一种站用直流电源系统母线环网分布参数监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及在线监测装置，具体为一种站用直流电源系统母线环网分布参数监测装置。


背景技术：

2.在220kv及部分110kv变电站内部常采用双极性环网、单极性环网和单异极性环网的电源系统供电，在《电力工程直流系统设计技术规程》明确规定：原则上从直流负荷供电可靠性观点出发，110kv重要变电站及220kv变电站要从重要性和满足继电保护、断路器跳闸机构双重化供电需求、规定选择两组蓄电池。两组蓄电池采用两段母线的接线方式，正常时两段母线解列运行。站用直流电源系统主要为变电站内部信号设备、继电保护设备、自动控制装置、事故照明系统、应急电源及断路器分合闸操作提供直流电源的成套电源设备，为站用电力设施安全稳定运行提供非常重要的动力。因此当站用直流电源系统发生交流窜入和直流环网检修误操作时，造成绝缘水平降低或者环网并联运行时，将引起直流电源系统绝缘故障，无法提供可靠电源，严重影响变电站的运行安全可靠运行，会产生不可估量的损失。
3.在目前国内变电站直流电源系统环网监测方法主要有电压调节法、接地判断法和交流信号注入法，但电压调节法仅适用于同极环网考虑，不适用异极环网检测，同极环网或异极单端环网情况下，变电站内安装的在线监测装置大多都无法对环网故障进行告警和故障定位。接地判断法在使用过程中将环网问题复杂化，不利于直观、有效判断出异极环网情况。交流信号注入法因母线对地存在电容，在实际应用中因多次谐波含量，导致信号误动，整体应用效果较差。
4.综上可知站用直流电源系统母线环网监测技术各有优缺点，在实际应用中因功能不够全面，使用人员需要大量的现场经验做为基础进行故障诊断，降低了站用直流电源系统的安全系数，不利于直流电源系统母线环网的稳定运行，环网故障和绝缘故障检测方法有待完善。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是解决了现在的站用直流电源系统环网监测技术效果不佳，且现有的装置自身防护性能不佳，便携性也不够，安装适应性不强，很难满足当下的应用环境的需求的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种站用直流电源系统母线环网分布参数监测装置，包括导轨式密封壳体、母线环网分布参数监测系统，所述导轨式密封壳体的内部分别固定连接有主控监测模块、交直流电源模块、数据通讯模块、分布式参数显示模块和电路底板块，主控监测模块、交直流电源模块、数据通讯模块、分布式参数显示模块均固定在电路底板块上，导轨式密封壳体侧表面分别设置有光纤接口、母线并联状态输入接口、直流环网报警输出接口、i段母线测试接
口、ii段母线测试接口、电源输入接口，母线环网分布参数监测系统通过光纤与光纤接口连接，主控监测模块与交直流电源模块、数据通讯模块、分布式参数显示模块采用针座端子接插件连接，并与母线并联状态输入接口、直流环网报警输出接口、i段母线测试接口、ii段母线测试接口、电源输入接口采用排线进行连接。
8.优选的：所述导轨式密封壳体背板采用阶梯形导轨式结构，易于现场安装。
9.优选的：所述主控监测模块采用三菱fx2n-16ex+ fpga-mpsoc，计算母线并联状态输入接口、i段母线测试接口和ii段母线测试接口采集的数据，达到监测装置分布式测量直流电源系统母线环网运行参数。
10.优选的：所述分布式参数显示模块采用adam-4051+lcd1602，可以判断母线分段的故障，通过直流环网报警输出接口对直流电源系统母线环网的进行红色报警闪烁和蜂鸣预警。
11.由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下优越性：
12.将主控监测模块、交直流电源模块、数据通讯模块、分布式参数显示模块和电路底板块全部集中在导轨式密封壳体的内部，增强便携性且易于安装，通过导轨式密封壳体对该部件进行防护，从而达到防潮、防尘、放水的效果，提升了装置使用寿命。
13.通过主控监测模块计算母线并联状态输入接口、i段母线测试接口和ii段母线测试接口的采集数据，达到监测装置分布式测量直流单元系统母线环网运行参数。
14.通过分布式参数显示模块的信号显示可以判断母线分段的故障，从而达到对直流电源系统母线环网的故障预警。
附图说明
15.图1是一种站用直流电源系统母线环网分布参数监测装置整体结构示意图；
16.图2是一种站用直流电源系统母线环网分布参数监测装置运行参数采集端口结构示意图；
17.图3是一种站用直流电源系统母线环网分布参数监测装置的背板结构示意图；
18.图中：1-导轨式密封壳体、2-母线环网分布参数监测系统、3-主控监测模块、4-交直流电源模块、5-数据通讯模块、6-分布式参数显示模块、7-电路底板块，8-光纤接口、9-背板、10-母线并联状态输入接口、11-直流环网报警输出接口、12
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i段母线测试接口、13
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ii段母线测试接口、14-电源输入接。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
