一種直流電源系統混入交流電的檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種直流電源系統混入交流電的檢測裝置，包括殼體，所述殼體上設有第一輸入端口、第二輸入端口和第三輸入端口，其分別與直流正母線、直流負母線和地線相連；殼體內設有交流信號采集單元，其一個輸入端與第二輸入端口相連，另一個輸入端與第三輸入端口相連；交流信號采集單元的輸出端與信號處理單元相連，經信號處理單元處理后的信號傳送至控制器單元；殼體內還設有電流傳感器，電流傳感器的輸入端與開關單元相連，所述開關單元包括若干個開關，一個開關與直流電源系統的一個支路一一對應相連，開關單元與控制器單元相連；電流傳感器的輸出端通過A/D轉換單元與控制器單元相連；所述殼體上設有預警燈，其與控制器單元相連。
【專利說明】
一種直流電源系統混入交流電的檢測裝置
技術領域
[0001] 本實用新型屬于電力系統的電壓變電站的直流電源系統范疇，尤其涉及一種直流 電源系統混入交流電的檢測裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著社會不斷向前發展，用電量越來越高，對電力系統的要求也越來越高，如系統 的可靠性、穩定性、可擴展性和直流系統對地絕緣狀況是我們最為關心的問題。發電廠、變 電站(所)等供配電部門通常用直流電源作為控制、信號、保護、事故照明、直流油栗、分合閘 等裝置的控制電源，隨著控制系統支路的增多，以及交直流布線的混雜，及易發生交流混入 直流系統，影響到供配電系統的安全運行。為保障供配電系統的安全，能及時準確的報出交 流混入直流系統并監測出支路是非常有必要的。
[0003] 在直流系統中，因工作需要，各屏蔽體及保護柜內不進有直流電源，還有交流電 源，在大型電廠和大型變電站，系統接線十分復雜。當交直流電纜較近或電纜較長時，經常 發生交流電源混入直流系統的故障。偶然的操作失誤，也會發生交流電源魂之直流系統的 事故，交直流母線直接相連接相當于直流系統金屬性接地，性質更嚴重。國內統計資料證 實，由于交流混入直流系統，已發生多起繼電保護裝置失靈、誤動作等重大事故，并造成較 大的經濟損失，交直流混線已成了影響系統安全運行的重要問題。他不僅可能破壞直流系 統本身，而且在一定條件下引發信號回路和保護裝置誤動作等重大，給系統帶來嚴重后果。 及時發現交直流混線事故，并能指示出混入支路和混入母線的裝置成了直流系統中繼續和 必備的裝置。 【實用新型內容】
[0004] 為了解決現有技術的缺點，本實用新型提供一種直流電源系統混入交流電的檢測 裝置，該裝置可以檢測直流系統接地，還可以準確地檢測交流混入直流系統故障，并可自動 判斷出交流混入直流系統的母線號及支路號，為現場運行人員及時準確的排除故障提供了 有效地支持和保障。
[0005] 為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：
[0006] -種直流電源系統混入交流電的檢測裝置，包括：
[0007] 殼體，所述殼體上設有第一輸入端口、第二輸入端口和第三輸入端口，其分別與直 流正母線、直流負母線和地線相連；
[0008] 殼體內設有交流信號采集單元，其一個輸入端與第二輸入端口相連，另一個輸入 端與第三輸入端口相連;交流信號采集單元的輸出端與信號處理單元相連，經信號處理單 元處理后的信號傳送至控制器單元；
[0009] 殼體內還設有電流傳感器，電流傳感器的輸入端與開關單元相連，所述開關單元 包括若干個開關，一個開關與直流電源系統的一個支路一一對應相連，開關單元與控制器 單元相連;電流傳感器的輸出端通過A/D轉換單元與控制器單元相連；
[0010] 所述殼體上設有預警燈，其與控制器單元相連。
[0011] 所述交流信號采集單元包括隔直電容和電流互感器，隔直電容一端與第二輸入端 口相連，另一端通過第一限流電阻連接電流互感器的一個輸入端；電流互感器的另一個輸 入端通過第二限流電阻與第三輸入端口相連。
