Ⅰ 電力系統中直流接地檢測的設計問題
摘要：本文主要介紹在電力系統中如何使用直流接地檢測的方法去檢測母線和支路是否有接地故障，並且准確計算出接地電阻大小。該方法是將直流母線的正、負兩極通過平衡電橋和非平衡電橋的兩個電阻接地，從而將直流系統的總電壓分別完全施加於這兩對（或一對）電橋上，根據歐姆定律，利用採集到的正、負母線電壓和電橋的兩個電阻值建立一個二元一次方程組，從而得到母線接地電阻；同時，在每一個供電支路上都裝置一個霍爾電流感測器，讓所有支路的正負電纜分別穿過霍爾感測器，根據感測器對漏電流的檢測，來判斷支路接地故障點，並根據感測器檢測到的漏電流值和採集到的母線電壓值，便可以計算出供電支路的接地電阻值。與傳統的交流檢測法相比，該方法對直流系統無任何不良影響；不受分布電容的影響，檢測的精度和靈敏度較高；不需要交流信號發生裝置，降低了產品成本，同時也降低了設計的難度，大大縮短了開發的周期。
關鍵字：電力系統；直流接地檢測；電橋
引言
發電廠中的繼電保護、自動裝置、信號裝置、事故照明和電氣設備的遠距離操作，和電力、電信、冶金、石化、化工等領域補給電源一般採用直流電源，而直流電源部分由蓄電池組、充電設備、直流屏等設備組成，所以直流電源的輸出質量及可靠性直接關繫到各個企業的安全和可靠的生產。因此，發電廠的直流系統被人們稱為企業的「心臟」。當直流系統發生一點接地故障時，一般情況下是不會立即產生危害性後果，但是，若發生兩點或多點同時接地， 則可能造成信號裝置、控制迴路和繼電保護裝置的誤動作，致使斷路器跳閘，或直接造成直流操作電源短路，從而引發嚴重的電力系統事故。因此，在直流系統中，絕對不允許在一點或多點長時間接地的情況下使用設備。必須對直流系統進行連續的在線監視，一旦發現有接地故障，監控系統應立即發出報警，提示現場工作人員檢查並排除接地故障，以避免發生嚴重的電力系統故障。
監控系統主要完成直流系統對地電阻的檢測。檢測內容包括：1、正負母線對地電阻；2、支路對地電阻；3、判斷哪條母線接地。本文主要討論兩種接地檢測及接地電阻計算的方法，希望讀者可以根據自己的應用背景去選擇適合自己的方案。
方案論證
測量接地電阻大致可以分為兩種方法：交流法測電阻和直流法測電阻。使用交流法測量電阻，就是在系統上，疊加一個交流信號，利用交流電流感測器去檢測漏電流，從而計算出接地電阻。由於這種方法受到分布電容的影響，要想使測量的結果滿足一定的要求，我們必須嚴格控制交流信號的幅值和頻率，這就使得交流信號源電路變得較為復雜，也增加了交流信號源設計的難度，同時檢測交流信號也相對復雜而且檢測精度也不同程度的受到分布電容的影響。另一方面，在系統上疊加一個交流信號，也就相當於人為的向系統增加干擾源，影響了系統的穩定性，同時也在一定程度上製造了系統隱患。由於這些原因，人們又提出了直流法測電阻，但是現有的、使用直流法測電阻的系統，也只能在以下兩種情況下測量出接地電阻，並發出報警信息：1、單根母線接地；2、所有接地支路都正接地或者負接地。在正負母線同時接地或支路既正接地同時也負接地的時候，系統一般很難准確的檢測出接地情況，並准確計算出接地電阻值，在這種情況下，筆者提出兩種解決方案，根據讀者不同的應用背景，可以適當的選擇不同的方案。
方案1：
說明：如圖1框圖所示，電阻R1和R2串聯在正負母線間，並在兩電阻間接地，使得系統在正常工作的情況下，能夠保證正負母線有一個穩定的電壓u+和u-；Rx+和Rx-為虛擬接地電阻；圖右半部分為用戶負載，M點為漏電流感測器輸出點。
在系統中，我們實時監控正母線電壓U+、負母線電壓U-和漏電流感測器M點的電壓值，根據這三個電壓值和u+、u-，我們便可以得出母線和支路接地的極性，母線和支路接地電阻的大小。
分析：
