CN115524636A - 一种便携式可拉路查找直流***接地故障辅助查找工具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携式可拉路查找直流***接地故障辅助查找工具，包括230V直流电源、正极测试线、负极测试线、U4电压隔离变送器、U5电压隔离变送器和PLC工控器；所述230V直流电源的正极与正极测试线电连接，230V直流电源的负极与负极测试线电连接；正极测试线与地之间并联U4电压隔离变送器，U4电压隔离变送器与PLC工控器电连接；负极测试线与地之间并联U5电压隔离变送器，U5电压隔离变送器与PLC工控器电连接。以解决现有技术对相对复杂的保护及自动装置和断路器控制回路，或直流***高阻接地时的接地故障进行查找的问题。
Description
技术领域
本发明涉及直流接地查找技术领域，尤其涉及一种便携式可拉路查找直流***接地故障辅助查找工具。
背景技术
直流***作为电力***的重要组成部分，为一些重要常规负荷、继电保护及自动装置、远动通讯装置提供不间断电源，并提供事故照明电源。直流***发生一点接地，不会产生短路电流，可继续运行。但是必须及时查找接地点并尽快消除接地故障，否则当发生另一点接地时，就有可能引起信号装置、继电保护及自动装置、断路器的误动作或拒绝动作，有可能造成直流电源短路，引起熔断器熔断，或快分电源开关断开，使设备失去操作电源，引发电力***严重故障乃至事故。因此，电网运行规定不允许直流***在一点接地情况下长时间运行，必须迅速查找并排除接地故障，杜绝因直流***接地而引起的电力***事故。
目前变电站直流接地故障的查找手段是借助直流***配置的接地故障巡检装置和直流接地查找仪来查找接地故障，对于直馈单一回路低阻接地故障，借助上述仪器查找可以很轻易找到故障点。但对于相对复杂的保护及自动装置和断路器控制回路，或直流***高阻接地时，上述查找仪器便失去了辨别能力。
所以大部分的直流接地查找必须依靠支路拉路法进行大范围的故障排除，在使用拉路法查找直流接地时，需要将保护及自动装置电源和断路器控制电源断开数秒，判断是否为该支路存在接地；断开过程存在较大安全风险和隐患：如果此时出现电网故障，将造成越级跳闸，将扩大停电范围。因此，早已禁止采用拉路法查找继电保护及自动装置和断路器控制电源回路的直流接地故障，并且就算找到了故障点，由于电力***对继电保护及自动装置和断路器控制电源的运行要求也无法带电处置。目前国内还没有一套行之有效的方法和工具解决上述问题。
发明内容
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的是提供一种便携式可拉路查找直流***接地故障辅助查找工具。
本发明的技术方案是：一种便携式可拉路查找直流***接地故障辅助查找工具，包括230V直流电源、正极测试线、负极测试线、U4电压隔离变送器、U5电压隔离变送器和PLC工控器；
所述230V直流电源的正极与正极测试线电连接，230V直流电源的负极与负极测试线电连接；
正极测试线与地之间并联U4电压隔离变送器，U4电压隔离变送器与PLC工控器电连接；
负极测试线与地之间并联U5电压隔离变送器，U5电压隔离变送器与PLC工控器电连接。
进一步地，还包括K1接触器和U6电压隔离变送器；
K1接触器常开触点串联在正极测试线或负极测试线上，U6电压隔离变送器连接在正极测试线和负极测试线之间，设U6电压隔离变送器与正极测试线的连接点为A，A点位于K1接触器常开触点与正极测试线或和负极测试线远离230V直流电源的一端之间，K1接触器与PLC工控器电连接，U6电压隔离变送器与PLC工控器电连接。
进一步地，还包括D1二极管，所述D1二极管设置在正极测试线或负极测试线，D1二极管的导通方向与正极测试线或负极测试线上的电流方向相同。
具体地，所述D1二极管的额定电流为20A，额定电压为500V。
进一步地，还包括I3电流隔离变送器和U3电压隔离变送器；
所述I3电流隔离变送器串联在正极测试线靠近230V直流电源的正极的一侧，I3电流隔离变送器与PLC工控器电连接；
所述U3电压隔离变送器连接在正极测试线与负极测试线之间，U3电压隔离变送器与PLC工控器电连接。
具体地，所述230V直流电源包括48V转230V逆变器、48V锂电池和48V充电电路；
所述48V充电电路的输出端与48V锂电池输入端电连接；
所述48V锂电池输出端与48V转230V逆变器输入端电连接；
所述48V转230V逆变器输出端的正极与正极测试线电连接，230V逆变器输出端的负极与负极测试线电连接，48V转230V逆变器与PLC工控器电连接。
