南昌DT-JC300 直流系統(tǒng)緣監(jiān)測裝置電力系統(tǒng)中的直流系統(tǒng)接地故障是一種易發(fā)生且對電力系統(tǒng)危害性較大的故障。無論是正接地或者負(fù)接地，在兩點(diǎn)接地的情況下，都可能造成保護(hù)誤動或者保護(hù)拒動，危害一次系統(tǒng)正常運(yùn)行。

南昌達(dá)泰科技有限公司坐落于南昌市風(fēng)景秀麗的青山湖畔。是一家集產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及銷售于一體的科技型企業(yè)。在技術(shù)方面，南昌達(dá)泰公司堅(jiān)持自主創(chuàng)新，持續(xù)保持較高的研發(fā)投入。不斷提升技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新的能力。在產(chǎn)品方面，公司注重客戶需求和產(chǎn)品細(xì)分，長期堅(jiān)持產(chǎn)品的企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)盡量高于國家標(biāo)準(zhǔn)，按“免維護(hù)”理念進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。公司實(shí)行全面質(zhì)量管理，保證了產(chǎn)品的高可靠性和優(yōu)異的性價比，公司產(chǎn)品通過了權(quán)威部門的檢測認(rèn)證。在營銷服務(wù)方面，堅(jiān)持“7x24小時響應(yīng)，終身維護(hù)”的服務(wù)理念，建立了覆蓋全國的營銷服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，貼近客戶，及時響應(yīng)。在管理方面，公司堅(jiān)持以人為本，實(shí)現(xiàn)員工與企業(yè)共同成長。

目前，南昌達(dá)泰科技有限公司用戶遍布全國各地，在國內(nèi)各個供電公司、大型火電廠、水電廠、電力建設(shè)公司、化工企業(yè)、鋼鐵企業(yè)等已有了較高的產(chǎn)品覆蓋率。

南昌DT-JC300 直流系統(tǒng)緣監(jiān)測裝置
一、概述

★  電力系統(tǒng)中的直流系統(tǒng)接地故障是一種易發(fā)生且對電力系統(tǒng)危害性較大的故障。無論是正接地或者負(fù)接地，在兩點(diǎn)接地的情況下，都可能造成保護(hù)誤動或者保護(hù)拒動，危害一次系統(tǒng)正常運(yùn)行。

★  由于直流系統(tǒng)的復(fù)雜性和動態(tài)性，直流接地故障往往難以定位。同時由于微機(jī)保護(hù)和綜合自動化系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，又對直流系統(tǒng)接地監(jiān)測裝置的準(zhǔn)確性和安全性提出了更高的要求。

★  根據(jù)監(jiān)測原理的不同，直流系統(tǒng)接地監(jiān)測裝置可分為主動式和被動式兩種。主動式需要向系統(tǒng)注入特定的信號，然后通過傳感器探測該信號來判斷接地回路，其信號又可分為注入式和乒乓原理。被動式不向系統(tǒng)注入任何信號，直接檢測各回路的漏電流來判斷接地與否。被動式監(jiān)測不發(fā)送任何特定信號作為判斷基準(zhǔn)，而直流系統(tǒng)中又含有各種干擾信號，因此監(jiān)測難度遠(yuǎn)大于主動式。然而被動式監(jiān)測以其安全性，代表了直流系統(tǒng)監(jiān)測裝置的發(fā)展方向，隨著現(xiàn)代微電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，將成為市場的主流。

★  直流系統(tǒng)緣監(jiān)測裝置平衡了監(jiān)測的準(zhǔn)確性和運(yùn)行的安全性兩方面的要求，可實(shí)現(xiàn)各類接地故障、緣下降、環(huán)網(wǎng)狀態(tài)、交流竄電、直流互串等故障的檢測。

★  該裝置結(jié)合了主動式中的乒乓原理及被動監(jiān)測原理，以多16位CPU并行運(yùn)算為基礎(chǔ)，通過創(chuàng)新的分布式系統(tǒng)構(gòu)架DADC和的全系統(tǒng)分析SynSystem算法，重新定義了直流系統(tǒng)接地故障監(jiān)測水平的標(biāo)準(zhǔn)。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理