1、 接地極性判斷：|u+|+|u-|=a（a為常數，正負母線間電壓），故當正母線接地或支路B、D點接地時，U+的絕對值會減小，U-的絕對值會增加；當負母線接地或支路A、C點接地時，U+的絕對值會增加，U-的絕對值會減小，從而我們可以得出母線接地情況；根據M點的電壓值（當沒有接地時，電壓接近零伏；正接地時，輸出正電壓；負接地時，輸出負電壓。），我們便可獲知是哪個支路接地和其接地極性，
2、 接地電阻值計算：由M點的電壓Vm，我們可以計算出漏電流的大小Im（不同支路的霍爾漏電流感測器，M點的電壓和支路電流有著不同的對應關系）。所以，支路電阻可由如下公式得出
圖一 電橋法測接地電阻1
方案2：
為解決方案1存在的弊端，即當兩母線同時接地且對地電阻同比例減小時，接地電阻不可求，筆者現在提出第二種方案，在這種方案中，所有情況的接地電阻都可以求得，現分析如下：
說明：如圖2框圖所示，電阻R1、R2和R3、R4分別構成兩對電橋，並由光耦來選擇哪對電橋接地；圖右半部分為用戶負載，M點為漏電流感測器輸出點。
分析：
1、 接地極性判斷：同方案1；
2、 接地電阻值計算：由M點的電壓Vm，我們可以計算出漏電流的大小Im（不同的霍爾漏電流感測器，M點的電壓和支路電流有不同的對應關系）。當計算支路電阻時，選擇R1、R2電橋，斷開R3、R4電橋，即可得出支路電阻為
根據歐姆定律，計算母線接地電阻值，假設正接地電阻為Rx+、負接地電阻為Rx-。
首先，選擇R1、R2電橋，斷開R3、R4電橋，檢測正負母線電壓U1+，U1-，即可得到
其次，選擇R3、R4電橋，斷開R1、R2電橋，檢測正負母線電壓U2+，U2-，即可得到
由方程1和方程2組成的方程組，即可求得母線接地電阻Rx-、Rx+。
圖二 電橋法測接地電阻2
系統框圖
圖三
如圖3所示，該設計大致可分為：採集部分、電橋選擇部分、通訊部分、顯示部分、報警部分，所有部分由CPU統一管理。首先，CPU根據不同方案選擇不同的電橋，然後採集母線電壓和霍爾電流感測器M點電壓，將採集到的電壓在CPU內進行處理，最終將處理後的信息通過通訊模塊上傳給主卡或上位機，且同時實時在顯示模塊上顯示並根據上傳數據進行實時報警。
軟體實現
圖四
結論
本文主要介紹了在電力系統中直流檢測的兩種方法，由於直流檢測比之交流法檢測有著很多優點，所以目前大多數直流系統都採用直流檢測法去監控，但是目前的直流檢測方法還存在著很多弊端，針對這種情況，筆者提出這兩套方案。由於這兩套方案的電路實現簡單，軟體結構也並不復雜，所以其具有很好的應用前景。
本文介紹的方案，已成功的應用在哈爾濱九洲電氣股份有限公司的多功能監控裝置上，其檢測結果理想，最小可檢測27K歐姆的接地電阻故障，精度可達到±5%，若精選器件，可達到更高的精度。
Ⅱ 直流系統接地故障測試儀的價格是多少
「直流系統接地故障測試儀」能夠適用於任何電壓等級的直流系統，配備了高精度的版檢測鉗表，對權於接地點位置的斷定，它們更是擁有準確的判斷力，每次檢測都能夠指出接地點位置及方向。由於直流系統為浮空制的不接地系統，如果發生兩點接地，就可能引起上述裝置誤動、拒動，從而造成重大事故。因此當發生一點接地時，就應在保證直流系統正常供電的同時准確迅速地探測出接地點，排除接地故障，從而避免兩點接地可能帶來的危害。價格在一萬元左右。我們以國儀科技「直流系統接地故障分析儀」為例，進行說明，購買時要注意幾下幾點：
1、使用必須簡單，測試儀只需打開電源開關就可直接使用，無需別的按鍵操作。2、安全可靠，本儀器無需停浮充電機及其它一切電源，對直流系統沒有任何影響。3、適用電壓等級多，直流系統都可以使用。4、適用范圍廣，任何類型電廠、變電站、煤礦、化工廠等供電部門都可使用。5、攜帶方便，信號接收器自帶電池，無需外接電源，可以隨身攜帶到任何地方查找接地點。5、直流系統不斷電查找接地點，不影響系統正常工作。
Ⅲ 三相交直流指示儀表檢定裝置哪家好
XL-824D三相交直流標准源是集檢定交直流指示儀表、工頻和數字儀表、電能表等多種功能於一體的多功能交直流源；
主要功能：
1)採用32位MCU+DSP處理器，功能強大靈活.
