电力系统中直流接地检测的设计
  摘要:本文主要介绍在电力系统中如何使用直流接地检测的方法去检测母线和支路是否有接地故障,并且准确计算出接地电阻大小。该方法是将直流母线的正、负两极通过平衡电桥和非平衡电桥的两个电阻接地,从而将直流系统的总电压分别xx施加于这两对(或一对)电桥上,根据欧姆定律,利用采集到的正、负母线电压和电桥的两个电阻值建立一个二元一次方程组,从而得到母线接地电阻;同时,在每一个供电支路上都装置一个霍尔电流传感器,让所有支路的正负电缆分别穿过霍尔传感器,根据传感器对漏电流的检测,来判断支路接地故障点,并根据传感器检测到的漏电流值和采集到的母线电压值,便可以计算出供电支路的接地电阻值。与传统的交流检测法相比,该方法对直流系统无任何不良影响;不受分布电容的影响,检测的精度和灵敏度较高;不需要交流信号发生装置,降低了产品成本,同时也降低了设计的难度,大大缩短了开发的周期。
  发电厂中的继电保护、自动装置、信号装置、事故照明和电气设备的远距离操作,和电力、电信、冶金、石化、化工等领域补给电源一般采用直流电源,而直流电源部分由蓄电池组、充电设备、直流屏等设备组成,所以直流电源的输出质量及可靠性直接关系到各个企业的安全和可靠的生产。因此,发电厂的直流系统被人们称为企业的“心脏”。当直流系统发生一点接地故障时,一般情况下是不会立即产生危害性后果,但是,若发生两点或多点同时接地, 则可能造成信号装置、控制回路和继电保护装置的误动作,致使断路器跳闸,或直接造成直流操作电源短路,从而引发严重的电力系统事故。因此,在直流系统中,{jd1}不允许在一点或多点长时间接地的情况下使用设备。必须对直流系统进行连续的在线监视,一旦发现有接地故障,监控系统应立即发出报警,提示现场工作人员检查并排除接地故障,以避免发生严重的电力系统故障。
  测量接地电阻大致可以分为两种方法:交流法测电阻和直流法测电阻。使用交流法测量电阻,就是在系统上,叠加一个交流信号,利用交流电流传感器去检测漏电流,从而计算出接地电阻。由于这种方法受到分布电容的影响,要想使测量的结果满足一定的要求,我们必须严格控制交流信号的幅值和频率,这就使得交流信号源电路变得较为复杂,也增加了交流信号源设计的难度,同时检测交流信号也相对复杂而且检测精度也不同程度的受到分布电容的影响。另一方面,在系统上叠加一个交流信号,也就相当于人为的向系统增加干扰源,影响了系统的稳定性,同时也在一定程度上制造了系统隐患。由于这些原因,人们又提出了直流法测电阻,但是现有的、使用直流法测电阻的系统,也只能在以下两种情况下测量出接地电阻,并发出报警信息:1、单根母线接地;2、所有接地支路都正接地或者负接地。在正负母线同时接地或支路既正接地同时也负接地的时候,系统一般很难准确的检测出接地情况,并准确计算出接地电阻值,在这种情况下,笔者提出两种解决方案,根据读者不同的应用背景,可以适当的选择不同的方案。

图1  电桥法测接地电阻1

                                            图1 电桥法测接地电阻1

图2  电桥法测接地电阻2

                                        图2 电桥法测接地电阻2

图3  九洲电气

图4  九洲电气

                                                                       图4
AbstractThis paper describes that in the power system how to use DC testing methods to detect whether there is a bus or slip fault, and accurately calculate the value of the ground resistance. The method is that the positive and negative of the DC bus through the balance bridge and the non-equilibrium bridge connect to the ground, thus the whole voltage were imposed directly on current system by all of these (or a) bridges, according to Ohm's law, used to collect the voltage of the positive and negative bus and the two resistance values of the bridge, to establish a Equations, then get the value of the grounding resistance; At the same time, in every slip on the power supply devices has a Hall current sensor, so that all the wire of the positive and negative slip through the Hall sensor, respectively, according to the leakage current which the sensors detect, can determine the slip fault, and in accordance with Sensors detected the leakage current value and acquisition value to the bus voltage, we can calculate grounding resistance value of the slip. With the traditional detection method, the method of DC system without any adverse impact from the impact of capacitance, detection accuracy and sensitivity is higher, and does not need a signal device and reduce the cost of the product, but also reduces design The difficulty, greatly reducing the development cycle.


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