CAT蓄电池应用直流接地电阻实时检测技术提高直流系统运行可靠性

要点：直流接地作为直流系统运作期间常见的故障状况，会对系统安全运行产生影响。在本文当中，对直流系统接地故障的危害进行了简要叙述以及分析，并且给出了交流检测法与直流检测法这两种能够在线实时检测直流接地电阻的方法，其中针对直流检测法的原理、软硬件实现以及优点展开了较为详尽的阐述。

关键词：直流系统；接地；检测方法

引言

它是一个独立的电源系统，此系统名为直流系统，它不会受到发电机运行方式的影响，亦不会受厂用电运行方式的影响，还不会受其他一次设备运行方式的影响，其运行状态稳定，具备较高的供电可靠性，能够为控制提供可靠的直流电源，能够为信号提供可靠的直流电源，能够为继电保护提供可靠的直流电源，能够为自动装置提供可靠的直流电源，能够为事故负荷提供可靠的直流电源，直流系统可靠与否，对于发电厂安全运行起着至关重要的作用，对于变电站安全运行起着至关重要的作用，直流电源的绝缘水平会直接影响到直流回路的可靠性，直流系统最常见的故障是直流接地故障，这种故障存在一点接地的情况，也存在两点接地的情况。

1直流系统接地危害

存在这样一种情况，直流系统具体是不接地系统，当出现一点接地的时候，通常来说一般不会造成直接的危害，并且系统能够正常运行，然而，一旦回路中再次发生接地或者绝缘不良进而造成两点接地的状况时，就会引发保护及自动装置出现误动或者拒动的情况，还会导致熔丝熔断等故障的发生。

1.1两点接地可能造成断路器误跳闸

来看图1，当直流系统处于接地状态，且接地位置在A、C这两点的时候，会把断路器跳闸的接点进行短接操作，进而使得跳闸圈TQ被启动，最终引发跳闸情况。类似的这种状况，在2016年10月的时候，榆林3号变那里曾经出现过，当时12771开关的跳闸线圈绝缘性能不佳，引发了直流负极接地现象，而直流系统的正极出现瞬时接地情况，导致12771开关错误跳闸。

1.2两点接地可能造成断路器拒动

在图示为图1那一种情形下，于B、D两点出现了接地状况，或者是C、D两点出现了接地状况，如此一来，断路器它就会出现拒动这种情况。

1.3两点接地引起熔丝熔断

如图1所示，接地发生在A、D两点引起熔丝熔断。

在接地点处于B、D两点之际，或者接地点处于C、D两点之时，一旦保护动作，此时不但断路器会出现拒动的情况，并且还会致使熔丝熔断，与此同时造成继电器触点有烧坏的可能性。

2直流接地电阻的检测方法

由直流系统具备重要性以及直流接地产能危害性出发，及时地甄别出直流接地故障，并且尽快地寻觅到接地点所在位置对安全运行来讲相当关键。基于发电厂、变电所的直流系统接线存有复杂性，运用传统拉路查找法会耗费时间与精力，并且对安全生产蕴含潜在危险性，所以伴随科学技术的发展，特别是微机技术于现场的推广运用，在近些年来借助研究提出来一些在线实时检测直流系统接地故障的原理，并且研制出对应的实用装置。

2.1交流检测法

交流检测法即低频信号注入母线法，其原理如图2所示。

接地故障发生之际，于直流故障母线跟地二者之间，注入频率为10Hz的低频交流电压信号，低频信号借由直流系统自故障点折返回来，在检测电路CPU予以控制的状况下，定期对各个支路展开巡回性检测。某一支路处于正常状态时，经电流传感器的正反方向电流全然等同，总体效应为零，传感器输出亦为零。某一支路出现接地故障之时，从该支路的电流传感器那里，能够测到自低频交流信号源至地的低频电流，据此，能够算出直流系统对地绝缘电阻RG的大小。凭依传感器所处支路的差异情况，能够判别出接地点所处的支路，依据信号源叠加的母线的不同程度，能够判别出接地点的极性 。

交流检测法要往直流母线当中注入低频交流电压信号，它受到系统分布电容的影响颇为巨大，与此同时还增大了直流系统的纹波系数，进而对直流系统的安全运行产生影响。

2.2直流检测法

2.2.1直流检测法原理

有鉴于交流检测法存在缺陷，故而提出了一种全新的接地电阻检测方法，也就是直流检测法，它的原理呈现于图3之中 。

图中，R+、R-，它们表示系统正负母线对地的绝缘电阻值，在系统正常的时候，R+、R-的值很大，经由R+、R-的泄漏电流能够被忽略不计。当直流母线有一极对地绝缘下降之时，比如说正极绝缘下降，然而因为R-较大，通过R+、R-的泄漏电流依旧很小，以至于仪器以及电路没办法检测到这一电流，如果直接去检测这一电流的话，灵敏度以及精度将会非常低。为了解决这一问题，提出了不平衡电桥这一检测原理。图里头，R1、R2、K1、K2共同组成了不平衡电桥，K1与K2它俩不会同时闭合，当系统出现正极母线绝缘下降这种状况的时候（就好比图里回路3经由电阻Rd接地那般），把关K2闭合起来，在这个时候，KM+经过Rd以及R2到达KM-从而形成回路，回路当中有比较大的电流通过，检测这一股电流能够计算出接地电阻的值。通常情况下直流绝缘检测电路不容易检测到直流正负对地绝缘电阻一块儿降低的情形，借助图3所展示的检测原理能够精准地计算出直流正负对地绝缘电阻同时降低之际系统绝缘电阻的值。出现系统发生接地故障这种情况时，借助巡回检测，检测安装在各支路上的电流传感器的输出，以此就能判断出接地支路。

2.2.2直流检测法的硬件组成

直流检测系统的主回路，采用的是由CPU控制的光控开关，系统的控制跟检测，全部都是由CPU来进行控制的，其中CPU选用的是80C196系列，因为80C196系列CPU有着A/D转换功能，所以不必另外加A/D转换电路。模拟开关的输入，是位于各支路的直流电流传感器的输出，CB用来控制两只光控开关的状态。显示电路用于显示检测结果，串口可用于在变电站无人值守的时候将数据远传。

2.2.3直流检测法的软件原理

那个系统里头，软件具备这些功能，能操控可控开关，达成对直流系统正极母线、负极母线以及供电电缆对地电阻数值的检测，一旦检测出直流系统有接地故障之际，维持可控开关处于合适状态，合适状态就是开或者关，逐个读进各支路传感器的输出数值，进而判断故障支路，会进行接地极性指示，还会显示故障支路号以及故障电阻数值，故障发生时会发出声光报警信号，并且通过串口送出去 。

2.2.4直流检测法的优点

和交流检测法相较，直流检测法具备如下优点：其一，它不会往直流系统里注入任一信号，所以不会给直流系统带来任何不好的影响；其二，它不受直流系统分布电容的干扰，检测灵敏度高，对于故障支路选线以及故障点判断都很准确；其三，检测量是单纯的直流信号，容易进行检测与处理，数值计算量少，精度高；其四，不需要信号发生装置，硬件设计简便，成本低 。

3结束语

直流系统出现接地状况，对于发电厂以及变电站的安全运行而言，其危害程度极大至极，挑选运用先进的检测办法手段，能够迅速快速且精准准确地寻找到查找出直流接地故障所在之处，并且及时尽快地将故障点予以消除去除，这对于发电厂与变电站的安全运行来讲，其意义十分重大显著。