20.请参阅图1～3，本实用新型实施例中，一种站用直流电源系统母线环网分布参数监测装置，包括导轨式密封壳体1、母线环网分布参数监测系统2，所述导轨式密封壳体1的内部分别固定连接有主控监测模块3、交直流电源模块4（型号hag12ti-051208）、数据通讯模块5（型号qsfp56-dd 4xsn）、分布式参数显示模块6和电路底板块7，主控监测模块3、交直流电源模块4、数据通讯模块5、分布式参数显示模块6均固定在电路底板块7上，导轨式密封壳体1侧表面分别设置有光纤接口8、母线并联状态输入接口10、直流环网报警输出接口11、
i段母线测试接口12、ii段母线测试接口13、电源输入接口14，母线环网分布参数监测系统2通过光纤与光纤接口8连接，主控监测模块3与交直流电源模块4、数据通讯模块5、分布式参数显示模块6采用针座端子接插件(型号：xh-2.54-2p)连接，并与母线并联状态输入接口10、直流环网报警输出接口11、i段母线测试接口12、ii段母线测试接口13、电源输入接口14采用排线进行连接。导轨式密封壳体侧表面分别设置有光纤接口、母线并联状态输入接口、直流环网报警输出接口、i段母线测试接口、ii段母线测试接口、电源输入接口，一体化的结构设计便于设备携带和使用。所述主控监测模块3分布测量采用检测电阻桥240k进行检测切换。优选的，所述主控监测模块3采用三菱fx2n-16ex+ fpga-mpsoc，计算母线并联状态输入接口10、i段母线测试接口12和ii段母线测试接口13采集的数据，达到监测装置分布式测量直流电源系统母线环网运行参数。
21.优选的，所述分布式参数显示模块6采用adam-4051+lcd1602，可以判断母线分段的故障，通过直流环网报警输出接口对直流电源系统母线环网的进行红色报警闪烁和蜂鸣预警。
22.优选的，所述导轨式密封壳体1的背板9为阶梯形导轨式结构，易于现场安装，如图3所示。
23.工作原理：
24.母线并联状态输入接口10采集母线并联运行状态，i段母线测试接口12采集i 段母线电压（正对负）、i 段负母线对地电压，ii段母线测试接口13采集ii 段母线电压（正对负）、ii 段负 母线对地电压。主控监测模块3内嵌的直流环网检测算法，控制其内部的检测电阻桥（240k）进行检测切换，计算母线并联状态输入接口10、i段母线测试接口12和ii段母线测试接口13采集的数据，达到监测装置分布式监测 i 段 及 ii 段母线的对地绝缘情况，进而判断是否存在直流环网故障。主控监测模块3计算结果通过分布式参数显示模块6可以判断母线分段的故障，通过直流环网报警输出接口11对直流电源系统母线环网的故障点对应进行红色报警闪烁和蜂鸣预警。
25.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种站用直流电源系统母线环网分布参数监测装置，包括导轨式密封壳体（1）、母线环网分布参数监测系统（2），其特征在于，所述导轨式密封壳体（1）的内部分别固定连接有主控监测模块（3）、交直流电源模块（4）、数据通讯模块（5）、分布式参数显示模块（6）和电路底板块（7），主控监测模块（3）、交直流电源模块（4）、数据通讯模块（5）、分布式参数显示模块（6）均固定在电路底板块（7）上，导轨式密封壳体（1）侧表面分别设置有光纤接口（8）、母线并联状态输入接口（10）、直流环网报警输出接口（11）、i段母线测试接口（12）、ii段母线测试接口（13）、电源输入接口（14），母线环网分布参数监测系统（2）通过光纤与光纤接口（8）连接，主控监测模块（3）与交直流电源模块（4）、数据通讯模块（5）、分布式参数显示模块（6）采用针座端子接插件连接，并与母线并联状态输入接口（10）、直流环网报警输出接口（11）、i段母线测试接口（12）、ii段母线测试接口（13）、电源输入接口（14）采用排线进行连接。2.根据权利要求1所述的一种站用直流电源系统母线环网分布参数监测装置，其特征在于，所述导轨式密封壳体（1）的背板（9）为阶梯形导轨式结构。3.根据权利要求1所述的一种站用直流电源系统母线环网分布参数监测装置，其特征在于，所述主控监测模块（3）采用三菱fx2n-16ex+ fpga-mpsoc计算母线并联状态输入接口（10）、i段母线测试接口（12）和ii段母线测试接口（13）采集的数据，达到监测装置分布式测量直流电源系统母线环网运行参数。4.根据权利要求1所述的一种站用直流电源系统母线环网分布参数监测装置，其特征在于，所述分布式参数显示模块（6）采用adam-4051+lcd1602可以判断母线分段的故障，通过直流环网报警输出接口（11）对直流电源系统母线环网的进行红色报警闪烁和蜂鸣预警。5.根据权利要求3所述的一种站用直流电源系统母线环网分布参数监测装置，其特征在于，所述主控监测模块（3）分布测量采用检测电阻桥240k进行检测切换。

技术总结
本实用新型提供一种站用直流电源系统母线环网分布参数监测装置，包括导轨式密封壳体、母线环网分布参数监测系统，所述导轨式密封壳体的内部分别固定连接有主控监测模块、交直流电源模块、数据通讯模块、分布式参数显示模块和电路底板块，交直流电源模块、数据通讯模块、分布式参数显示模块均固定在电路底板块上。将主控监测模块、交直流电源模块、数据通讯模块、分布式参数显示模块和电路底板块全部集中在导轨式密封壳体的内部，增强便携性且易于安装，达到防潮、防尘、放水的效果，提升了装置使用寿命。通过分布式参数显示模块的信号显示可以判断母线分段的故障，从而达到对直流电源系统母线环网的故障预警。系统母线环网的故障预警。系统母线环网的故障预警。


技术研发人员：高钎 李朝津 李顺高 马博 毛夏哲 杨晓杰
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司昭通供电局
技术研发日：2021.10.25
技术公布日：2022/5/25