2-1        系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架圖：

 

★  主機(jī)固定于直流屏上，為整個系統(tǒng)的核心控制單元，也是監(jiān)控信息顯示和設(shè)置信息輸入的主界面。傳感器安裝在各個直流屏各出線回路處（一般在各回路保險的出口處）。子機(jī)位于主機(jī)和傳感器之間，可根據(jù)需要靈活選擇安裝位置。

★  主機(jī)和子機(jī)之間支持兩種聯(lián)結(jié)模式：星形聯(lián)結(jié)和鏈形聯(lián)結(jié)。每個子機(jī)既可以和主機(jī)通過SynBus總線直接相聯(lián)，也可以通過另一個子機(jī)的級聯(lián)口和主機(jī)間接相聯(lián)，便于安裝和布線。主機(jī)和子機(jī)之間的通信由子機(jī)的地址碼決定，和子機(jī)的物理位置無關(guān)，給現(xiàn)場系統(tǒng)配置帶來了高度的靈活性。主機(jī)和子機(jī)可帶電熱插拔，主機(jī)可自動識別子機(jī)，無須人工設(shè)置。

 

★  每個子機(jī)可以掛接8只傳感器，當(dāng)傳感器通過專用接口接入子機(jī)后，子機(jī)可自動識別傳感器，無須人工設(shè)置。

2-2         系統(tǒng)原理

★  系統(tǒng)采用了以分布式采集和分布式運(yùn)算為核心的主從構(gòu)架（DADC構(gòu)架）方案。將數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理任務(wù)均衡的分配于主機(jī)和子機(jī)之間，充分的利用系統(tǒng)處理潛能，獲得的處理效果和短的處理時間。

★  系統(tǒng)主機(jī)采用雙16位CPU，分別用于系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)處理。系統(tǒng)控制CPU負(fù)責(zé)通信，時鐘，輸入輸出，系統(tǒng)調(diào)度等控制任務(wù)；數(shù)據(jù)處理CPU負(fù)責(zé)對子機(jī)上傳的每個回路信息進(jìn)行綜合算法分析。

★  子機(jī)采用單16位CPU，對10通道16位高速AD轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和預(yù)分析，AD轉(zhuǎn)換器前端由運(yùn)放構(gòu)成的信號調(diào)理電路進(jìn)行緩沖保護(hù)。

★  傳感器為的專用直流傳感器，可監(jiān)測回路電流的微小變化并保持在全壽命周期內(nèi)的高穩(wěn)定度。

★  基于的DADC構(gòu)架，系統(tǒng)引入了采樣實(shí)時性和采用同時性兩大概念。區(qū)別于傳統(tǒng)的巡檢模式，系統(tǒng)每0.001秒對所有回路電流進(jìn)行時間完全同步的數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)精度達(dá)到五萬分之一。數(shù)據(jù)在傳感器對應(yīng)的子機(jī)中進(jìn)行FIR數(shù)字信號預(yù)處理，濾除噪聲后提取小波時頻譜。時頻譜信息通過SynBus總線實(shí)時上傳至主機(jī)，主機(jī)的數(shù)據(jù)處理CPU綜合所有回路的時頻譜特征進(jìn)行人工智能分析，和主機(jī)內(nèi)置的特征規(guī)則進(jìn)行多維模式匹配，后作出回路接地與否的判斷并計(jì)算接地阻抗。

★  上述監(jiān)測方法為結(jié)合數(shù)字信號處理技術(shù)和模式匹配技術(shù)的全系統(tǒng)分析技術(shù)（SynSystem技術(shù)），和DADC構(gòu)架共同為我公司的專有技術(shù)。具有強(qiáng)大計(jì)算能力的DADC構(gòu)架結(jié)合SynSystem技術(shù)，從根本上改變了直流接地監(jiān)測的傳統(tǒng)，能在快1秒內(nèi)作出接地判斷并報(bào)警，回路接地檢測精度達(dá)到500K以上。并且能完全排除分布電容的影響，對系統(tǒng)無任何干擾。對多點(diǎn)接地，環(huán)路接地，高阻接地，非金屬動態(tài)接地也能作出準(zhǔn)確判斷。同時，系統(tǒng)還具有診斷功能，能提示系統(tǒng)環(huán)路狀態(tài)和預(yù)測回路接地發(fā)展動態(tài)，便于運(yùn)維人員掌握系統(tǒng)的變化律。

