低于此值时将选出此支路作为接地支路。
显示如右图。
用上下光标键可以把相应的数值加1或减1。
修改完毕按写入键确认并进入到下一个参数的设置。
注意：
该值必须小于或等于系统对地报警值。
6）
接着设置1段母线的支路数。
显示如右图。
用上下光标键可以把相应的数值加1或减1。
修改完毕按写入键确认并进入到下一个参数的设置。
7）接着设置2段母线的支路数。
显示如右图。
用上下光标键可以把相应的数值加1或减1。
修改完毕按写入键确认回到上级菜单。
f）PASSWORD（设置口令）
1）
NEWPASSWORD:
000
显示如右图。
口令是一个小于1000的整数。
用上下方向键可以把口令加1或减1，左右方向键可以把口令加10或减10。
按退出键取消修改返回到上级菜单。
2）
NEWPASSWORD:
452
NEWPASSWORD:
000
按确认键进入到口令的确认，如右图所示，要求再次输入口令。
若两次口令不一致，则显示“NEWPASSWORDISINVALID！
”后按任意键返回到上级菜单，且原有口令仍旧保留，否则显示新的口令后按任意键返回到上级菜单且新口令有效。
DISPLAYALARM
NO.01
96年5月1日12:
32
（2）VOL∶190.3V
注：
口令是一个0到999的数字，默认的口令是0。
每次进入主菜单的SETUP菜单时，都要输入正确的口令才能进入。
此时显示“ENTERPASSWORD∶000”，可用方向键输入口令。
若口令不正确，显示“INVALID！
”后按任意键返回到上级菜单。
若口令输入正确，则直接进入SETUP菜单。
g）DISPLAYALARM（显示报警信息）
显示如右图。
这是最新的报警信息。
用上下光标键可以显示出上一条或下一条报警信息。
按退出键可返回上级菜单。
DISPLAYALARM
NOALARM
Pressanykey...
注1：
若没有报警信息被存贮，则显示如右图，按任意键后返回。
注2：
最多可存贮20条报警信息。
存满后最旧的报警信息会被最新的报警信息覆盖。
PRINTALARM
OK!
Pressanykey...
注3∶显示的报警信息的格式和自动运行时的报警信息类似，此处省略。
h）PRINTALARM（打印报警信息）
稍侯片刻，打印机开始打印，同时显示如右图。
按任意键返回上级菜单。
注1：
打印的顺序和显示的顺序正好相反。
越新的报警信息越靠后。
注2：
若没有报警信息被存贮，则显示如右图。
注3∶打印的报警信息的格式和自动运行时的报警信息类似，此处省略。
i）CLEARALARM（清除报警信息）
显示如右图。
按任意键后返回到上级菜单。
7注意事项
7.1说明书中配置更改恕不另行通知，以随货说明书为准；
7.2设置好的系统参数和报警信息不受掉电及复位的影响；
7.3时钟也不受掉电和复位的影响；
7.4液晶显示器有背光功能。
打开背光可使显示更加清楚。
20分钟之内不按下任何键则自动关掉背光。
按下任意键可使背光打开；
7.5如不需使用菜单请及时按退出键进入自动运行状态。
在菜单状态下不具备自动检测功能；
7.6直流系统发生故障（指电压异常或接地）后，打印机将打印出报警信息。
若此故障持续，打印机将不再继续重复打印。
但若机器复位或清除报警信息后，打印机将再次打印。
图4传感器安装示意图
图3机箱尺寸图
（屏面开孔为450mm×177.4mm）
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