进一步地，还包括I1电流隔离变送器和U1电压隔离变送器；
所述I1电流隔离变送器串联在48V充电电路与48V锂电池之间的导线上，I1电流隔离变送器与PLC工控器电连接；
所述U1电压隔离变送器连接在48V充电电路与48V锂电池之间的导线上，U1电压隔离变送器与PLC工控器电连接。
进一步地，还包括I2电流隔离变送器和U2电压隔离变送器；
所述I2电流隔离变送器串联在48V锂电池与48V转230V逆变器之间的导线上，I2电流隔离变送器与PLC工控器电连接；
所述U2电压隔离变送器连接在48V锂电池与48V转230V逆变器之间的导线上，U2电压隔离变送器与PLC工控器电连接。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明通过将正极测试线与负极测试线并联在待测试直流***的支路上，利用230V直流电源为待测试直流***的支路供电，然后将待测试直流***的支路与直流***断开，通过U4电压隔离变送器和U5电压隔离变送器的测量值判断待测试直流***的支路是否接地，在判定期间，待测试直流***的支路有230V直流电源保障继续运行，不会出现待测试直流***的支路断电造成越级跳闸的问题。本发明可在带电情况下对相对复杂的保护及自动装置和断路器控制回路，或直流***高阻接地时的接地故障进行查找。
附图说明
图1为本发明的电路结构框图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：
实施实例1：
为了解决现有技术无法在带电情况下对相对复杂的保护及自动装置和断路器控制回路，或直流***高阻接地时的接地故障进行查找的问题，参考图1，本发明采用了一种便携式可拉路查找直流***接地故障辅助查找工具，包括230V直流电源、正极测试线11、负极测试线12、U4电压隔离变送器9、U5电压隔离变送器8和PLC工控器1；所述230V直流电源的正极与正极测试线11电连接，230V直流电源的负极与负极测试线12电连接；正极测试线11与地之间并联U4电压隔离变送器9，U4电压隔离变送器9与PLC工控器1电连接；负极测试线12与地之间并联U5电压隔离变送器8，U5电压隔离变送器8与PLC工控器1电连接。
使用时，将正极测试线11与负极测试线12并联在待测试直流***的支路上，利用230V直流电源为待测试直流***的支路供电，然后将待测试直流***的支路与直流***断开，通过U4电压隔离变送器9和U5电压隔离变送器8的测量值判断待测试直流***的支路是否接地，判定方法如下：
当待测试直流***的支路无接地故障时，U4电压隔离变送器9测量结果为：230/2(115伏)、U5电压隔离变送器8测量结果为：230/2(115伏)；
当待测试直流***的支路正极金属性直接接地故障时，U4电压隔离变送器9测量结果为：0伏、U5电压隔离变送器8测量结果为：230伏；
当待测试直流***的支路负极金属性直接地故障时，U4电压隔离变送器9测量结果为：230伏、U5电压隔离变送器8测量结果为：0伏；
当待测试直流***的支路正极对地绝缘降低时，U4电压隔离变送器9测量结果为：100至114伏、U5电压隔离变送器8测量结果为：130至116伏；
当待测试直流***的支路正极经过渡电阻接地故障时，U4电压隔离变送器9测量结果为：1至99伏、U5电压隔离变送器8测量结果为：229至131伏。
在判定期间，待测试直流***的支路有230V直流电源保障继续运行，不会出现待测试直流***的支路断电造成越级跳闸的问题。本发明可在带电情况下对相对复杂的保护及自动装置和断路器控制回路，或直流***高阻接地时的接地故障进行查找。
如果正极测试线11和负极测试线12与待测试直流***的支路极性相反，会导致本工具反向接入直流***，使得本装置短路过载烧毁、支路跳闸或直流***跳闸。
为了解决上述问题，在本实施例中进一步地，还包括K1接触器6和U6电压隔离变送器7；K1接触器6常开触点串联在正极测试线11或负极测试线12上，U6电压隔离变送器7连接在正极测试线11和负极测试线12之间，设U6电压隔离变送器7与正极测试线11的连接点为A，A点位于K1接触器6与正极测试线11和负极测试线12远离230V直流电源的一端之间，K1接触器6与PLC工控器1电连接，U6电压隔离变送器7与PLC工控器1电连接。
使用时，通过以下方法判断正极测试线11和负极测试线12与待测试直流***的支路极性是否正确连接，并且防止不正确连接导致本装置短路过载烧毁、支路跳闸或直流***跳闸：
