直流系统绝缘监测装置改造

直流系统绝缘监测装置改造
摘要：直流系统是发电厂、变电所控制、保护装置、自动化设备、通信及信号报警系统、事故照明等设备的直流电源。

在发电厂和变电所中起着非常重要的作用。

它可以保证在交流电源完全停电的情况下，对控制、保护、自动装置、事故照明、直流油泵等重要负荷不间断供电。

而直流绝缘监测装置，当直流系统发生异常变化时，母线电压过高过低、各支路绝缘电阻下降到定值，均能输出报警。

对直流系统的稳定运行提供实时保障。

关键词：直流系统；监测装置；绝缘
1、直流绝缘监测装置改造的背景
我厂#1、#2机组及网控室直流系统，采用的是两路交流供电高频开关直流充电机，配电方式为馈电I段及馈电II段，两个馈电I段及馈电II段并联工作，高频开关直流充电机可带两个馈电段及给蓄电池充电，整个高频开关直流充电机柜设置了10个充电模块，并联工作，当蓄电池须进行充放电时，经过母线开关转换，蓄电池退出运行，系统由高频开关直流充电机担任直流系统的供电任务。

直流系统包括蓄电池、充电机和浮充电设备、直流配电屏、直流联络屏及直流测控装置和辅助信号等设备，直流系统绝缘监察装置，确保对各种负荷的可靠供电。

2、直流绝缘监测装置改造的必要性
由于我厂现有绝缘监测装置不具备交流接地告警测记选线功能，不满足新25项反措和国网十八项反措要求，故需对#1、#2机组直流系统、网控直流系统、输煤直流系统共计7套直流系统绝缘监测装置及其附属测量元件等设备进行换型。

3、直流绝缘监测装置改造的过程
3.1前期准备工作：
3.1.1备品备件情况
3.1.1.1 对本次工程所涉及到的电缆、装置及各类附属设备等到货情况进行检查验收。

3.1.1.2检查电缆、装置及各类附属设备等材料的合格证及材质检验报告。

3.1.1.3 将电缆、装置及各类附属设备等材料搬运至施工现场，专设摆放区域。

3.1.2 工器具完备情况
3.1.2.1 对所需电动工具进行检查合格证。

3.1.2.2 安装人员对自身所需工具检查并进行分类准备。

3.1.2.3调试人员对自身所需工具检查并进行分类准备。

3.2施工的目的：
根据新25项反措和国网十八项反措要求，对#1、#2机组直流系统、网控直流系统、输煤直流系统共计7套直流系统绝缘监测装置及其附属测量元件等设备进行换型。

换型后设备能够测量到交流串入直流的回路，并报警提示，使维护人员能及时发现隐患并消除，确保设备的安全稳定运行。

3.3施工的工作内容：
3.3.1 设备拆除：装置关机退出运行→装置外部接线拆除→装置本体拆除
3.3.2 设备安装：装置本体安装→装置外部接线安装
3.3.3 附属设备安装：配套直流互感器固定→互感器接线
3.3.4 设备调试：直流回路查线对线→设备功能调试
3.3.5 验收阶段工序：直流系统绝缘监测装置验收→施工技术安装调试资料验收→试运行→移交
3.4器具及材料配备：
如图1 所示，QDA-300在线绝缘监测装置由主机、选线模块及互感器等组成，主机主要检测母线电压、正负极绝缘电阻、交流窜电电压并告警，通过CAN与选线模块通讯及RS485与上位机通讯。

选线模块在接收到主机选线信号后，开始选线，并将选线结果告知主机。

馈线绝缘检测原理：通过装置内部向系统对地投入一个可变电阻的原理，产生一个变化的接地信号。

互感器通过检测该信号，从而计算馈线的绝缘情况。

互感器采用开口检测微小信号法，便于更换。

4.2功能特点
4.2.1交流窜电告警、选线
具备测记功能，发生有效值10V及以上的交流窜电故障，0.3s内告警输出，记录下120ms内窜入的交流信号波形及其有效值和发生的时间。