[0012] 所述殼體內還設有兩個橋電阻，一個橋電阻連接于第一輸入端口與第三輸入端口 之間，另一個橋電阻連接于第二輸入端口與第三輸入端口之間。
[0013] 兩個橋電阻的電阻值相等。
[0014] 所述殼體上還設有顯示模塊，其與控制器單元相連。
[0015] 所述殼體內還設有聲音報警器，其與控制器單元相連。
[0016] 所述預警燈為LED燈。
[0017]所述顯示模塊為液晶顯示屏。
[0018]本實用新型的有益效果為：
[0019] (1)本實用新型能夠實時采集直流負母線對地的電壓信號，能夠及時檢測到串入 直流系統中的交流電，發出報警信號，并通過記錄直流母線電壓波形，為故障排查提供依 據；
[0020] (2)該裝置還可以準確地檢測交流混入直流系統故障，并可自動判斷出交流混入 直流系統的母線號及支路號，為現場運行人員及時準確的排除故障提供了有效地支持和保 障。
【附圖說明】
[0021] 圖1是交流混入直流原理圖；
[0022] 圖2是直流電源系統混入交流電的檢測裝置的電路結構示意圖；
[0023]圖3是交流混入直流系統選線原理圖。
[0024] 其中，1、殼體;2、第一輸入端口； 3、第二輸入端口； 4、第三輸入端口； 5、預警燈;6、 交流信號采集單元;7、信號處理單元;8、控制器單元;9、開關單元；10、電流傳感器；11、A/D 轉換單元。
【具體實施方式】
[0025] 下面結合附圖與實施例對本實用新型做進一步說明：
[0026] 如圖1所示，在直流電源系統中，設％是直流母線電壓（電池組分別為橋電 阻，Rl為母線間負載，V2為交流電源，BUS+為直流正母線，BUS-為直流負母線；
[0027] 當交流系統于直流系統發生混入時，相當于通過一個電阻r與地相連，其中，r為交 流混入直流系統電阻。
[0028] 本實用新型的直流電源系統混入交流電的檢測裝置，包括：
[0029]如圖2所示，殼體1，殼體1上設有第一輸入端口 2、第二輸入端口 3和第三輸入端口 4，其分別與直流正母線、直流負母線和地線相連；
[0030]如圖3所示，殼體1內設有交流信號采集單元6，其一個輸入端與第二輸入端口 3相 連，另一個輸入端與第三輸入端口 4相連;交流信號采集單元6的輸出端與信號處理單元7相 連，經信號處理單元7處理后的信號傳送至控制器單元8;
[0031] 殼體1內還設有電流傳感器10,電流傳感器10的輸入端與開關單元9相連，開關單 元9包括若干個開關，一個開關與直流電源系統的一個支路一一對應相連，開關單元9與控 制器單元8相連;電流傳感器10的輸出端通過A/D轉換單元11與控制器單元8相連；
[0032] 殼體1上設有預警燈5,其與控制器單元8相連，這樣當控制器單元8判斷直流電源 系統中混入交流電時，能夠及時發出光照預警。
[0033]更進一步地，預警燈5為LED燈。
[0034] 本實施例中，控制器單元8可以選擇ARM或51單片機為核心的控制器單元。
[0035] 進一步地，交流信號采集單元6包括隔直電容和電流互感器，隔直電容一端與第二 輸入端口相連，另一端通過第一限流電阻連接電流互感器的一個輸入端；電流互感器的另 一個輸入端通過第二限流電阻與第三輸入端口相連。其中，隔直電容用于濾除直流信號，保 留交流信號；電流互感器的輸入端通過連接限流電阻，用于避免交流信號的尖峰幅值對電 流互感器的損害。
[0036]進一步地，殼體1內還設有兩個橋電阻，一個橋電阻連接于第一輸入端口 2與第三 輸入端口 4之間，另一個橋電阻連接于第二輸入端口 3與第三輸入端口 4之間。
[0037] 更進一步地，兩個橋電阻的電阻值相等，這樣設置用于檢測直流正母線和直流負 母線的絕緣性。
[0038] 進一步地，殼體1上還設有顯示模塊，其與控制器單元8相連，該顯示模塊用于顯示 控制器單元接收的經信號處理單元7處理后的信號，還可以顯示控制器單元8的判斷結果。 [0039] 更進一步地，顯示模塊為液晶顯示屏。
[0040] 進一步地，殼體1內還設有聲音報警器，其與控制器單元8相連，這樣當控制器單元 8判斷直流電源系統中混入交流電時，能夠及時發出聲音預警。