首先判断正极测试线11和负极测试线12与待测试直流***的支路极性是否连接：PLC工控器1控制K1接触器6常开触点断开，U3电压隔离变送器5测量值U3：230伏；U6电压隔离变送器7测量值U6：0伏；U3减U6为230伏，则判定正极测试线11和负极测试线12与支路未连接，否则判定正极测试线11和负极测试线12与支路连接，重新连接正极测试线11和负极测试线12与支路直到正极测试线11和负极测试线12与支路连接；
其次判断正极测试线11和负极测试线12与待测试直流***的支路极性是否正确连接：
U3电压隔离变送器5测量值U3：230伏；U6电压隔离变送器7测量值U6：230伏；U3减U6(230减230等于0)小于10伏；则判定正极测试线11和负极测试线12与支路正确连接，PLC工控器1控制K1接触器6常开触点延时3秒闭合接通；
U3电压隔离变送器5测量值U3：230伏；U6电压隔离变送器7测量值U6：－230伏；U3减U6(230减负230＝460)大于10伏；则判定正极测试线11和负极测试线12与支路不正确连接，PLC工控器1控制K1接触器6常开触点继续断开，并发出告警信号提示工作人员。
使用时，因为供电电源在送电的同时也在进行极性检测，不会出现先检测极性再进行送电，检测和送电两个动作之间可能出现的差错导致电压送电极性反接的问题。并且同步进行，工作效率更高。
由于变电站直流***一般电压在231至235伏左右，本装置输出电压为230伏，接入变电站直流***后，变电站直流***会向本装置反充电，给变电站直流***和230V直流电源带来一定的影响。
为了解决上述问题，在本实施例中进一步地，还包括D1二极管3，所述D1二极管3设置在正极测试线11或负极测试线12，D1二极管3的导通方向与正极测试线11或负极测试线12上的电流方向相同。
待测试直流***的支路正常时由230伏直流***供电，通过拉路法查找直流***的接地故障时，断开待测试直流***的支路空气开关，利用D1二极管3的单向导电特性，避免了本装置被反向充电。
具体地，所述D1二极管3的额定电流为20A，额定电压为500V。
为了检测230V直流电源的电源输出质量，在本实施例中进一步地，还包括I3电流隔离变送器4和U3电压隔离变送器5；所述I3电流隔离变送器4串联在正极测试线11靠近230V直流电源的正极的一侧，I3电流隔离变送器4与PLC工控器1电连接；所述U3电压隔离变送器5连接在正极测试线11与负极测试线12之间，U3电压隔离变送器5与PLC工控器1电连接。
为了稳定输出230V电压，在本实施例中具体地，所述230V直流电源包括48V转230V逆变器2-7、48V锂电池2-4和48V充电电路2-1；所述48V充电电路2-1的输出端与48V锂电池2-4输入端电连接；所述48V锂电池2-4输出端与48V转230V逆变器2-7输入端电连接；所述48V转230V逆变器2-7输出端的正极与正极测试线11电连接，230V逆变器输出端的负极与负极测试线12电连接，48V转230V逆变器2-7与PLC工控器1电连接。
为了检测对48V锂电池2-4的充电质量及工作的安全性和稳定性，在本实施例中进一步地，还包括I1电流隔离变送器2-2和U1电压隔离变送器2-3；所述I1电流隔离变送器2-2串联在48V充电电路2-1与48V锂电池2-4之间的导线上，I1电流隔离变送器2-2与PLC工控器1电连接；所述U1电压隔离变送器2-3连接在48V充电电路2-1与48V锂电池2-4之间的导线上，U1电压隔离变送器2-3与PLC工控器1电连接。
为了检测48V锂电池2-4的电源输出质量及工作的安全性和稳定性，在本实施例中进一步地，还包括I2电流隔离变送器2-5和U2电压隔离变送器2-6；所述I2电流隔离变送器2-5串联在48V锂电池2-4与48V转230V逆变器2-7之间的导线上，I2电流隔离变送器2-5与PLC工控器1电连接；所述U2电压隔离变送器2-6连接在48V锂电池2-4与48V转230V逆变器2-7之间的导线上，U2电压隔离变送器2-6与PLC工控器1电连接。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种便携式可拉路查找直流***接地故障辅助查找工具，其特征在于，包括230V直流电源、正极测试线(11)、负极测试线(12)、U4电压隔离变送器(9)、U5电压隔离变送器(8)和PLC工控器(1)；
所述230V直流电源的正极与正极测试线(11)电连接，230V直流电源的负极与负极测试线(12)电连接；
正极测试线(11)与地之间并联U4电压隔离变送器(9)，U4电压隔离变送器(9)与PLC工控器(1)电连接；