2)輸出波形靈活多變，可任意疊加諧波，疊加次數高達100次（選配）。
3)可以輸出高頻信號。（低壓小電流狀態下）
4)信號輸出由工頻每周波高達50000點的波形捏合，內部信號輸出無需濾波器進行平滑濾波，保證了波形的精確輸出，使得系統可以輸出精確的諧波，也使系統擁有極佳的諧波失真度指標。
5)能夠檢定電能表的基本誤差。
6)能自適應有源、無源的電能脈沖輸入，通過光電採集器可以接收光脈沖輸入。
7)極佳的溫度穩定性，核心器件為溫度系數小至1PPM的軍工級產品，可以在室外的溫度環境下保證輸出的精度。
8)開放通訊協議，方便二次開發。
9)攜帶型設計，方便現場檢測工作，支持觸摸屏和鍵盤輸入。
10)產品適應性、擴展性強，滿足未來技術升級的需要。
技術指標：
電壓輸出范圍：AC 0～600V
DC 0～1000V
電流輸出范圍：AC 0～12（20）A
DC 0～25A
精準度：優於±0.05%RG
穩定度：優於±0.01%RG
輸出諧波次數：0～50次
諧波精度：0.1%RG
溫度漂移：±1PPM/℃
頻率輸出准確度：0.001Hz
有功電能測量准確度：0.05%RD PF=1
0.1%RD PF=0.5L，0.5C
無功功率測量准確度0.2%RD PF≥0.5
Ⅳ 交直流高壓測量系統是什麼性質的儀器，主要有哪些性能
主要特點
FRC系列交直流高壓測量裝置用於工頻交流和直流高電壓的測量，該裝置採用阻容式分壓原理，具有使用方便、顯示直觀、測量精度高等優點。可代替高壓靜電電壓表。
FRC系列交直流高壓測量裝置是攜帶型結構，整機用鋁合金包裝箱作機殼，使用、攜帶十分方便。
技術指標1,分壓比:1000:1
2.測量精度:≤2％
3.測量系數:0.01％/℃
4.電壓系數:0.005％/KV
產品型號規格
型號 額定電壓 電壓種類 精度
FRC-50 50KV AC 1.5％
DC 1％
FRC-100 100KV AC 2％
DC 1.5％
FRC150 150KV AC 2％
DC 1.5％
FRC-200 200KV AC 2％
DC 1.5％
FRC-300 300KV AC 2％
DC 1.5％
FRC-400 400KV AC 2％
DC 1.5％
Ⅳ 變電站哪些設備用交流電哪些設備用直流電
變電站交流、直流供電主要有以下設備：
使用交流電源供電的設備：
變壓器冷卻系統、室內設備排風、照明系統、交流操作電源、變電站消防水泵、變壓器消防泵、高壓設備區照明系統、高壓室、中控樓、生活區照明系統、變電站排水泵、GIS站起重裝置（天車）。
使用直流電源供電的設備：
繼電保護及自動裝置、遠方、監控系統、直流操作電源、安全防護報警裝置、消防報警裝置、事故照明。
附件：35～110kV變電站的站用電及保安電源配置.doc
Ⅵ 測控裝置交流采樣測試儀大概多少錢
概述
交流采樣測試儀是基於1.2G
MAC的DSP、大規模的FPGA、高速高精度的DA以及高保真功率放大器構成的新一代高精度的交流采樣測試設備，適用於電力系統的遠動班、保護班等檢測交流采樣器、RTU、測控裝置的誤差。檢驗項目和檢驗方法符合國家電網公司交流采樣測量裝置校驗規范、交流采樣遠動終端技術條件、JJG(電力)
01-94
電測量變送器檢定規程等標準的要求。提供與PC機的通訊介面，可通過PC機完成全部檢定工作和數據管理；並且提供多種報表格式，用戶可根據需求選擇。數據可以導出到EXCEL、WORD進行編輯。通過計算機控制，既可全自動檢驗，又可手動檢驗。
該裝置採用320×240液晶顯示屏，全中文顯示，界面清晰簡捷、操作方便、視覺效果好。核心模塊採用32位的高速DSP，功能強大、可靠性高、靈活性和適應性強、軟體可升級，使產品性能大幅度提升。功率輸出均有過流、過熱保護，電流開路時候有限壓功能，保證檢測人員的安全，是標准儀器中具有較高實用價值的儀器之一。
主要功能特點
1、採用虛負荷校驗交流采樣的誤差，可以全自動和手動校驗；
2、採用高性能32位的MPU+DSP處理器，處理器頻率達到1.2G；
3、硬體PID，標准源的輸出幾乎無延時，響應快；
4、標准源的工頻每周波高達50000點的波形捏合，內部波形輸出無需濾波器進行平滑濾波，保證了波形的准確輸出，使得諧波可以輸出2~512次的高次諧波，也使得系統擁有極佳的諧波失真度指標；
5、三相可以並聯輸出，增大輸出容量；可帶純容性負載；
6、分相頻率可變；並且幅值可以任意調節輸出；
7、採用集成模塊，體積國內最小；並且重量最輕，穩定性最好；
8、軟體操作界面靈活、美觀，使用方法簡單、方便，並且清晰明了，提供國內最多的通訊規約和多種報表格式；
9、完善的電壓短路電流開路自動保護；
10、對國家規程檢定的84個點，只需3分鍾就可以檢完；