[0041] 本實用新型的直流電源系統混入交流電的檢測裝置的工作原理為：
[0042]將第一輸入端口與直流正母線連接，第二輸入端口與直流負母線連接，第三輸入 端口與地線相連;殼體內的交流信號采集單元的一個輸入端連接至第二輸入端口，另一個 輸入端連接至第三輸入端口；
[0043]交流信號采集單元采集直流負母線與地線之間的交流信號，并傳送至信號處理單 元，處理單元對獲取的信號進行整流濾波放大處理，處理后的信號再傳送至控制器單元，控 制器單元對接收的信號進行計算電壓幅值，并與預設電壓幅值相比較來判斷直流電源系統 是否混入交流電：
[0044] 當計算電壓幅值大于或等于預設電壓幅值時，與控制器單元相連的預警燈發出燈 光閃爍報警；當計算電壓幅值小于預設電壓幅值時，與控制器單元相連的預警燈處于關閉 狀態；
[0045] 控制器單元判斷直流電源系統混入交流電后，控制器單元控制開關單元中的開關 依次連接直流電源系統的支路，并通過控制器單元依次檢測直流電源系統中各個支路的接 地電阻大小，由圖1可知，計算各支路接地電阻r大小的公式為：
[0046]
[0047]
[0048]
[0049] 其中，Ir為接地電阻r上的電流;Ri = R2 = R。通過判斷各支路接地電阻的大小，則可 判斷出交流混入直流系統的母線號及支路號。
[0050]上述雖然結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本實用新 型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領 域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范 圍以內。
【主權項】
1. 一種直流電源系統混入交流電的檢測裝置，其特征在于，包括： 殼體，所述殼體上設有第一輸入端口、第二輸入端口和第三輸入端口，其分別與直流正 母線、直流負母線和地線相連； 殼體內設有交流信號采集單元，其一個輸入端與第二輸入端口相連，另一個輸入端與 第三輸入端口相連;交流信號采集單元的輸出端與信號處理單元相連，經信號處理單元處 理后的信號傳送至控制器單元； 殼體內還設有電流傳感器，電流傳感器的輸入端與開關單元相連，所述開關單元包括 若干個開關，一個開關與直流電源系統的一個支路一一對應相連，開關單元與控制器單元 相連;電流傳感器的輸出端通過A/D轉換單元與控制器單元相連； 所述殼體上設有預警燈，其與控制器單元相連。2. 如權利要求1所述的一種直流電源系統混入交流電的檢測裝置，其特征在于，所述交 流信號采集單元包括隔直電容和電流互感器，隔直電容一端與第二輸入端口相連，另一端 通過第一限流電阻連接電流互感器的一個輸入端；電流互感器的另一個輸入端通過第二限 流電阻與第三輸入端口相連。3. 如權利要求1所述的一種直流電源系統混入交流電的檢測裝置，其特征在于，所述殼 體內還設有兩個橋電阻，一個橋電阻連接于第一輸入端口與第三輸入端口之間，另一個橋 電阻連接于第二輸入端口與第三輸入端口之間。4. 如權利要求3所述的一種直流電源系統混入交流電的檢測裝置，其特征在于，兩個橋 電阻的電阻值相等。5. 如權利要求1所述的一種直流電源系統混入交流電的檢測裝置，其特征在于，所述殼 體上還設有顯示模塊，其與控制器單元相連。6. 如權利要求1所述的一種直流電源系統混入交流電的檢測裝置，其特征在于，所述殼 體內還設有聲音報警器，其與控制器單元相連。7. 如權利要求1所述的一種直流電源系統混入交流電的檢測裝置，其特征在于，所述預 警燈為LED燈。8. 如權利要求5所述的一種直流電源系統混入交流電的檢測裝置，其特征在于，所述顯 示模塊為液晶顯示屏。
【文檔編號】G01R31/40GK205539406SQ201620095893
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月29日
【發明人】何軍田, 王秉鈞, 孫志周, 曹淑英, 劉序軍, 劉寧
【申請人】山東魯能智能技術有限公司