负极测试线(12)与地之间并联U5电压隔离变送器(8)，U5电压隔离变送器(8)与PLC工控器(1)电连接。
2.根据权利要求1所述的便携式可拉路查找直流***接地故障辅助查找工具，其特征在于，还包括K1接触器(6)和U6电压隔离变送器(7)；
K1接触器(6)常开触点串联在正极测试线(11)或负极测试线(12)上，U6电压隔离变送器(7)连接在正极测试线(11)和负极测试线(12)之间，设U6电压隔离变送器(7)与正极测试线(11)的连接点为A，A点位于K1接触器(6)常开触点与正极测试线(11)和负极测试线(12)远离230V直流电源的一端之间，K1接触器(6)与PLC工控器(1)电连接，U6电压隔离变送器(7)与PLC工控器(1)电连接。
3.根据权利要求2所述的便携式可拉路查找直流***接地故障辅助查找工具，其特征在于，还包括D1二极管(3)，所述D1二极管(3)设置在正极测试线(11)或负极测试线(12)，D1二极管(3)的导通方向与正极测试线(11)或负极测试线(12)上的电流方向相同。
4.根据权利要求3所述的便携式可拉路查找直流***接地故障辅助查找工具，其特征在于，所述D1二极管(3)的额定电流为20A，额定电压为500V。
5.根据权利要求1所述的便携式可拉路查找直流***接地故障辅助查找工具，其特征在于，还包括I3电流隔离变送器(4)和U3电压隔离变送器(5)；所述I3电流隔离变送器(4)串联在正极测试线(11)靠近230V直流电源的正极的一侧，I3电流隔离变送器(4)与PLC工控器(1)电连接；
所述U3电压隔离变送器(5)连接在正极测试线(11)与负极测试线(12)之间，U3电压隔离变送器(5)与PLC工控器(1)电连接。
6.根据权利要求1所述的便携式可拉路查找直流***接地故障辅助查找工具，其特征在于，所述230V直流电源包括48V转230V逆变器(2-7)、48V锂电池(2-4)和48V充电电路(2-1)；
所述48V充电电路(2-1)的输出端与48V锂电池(2-4)输入端电连接；
所述48V锂电池(2-4)输出端与48V转230V逆变器(2-7)输入端电连接；所述48V转230V逆变器(2-7)输出端的正极与正极测试线(11)电连接，230V逆变器输出端的负极与负极测试线(12)电连接，48V转230V逆变器(2-7)与PLC工控器(1)电连接。
7.根据权利要求6所述的便携式可拉路查找直流***接地故障辅助查找工具，其特征在于，还包括I1电流隔离变送器(2-2)和U1电压隔离变送器(2-3)；所述I1电流隔离变送器(2-2)串联在48V充电电路(2-1)与48V锂电池(2-4)之间的导线上，I1电流隔离变送器(2-2)与PLC工控器(1)电连接；
所述U1电压隔离变送器(2-3)连接在48V充电电路(2-1)与48V锂电池(2-4)之间的导线上，U1电压隔离变送器(2-3)与PLC工控器(1)电连接。
8.根据权利要求7所述的便携式可拉路查找直流***接地故障辅助查找工具，其特征在于，还包括I2电流隔离变送器(2-5)和U2电压隔离变送器(2-6)；所述I2电流隔离变送器(2-5)串联在48V锂电池(2-4)与48V转230V逆变器(2-7)之间的导线上，I2电流隔离变送器(2-5)与PLC工控器(1)电连接；
所述U2电压隔离变送器(2-6)连接在48V锂电池(2-4)与48V转230V逆变器(2-7)之间的导线上，U2电压隔离变送器(2-6)与PLC工控器(1)电连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN115469245A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-12-13 | 贵州电网有限责任公司 | 一种便携式可拉路查找直流***接地故障辅助查找方法 |
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2022
- 2022-09-15 CN CN202211123723.1A patent/CN115524636A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115469245A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-12-13 | 贵州电网有限责任公司 | 一种便携式可拉路查找直流***接地故障辅助查找方法 |
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