王剛峰　黃明亮　劉建

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，變電站絕緣監(jiān)測系統(tǒng)逐漸更新，進一步提高了直流供電系統(tǒng)的可靠性。在以往的變電站直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置中，通常是采用電橋法來進行絕緣檢測的，這種方法具有一定的局限性，降低了絕緣檢測的有效性。為此，需要我們不斷加強直流監(jiān)測系統(tǒng)的研究，通過完善直流供電系統(tǒng)絕緣監(jiān)測系統(tǒng)，增強整個電力系統(tǒng)的安全。文中對直流供電系統(tǒng)的常用絕緣檢測方法、直流供電系統(tǒng)在線絕緣監(jiān)測系統(tǒng)分別進行了闡述，以供參考。

【關(guān)鍵詞】變電站 絕緣監(jiān)測 直流供電 監(jiān)測方法

變電站的直流系統(tǒng)規(guī)模十分龐大，主要為相關(guān)裝置和通訊設(shè)備提供電源，在電力系統(tǒng)中占據(jù)了重要地位。目前，直流系統(tǒng)接地故障頻繁發(fā)生，一般的檢測方法不能夠完全保證支路直流接地的定位，這嚴(yán)重威脅著電力系統(tǒng)的安全性。為了確保電力系統(tǒng)的安全運行，我們要進一步提高直流供電系統(tǒng)絕緣監(jiān)測的準(zhǔn)確性，對其絕緣情況進行實時監(jiān)測。下面我們首先來了解一下直流供電系統(tǒng)的幾種絕緣檢測方法，然后再來對變電站分布式直流接地電阻在線監(jiān)測系統(tǒng)進行探討。

1 直流供電系統(tǒng)主要的絕緣檢測方法

1.1 電橋法

電橋法是檢測直流系統(tǒng)絕緣情況的主要方法之一，它主要分為平衡電橋法和不平衡電橋法。電橋法主要是將直流系統(tǒng)對地絕緣電阻同人為的兩個電阻連接成電橋，在系統(tǒng)正常的情況下，電橋平衡，如果出現(xiàn)故障，電橋失去平衡后則會產(chǎn)生報警。其中平衡電橋法不能夠檢測直流接地故障，只對系統(tǒng)絕緣性有一定的檢測作用，局限性大。而不平衡電橋法雖然比平衡電橋法先進些，但是也只能檢測出系統(tǒng)接地故障，卻無法判斷故障支路，有一定的局限性。

1.2 漏電流法

漏電流法是將傳感器套在直流系統(tǒng)各個支路的正負導(dǎo)線上面，工作原理如圖1所示。這樣以來，一旦電流大小相等且呈反向，就會消除磁場，傳感器二次側(cè)輸出值則為零。絕緣檢測裝置是用來顯示母線電壓的，一旦系統(tǒng)發(fā)生接地，傳感器就會輸出電壓值。但是，利用該方法仍然不能解決對正負母線絕緣性進行判斷，如果連接兩個電阻和開關(guān)來進行解決，也無法對接地故障進行判斷，而且傳感器會受到一定的干擾，精確度會降低。

1.3 低頻信號法

低頻信號法主要是定時的對系統(tǒng)母線與大地間注入低頻交流信號，利用交流信號來對直流系統(tǒng)接地故障進行有效的監(jiān)測。該方法主要分為定頻法和變頻法，其中定頻法又分為支路加傳感器和不加傳感器的兩種檢測手段，在采用定頻法時，檢測結(jié)果受到了系統(tǒng)分布式電容的嚴(yán)重影響。變頻法是在定頻法的基礎(chǔ)上研究出來的，有效的提高了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度，但是使用范圍仍有局限性。

2 探討直流系統(tǒng)在線絕緣監(jiān)測裝置的設(shè)計

通過對直流系統(tǒng)絕緣檢測方法的分析，我們清楚的了解到這些方法的局限性，它們無法對故障支路進行準(zhǔn)確的定位，影響了系統(tǒng)的安全性。弱電微機保護一般采用的是24V，變電站多為110V、120V，為此需要通過逆變電源來協(xié)助。在采用微機保護時，逆變電源的使用效果欠佳，存在一定的問題，容易引發(fā)開關(guān)量誤動。針對上述問題，本文通過合理的設(shè)計與研發(fā)技術(shù)，對絕緣監(jiān)測裝置系統(tǒng)進行設(shè)計分析。