 南昌DT-JC300 直流系統(tǒng)緣監(jiān)測裝置

 

三、系統(tǒng)功能及特點(diǎn)

3-1         系統(tǒng)功能

★  實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)交直流電壓并告警

  ★  實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)緣并告警

  ★  實(shí)時接地回路檢測

  ★  系統(tǒng)電流檢測診斷

  ★  回路緣分級預(yù)警

  ★  接地歷史記錄分析

★  電壓平衡功能

★  蓄電池回路監(jiān)測功能

★  系統(tǒng)分布電容檢測功能

3-1-1     交直流電壓監(jiān)控

?  主機(jī)實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)母線對地電壓，包括系統(tǒng)電壓，正對地電壓，負(fù)對地電壓及交流竄電電壓并實(shí)時顯示。

?  當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生故障，系統(tǒng)電壓偏高或者偏低超過預(yù)設(shè)整定值時，或交流電壓超過預(yù)設(shè)整定值時主機(jī)液晶屏顯示告警信息，電壓越限指示燈和蜂鳴器同時告警。

?  告警信息還可通過YX開關(guān)量和RS485接口上傳到綜合自動化系統(tǒng)或調(diào)度自動化系統(tǒng)上位機(jī)。

3-1-2     緣監(jiān)控

?  主機(jī)實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)母線對地阻抗，包括正對地電阻，負(fù)對地電阻并實(shí)時顯示。

?  當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生故障，正負(fù)對地電壓不再平衡并超過預(yù)設(shè)整定值時，主機(jī)液晶屏顯示告警信息，系統(tǒng)接地指示燈和蜂鳴器同時告警。

 

?  告警信息還可通過YX開關(guān)量和RS485接口上傳到綜合自動化系統(tǒng)或調(diào)度自動化系統(tǒng)上位機(jī)。

3-1-3        接地檢測

?  主機(jī)實(shí)時接收子機(jī)上傳的各回路特征狀態(tài)信息，并通過模式匹配技術(shù)進(jìn)行智能分析，區(qū)分出不同的接地狀態(tài)，排除系統(tǒng)充電脈沖干擾，起伏電平干擾以及環(huán)路帶來的影響，終準(zhǔn)確判斷接地回路，并計(jì)算接地阻抗。

?  接地阻抗數(shù)值在液晶屏顯示，并可通過RS485接口上傳到綜合自動化系統(tǒng)或調(diào)度自動化系統(tǒng)上位機(jī)。

3-1-4       電流診斷

?  該功能由傳感器采集回路電流信號，經(jīng)過子機(jī)模塊實(shí)時反饋給主機(jī)，并顯示于液晶屏上。能有效幫助運(yùn)維人員準(zhǔn)確了解直流系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)，迅速地排除故障。

3-1-5        緣預(yù)警

?  由于主機(jī)的檢測精度高，可以達(dá)到500K以上，因此可通過檢測未接地回路的對地阻抗判斷其長期變化的趨勢，提供回路接地的預(yù)警信息。

?  緣降低預(yù)警和環(huán)路匹配監(jiān)測為系統(tǒng)的診斷提供了有效手段。

3-1-6        歷史記錄

?  系統(tǒng)交流竄電及接地記錄將自動保存在EEPROM中以供查閱。該記錄包括了竄電或接地的日期時間，接地阻抗，竄電電壓，接地回路等信息并可掉電后保存。

?  接地記錄數(shù)zui大保存1000條。

 

3-1-7        電壓平衡

?  當(dāng)直流系統(tǒng)正負(fù)母線對地電壓的比值超出保護(hù)誤動風(fēng)險因數(shù)1.222時，裝置內(nèi)部通過對地電壓偏差補(bǔ)償橋使直流系統(tǒng)對地電壓恢復(fù)到平衡狀態(tài)，即正對地電壓與負(fù)對地電壓之比大于0.869，或負(fù)對地電壓與正對地電壓之比小于1.150。