而且具备交流选线功能。

4.2.2直流互窜告警、选线
当直流系统发生直流互窜故障时，装置能判断出互窜的类型，及选出发生窜电的馈线支路。

4.2.3绝缘告警功能：具备两极平衡接地告警与选线功能
当直流系统发生以下故障时，装置能迅速、准确、可靠动作，发出绝缘故障报警信息，并选出接地故障支路。

※单极一点接地及绝缘降低
※单极多点接地及绝缘降低
※两极同支路同阻值接地及绝缘降低
※两极同支路不同阻值接地及绝缘降低
※两极不同支路同阻值接地及绝缘降低
※两极不同支路不同阻值接地及绝缘降低
4.2.4压差告警与选线
当系统绝缘降低，还没达到设定的告警值时，如果正负母线对地压差达到设定的压差值时，装置能发出压差告警及选线。

4.2.5蓄电池接地定位
直接确定蓄电池接地的位置，显示接地蓄电池的编号。

蓄电池接地的通道号可通过参数设置界面设置。

4.2.6电压偏差补偿功能
当直流系统正负母线对地电压的比值超出保护误动风险因数1.222时，装置能通过对地电压偏差补偿桥使直流系统对地电压恢复到平衡状态，即正极对地电压与负极对地电压之比大于0.869，或负极对地电压与正极对地电压之比小于1.150。

4.2.7母线电压异常告警
当直流系统母线电压大于等于标称电压的110%时，产品应发出母线过压告警信息。

当直流系统母线电压小于等于标称电压的90%时，产品应发出母线欠压告警信息。

该告警整定值可设置。

4.2.8启动功能
以多种方式启动检测桥，实时测量系统对地绝缘电阻。

※产品开机自行启动
※产品断电恢复后自行启动
※定时启动
※正负母线对地电压偏差启动
※人工启动
4.2.9自检功能
每天早晨10：00，装置自动启动自检功能，对互感器、选线模块、通讯及各连接端子电缆等进行自检，还自动检测平衡桥与切换桥电阻是否完好。

无需定期校验，即可随时发现装置的各种故障，减少运行维护成本。

4.3通讯
本装置具有RS232、RS485通讯接口以及硬接点输出。

通信规约采用Modbus规约的
RTU(Remote Terminal Unit)方式。

本装置的通信地址可以设置。

接地故障、环网故障时，系统告警接点闭合；装置故障时装置告警接点闭合；电压异常时，电压告警接点闭合；交流窜电时，备用告警接点1闭合；系统绝缘降低预警时，备用接点2闭合。

选线模块简介
模块上4位通讯地址开关，可选择16个通讯模块，如表1所示；每个模块可带14个馈线支路，如图3所示。

4.4运行模式
模式一：独立运行单独检测一套直流系统的绝缘情况；
模式二：主机运行与模式三：从机运行监测两套直流系统的绝缘情况、以及两套直流系统之间是否存在环网故障；
模式四：主机并联运行与模式五：从机并联运行当两套直流系统存在环网故障又不能解除
故障时，手动设置运行此模式，取消故障告警。

5、总结
本次直流绝缘监测装置改造工程结束后，对#1机组直流系统、#2机组直流系统、网控直流
系统、输煤直流系统共计7套直流系统绝缘监测装置及其附属测量元件等设备运行工况进行
测评，满足技改要求，达到了预期可研效果。

满足《防止电力生产事故的二十五项重点要求》（国能安全[2014]161号）22.2.3.23.3要求，设备功能优于以往，对#1机组直流系统、#2机
组直流系统、网控直流系统、输煤直流系统有了更好的监测效果。

参考文献
[1] DL/T 1392-2014 《直流电源系统绝缘监测装置技术条件》
[2]《QDA-300直流在线绝缘监测装置主机说明书12.11》。