2.1 系統(tǒng)的組成與工作原理

根據(jù)直流供電系統(tǒng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，我們可以采用由繁化簡的原則，將復(fù)雜的拓撲關(guān)系變簡單。這就需要我們在直流系統(tǒng)支路上面安裝隔離電源，之后再在其支路上分別安裝直流接地檢測子機，這樣以來各檢測子機分工不同，共同完成檢測任務(wù)后，通過總線輸送到檢測主機中。該分布式直流接地監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成如圖2所示，檢測子機從1到5檢測的范圍各不同，其中檢測子機1主要是用來檢測直流母線的。這種分布式監(jiān)測系統(tǒng)相對于以往的集中式監(jiān)測系統(tǒng)來說，實現(xiàn)了系統(tǒng)支路電源的分離，避免了支路誤動問題的發(fā)生，有利于電力系統(tǒng)的安全運行。在檢測子機進行工作時，檢測方法相對簡單，一旦檢測到直流接地問題，不需要通過注入信號或者利用傳感器就能夠?qū)收现愤M行定位，這主要是由系統(tǒng)分布式結(jié)構(gòu)決定的，受外界環(huán)境的干擾性較小，采用不平衡電橋法即可完成檢測工作。

分布式直流接地監(jiān)測系統(tǒng)的研究依賴于先進的科學(xué)技術(shù)，包括分布式隔離電源技術(shù)、485總線通訊技術(shù)等，通過采用先進的控制以及數(shù)據(jù)處理芯片，增強了裝置的安全性，為電力系統(tǒng)的運行提供了有效的保障。該監(jiān)測裝置相對輕便，安裝操作較簡單，具有很好的經(jīng)濟性和實用性。利用分布式直流接地電阻在線監(jiān)測系統(tǒng)進行檢測工作時，我們不僅可以迅速的對故障支路進行定位，而且系統(tǒng)還可以對故障進行顯示記錄并報警，節(jié)約了大量的維修時間，方便了維修工作的開展，進一步減少了停電事故的發(fā)生。

2.2 檢測子機的工作原理

檢測子機在工作時，是通過RS485總線進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)模涔ぷ髟砣鐖D3所示，它的工作電源組則是通過直流母線電壓轉(zhuǎn)換的，我們可以選擇隔離放大器或者光耦進行隔離。在分布式直流監(jiān)測系統(tǒng)中，檢測子機與隔離電源之間既可以合為一體，也可以相互分開。隔離電源對檢測子機來說尤為重要，它除了能夠產(chǎn)生隔離的直流母線電壓，還能夠為檢測子機提供工作電壓，一旦將檢測子機作為分體，就需要利用另一種形式產(chǎn)生工作電源。如果系統(tǒng)存在接地故障時，可以通過狀態(tài)指示電路檢測，也可以通過隔離RS485口進行傳輸。

3 總結(jié)

綜上所述，變電站內(nèi)直流供電系統(tǒng)的安全性非常重要，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，就會引發(fā)跳閘停電事故，降低了供電質(zhì)量。在進行直流系統(tǒng)檢測時，通常我們采用電橋法、漏電流法、低頻信號法等，雖然這些檢測手段能夠起到一定的效果，但是不能完全保證直流系統(tǒng)的安全性。而變電站分布式直流接地電阻在線監(jiān)測裝置不僅操作方便、安全可靠，還提高了支路直流接地定位的精確度，方便了維修工作，進一步提高了直流系統(tǒng)的可靠性。

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作者簡介

王剛峰（1978-），男，大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為國網(wǎng)咸陽供電公司工程師，從事電力工程及自動化研究。

作者單位

國網(wǎng)咸陽供電公司 陜西省咸陽市 712000endprint