  3-1-8    蓄電池回路監(jiān)測功能

?  蓄電池回路監(jiān)測功能，本裝置通過數(shù)據(jù)采集器和霍爾傳感器，實(shí)時監(jiān)測當(dāng)前運(yùn)行蓄電池回路是否發(fā)生緣降低或接地故障。

?  使用蓄電池回路監(jiān)測功能時，對應(yīng)霍爾傳感器（CT）采集的數(shù)據(jù)就是相應(yīng)的蓄電池回路的實(shí)時數(shù)據(jù)。

  3-1-9     系統(tǒng)分布電容檢測功能

?  系統(tǒng)分布電容檢測功能，可檢測本裝置所接入的直流系統(tǒng)的分布電容大小。

3-1-10       輸入輸出接口

?  巡航式人機(jī)界面，積木式菜單，操作簡潔，功能強(qiáng)大。

?  多組LED系統(tǒng)狀態(tài)顯示，通信狀態(tài)顯示。

?  內(nèi)置雙音蜂鳴器報(bào)警。

?  多組YX開關(guān)量輸出。

?  RS485通信接口。

3-1-11             后臺分析診斷軟件

?  選配件

3-1-12     通訊中斷檢測

?  在“系統(tǒng)”主頁面，實(shí)時循環(huán)顯示和主機(jī)通訊的子機(jī)地址號。

?  如出現(xiàn)通訊異常，會停留在出現(xiàn)通訊異常的子機(jī)地址號。

3-2       系統(tǒng)特點(diǎn) 3-2-1       高性能硬件

?  整個系統(tǒng)采用工業(yè)級芯片和元器件進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。

主機(jī)為高速雙16位工控CPU，子機(jī)為單16位工控CPU。系統(tǒng)總處理能力隨直流系統(tǒng)回路數(shù)（子機(jī)數(shù)）動態(tài)調(diào)整，多可支持?jǐn)?shù)十個CPU同步運(yùn)行。

?  每條直流回路數(shù)據(jù)采集通道（對應(yīng)每個傳感器）都采用的16位AD轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換速度在每秒1000次以上，分辨率在1/50000以上。

?  傳感器采用分辨度達(dá)到0.1mA，精度高于1/1000的高穩(wěn)定直流傳感器，長時穩(wěn)定性高，能自動跟蹤系統(tǒng)的細(xì)微變化。

3-2-2       的構(gòu)架

?  系統(tǒng)采用了獨(dú)有的DADC構(gòu)架，將現(xiàn)場工程實(shí)施的靈活性，系統(tǒng)擴(kuò)展的靈活性和強(qiáng)大的處理能力相結(jié)合。

?  DADC構(gòu)架可根據(jù)用戶需要靈活配置子機(jī)數(shù)量，節(jié)省了一次成本，并能靈活的進(jìn)行系統(tǒng)升級。

?  DADC構(gòu)架可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境靈活安排子機(jī)安裝位置，便于傳感器安裝和布線，減小強(qiáng)電干擾。

?  DADC構(gòu)架將高速，的AD采樣和大負(fù)荷的運(yùn)算量平衡的分配到主機(jī)和子機(jī)之間，是運(yùn)行而復(fù)雜的SynSystem智能算法的基礎(chǔ)平臺。

3-2-3       智慧型軟件

?  數(shù)字信號增強(qiáng)DSE技術(shù)，基于FIR數(shù)字信號處理方法對海量AD采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，篩選和增強(qiáng)，可將傳感器0.1mA原始分辨度提高10倍。

?  小波時頻特征提取SCA技術(shù)，不同于傳統(tǒng)傅立葉變換，通過小波分析可提取信號在不同時間尺度上的特征，可的發(fā)掘信號的瞬時特征和長時變化特征。

?  特征模式匹配CMM技術(shù)，將所有回路的時頻特征信息進(jìn)行綜合，并和系統(tǒng)預(yù)設(shè)的幾十條特征規(guī)則進(jìn)行匹配運(yùn)算，作出類似人腦分析過程的智慧型判斷。

3-2-4       人性化界面

?  標(biāo)簽式頁面顯示，不同的菜單功能都采用統(tǒng)一的圖形頁面進(jìn)行顯示，為簡潔清晰的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)。

?  人性化的界面設(shè)計(jì)，系統(tǒng)可以通過前頁鍵和后頁鍵靈活地進(jìn)行頁面的選擇，按一下前頁鍵即頁面向前翻一頁，按一下后頁鍵即頁面向后翻一頁。用戶也可以通過特定的向上、向下鍵對每一頁中每一項(xiàng)進(jìn)行選擇。功能一目了然，方便快捷。

?  全功能數(shù)字鍵盤，標(biāo)準(zhǔn)的鍵盤除輸入數(shù)字信息外，還可進(jìn)行快捷鍵操作和功能操作，適合用戶。

?  液晶顯示更直觀。上面是菜單欄，顯示按功能劃分的六個頁面標(biāo)題。下面是狀態(tài)欄，一個區(qū)域?yàn)闀r鐘指示，第二個區(qū)域?yàn)闀r間顯示，第三個區(qū)域?yàn)楣ぷ鳡顟B(tài)：靜止?fàn)顟B(tài)，檢測狀態(tài)，平衡橋狀態(tài)。第四個區(qū)域?yàn)楣ぷ髂Ｊ?，第五個區(qū)域?yàn)榉澍Q器開關(guān)顯示。

3-2-5       高安全性

?  純直流設(shè)計(jì)，采用直流傳感器直接檢測回路漏電流，不注入任何信號，不對直流系統(tǒng)的運(yùn)行造成任何影響。

?  所有采樣單元均采用隔離設(shè)計(jì)，設(shè)備故障不影響直流系統(tǒng)正常的運(yùn)行。

3-2-6                   高可靠性

?  軟件陷阱和監(jiān)控芯片雙重抗干擾設(shè)計(jì)，能保證在強(qiáng)電干擾環(huán)境下長時間穩(wěn)定運(yùn)行。

?  傳感器在初次校準(zhǔn)后將定時進(jìn)行自動校準(zhǔn)，保證其精度。

?  傳感器支持熱插拔和自動識別，支持傳感器失效自動檢測。

?  子機(jī)支持熱插拔和自動識別，主機(jī)定時校準(zhǔn)子機(jī)時鐘。

?  主機(jī)和子機(jī)之間SynBus總線定時自檢，并實(shí)時顯示通信狀態(tài)。
南昌DT-JC300 直流系統(tǒng)緣監(jiān)測裝置

 

四、主要指標(biāo)

 

?  可監(jiān)測對地緣阻抗值范圍：

接地阻抗：  0 － 50K

緣降低：  51－500K

?  可監(jiān)測電壓范圍：

正對地電壓： 0 － 300V

負(fù)對地電壓： 0 － 300V

系統(tǒng)總電壓： 0 － 300V

交流竄電電壓： 0 － 300V

二段正對地電壓：0－300V

?  可監(jiān)測系統(tǒng)分布電容范圍：

         系統(tǒng)分布電容：  0－999uF

 

 

?  抗直流系統(tǒng)分布電容干擾：

大于    10000uF

?  適用直流系統(tǒng)電壓等級：

220V，110V，48V，24V或用戶提出其它電壓等級

?  可監(jiān)測直流回路數(shù)：

500路

?  主機(jī)接入直流系統(tǒng)對地阻抗值：

大于 1000 K

?  電壓監(jiān)測誤差

小于 0.5%

?  對地緣告警

帶YX輸出接點(diǎn)

?  系統(tǒng)電壓低越限告警        

198V（帶YX輸出接點(diǎn)）

?  系統(tǒng)電壓高越限告警

242V（帶YX輸出接點(diǎn)）

?  標(biāo)準(zhǔn)RS232/RS485/RS422接口

與綜合自動化系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)接口。 

?  工作環(huán)境溫度：-30℃—+50℃。

?  相對濕度：   ≤96%

?  直流電壓允許紋波電壓系數(shù)   2%
南昌DT-JC300 直流系統(tǒng)緣監(jiān)測裝置

 

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