ZJX6型微机直流系统接地巡检装置使用说明书.doc

ZJX6型微机直流系统接地巡检装置技术使用说明书西安瑞能电气有限公司WWW.ruinengdq.COM目 录1 概述21.1 直流接地危害及其常规查找方法21.2 直流系统绝缘监测装置现状22 适用范围43 基本功能及原理53.1 常规监测53.2 接地巡检及其定位63.3 正、负极绝缘均等下降巡检73.4 长寿光字牌信号回路接地一目了然73.5 装置集成电路全部采用进口元件73.6 扩展功能74 主要技术指标84.1 ZJX6型微机直流系统接地巡检装置84.2 ZJX6FZ微机直流系统分支巡检装置（选配）104.3 ZJ61型分布电容式直流接地探测手持器105 操作说明115.1 面板操作及显示说明115.2 设定参数操作136 巡检操作217查看记忆250次接地操作238 主屏监视分屏界面249手持器ZJ61面板介绍及操作说明259.1手持器ZJ61面板介绍259.2手持器ZJ61使用方法2510 主机背板布局及接线说明2910.1 主机背板布局2910.2 主机背板接线见下表3011 装置安装3311.1 主机的安装图3311.2 互感器的安装3312 现场试验，检查接线是否正确3512.1 常规监测试验3512.2 支路接地巡检试验3513 随机附件3514 扩展配套产品（选件）361 概述1.1 直流接地危害及其常规查找方法直流系统是发电厂、变电站安全运行的关键环节。现场维护人员最难的一件维护工作就是查找和消除直流接地点，其原因如下：1.1.1 发生一点接地后，有可能在另一个地方发生第二点接地时，将造成继电保护或自动装置或操作回路（以下统称“继电保护”）误动作，降低了运行设备的可靠性，增加了维护人员的心理压力。1.1.2 由于二次回路复杂和寄生回路的存在，在采用拉刀闸、断保险、解端子来查找接地点的过程中，时有发生继电保护误动作情况。另外，如果此时电力系统故障，由于失电，继电保护将拒动，扩大事故。1.1.3 原电力部针对某厂在断电查找直流接地过程中，由于发电机短路，保护失电拒动造成烧坏机组和变压器一事，颁布了继电保护反事故措施，规定不准拉刀闸、断保险。维护人员在不断电的情况下要在成千上万条回路中找到接地点就如大海捞针。1.2 直流系统绝缘监测装置现状近几年相继出现一些直流接地监测装置，但在运行中发现下列问题：1.2.1 有的500KV变电站或电厂在若干直流分屏上安装的绝缘监测装置使正负极绝缘降到1K，继电器一点接地就可能误跳闸。如有的厂站为了缩小接地巡检范围，在直流主屏，分屏装有近10台平衡桥（正负极分别为30K电阻）原理的绝缘监测装置，相当于直流系统有20个30K的人工接地电阻，绝缘降到1.5K,严重威胁继电保护安全运行。1.2.2 不能判断正、负极绝缘均等下降一些采用电阻平衡桥原理的直流系统绝缘监测装置，当正、负极绝缘均等下降（如正接地4.9k，负接地5.5 k）；或者发生负极接地（如5.5 k），发接地信号，等一会正极接地（如4.9 k），接地消失，由于这两种情况下正、负极对地是电压平衡，装置不会发直流接地信号，这给继电保护安全运行埋下了重大隐患，继电保护随时可能误动。如果发生出口中间继电器或跳闸线圈接地，误跳闸后，不发任何信号，给分析事故带来困难。一些采用测量支路泄漏电流原理的接地巡检装置，当同一支路的正、负极同时接地（如正、负极接地电阻均为6 k），因支路互感器信号平衡，无法判断接地支路。此外，这种测量泄漏电流的方法，用于双回线供电时，因其支路电流的不确定性，还容易误判断。1.2.3 不能查找和判断接地点的位置当发生接地后，也只能巡查到安装有互感器的支路，无法确定是哪一回路，更无法确定接地点的位置，仍需要象上述1.1.2中那样拉电源、解端子逐一查找。其原因是直流系统对地分布电容很大，一般在20F左右，有的高达100F以上。一些采用对地施加10-20Hz左右信号的装置，无法采用便携式接地探测器区分电容电流还是接地电阻电流，它只能探测金属性接地，所以，有的巡检装置为了回避这一技术难题，取消了手持式探测器。即使一些采用双频原理的便携式探测器，对于一个20F对地电容的直流系统发生大于5K电阻接地时也较难探测到接地点。而对于支路泄漏法的巡检装置，更不可能探测到接地点，因为现场除了分支开关处外，很难用钳形互感器将正极回路和负极回路同时穿过其钳口。1.2.4 不能区分是整体绝缘水平下降还是电阻性接地现场经常发生临界电阻接地（接地电阻略小于报警值），这是否是由于整体绝缘因天气原因（如下雨、灰尘）引起？这对维护人员处理接地是非常重要的。1.2.5 不能巡检由两段直流母线通过若干二极管向同一负荷供电的接地支路。有的厂站为了提高供电的可靠性，采用了两组直流母线通过若干二极管并联供电方式，由于支路二极管随时都在任意切换，支路传感器不能正常工作。1.2.6 不能正确巡检交直流串电的接地支路。由于现场有交流220V电源、57VPT电压，一旦与直流串电造成交直流串电接地，直流母线含有50Hz电压，装置不能正常巡检。针对上述情况并经现场多年的探索试验，我们研制了具有辅助分析功能的ZJX6型微机直流系统接地巡检装置。2 适用范围适用于电力、化工、冶金、石油、煤炭行业的发电厂、变电站220V、110V、48V、24V直流系统，作为绝缘监测、电压报警和接地探测定位使用。3 基本功能及原理见图1，装置主要由主机和若干互感器组成。通讯接口便于与上位计算机相联，实现无人值班，少人值守时的监测。功能扩展见4。图1：ZJX6型微机直流系统接地巡检装置原理图3.1 常规监测直流系统母线绝缘电阻测量方式见图2，U是母线电压，U+是在K+闭合，K-断开时测得的正级对地电压，U-是在K-闭合，K+断开时测得的负极对地电压，R+是正极母线对地绝缘电阻，R-是负极母线对地绝缘电阻，Rv是测量表计内阻，K+、K-是测量U+、U-的切换电子开关。图2：测量母线绝缘电阻原理图根据电工原理推导出求解母线绝缘电阻值的方程式，直接求出R+、R-。平时作为绝缘监测使用，监测并显示直流母线电压U、正极对地电压U+、负极对地电压U-、正极对地电阻R+和负极对地电阻R-。当母线电压过高、过低或接地电阻低于整定值发出相应的报警信号。由于主机采用上述新的绝缘电阻测量方法，取代了老式电阻平衡桥测量原理，解决了正、负极绝缘均等下降不发接地信号问题；另外，判断绝缘水平也由过去间接电压法（U+、U-）改为直接电阻判断法（R+、R-），其判断更科学、直观。U+、U-仅供参考，不作为接地判断的依据，因为其值只能反映正、负极绝缘程度的平衡关系。3.2 接地巡检及其定位当绝缘电阻（R+、或R-）下降到整定值时，除发报警信号以外，同时向母线与大地之间自动注入一个坑分布电容（约1M/F）的超低频电流信号。该信号通过接地支路、接地点形成回路。通过自动扫查若干支路互感器的电流，并换算成电阻，显示接地支路号和接地电阻值。如果各支路没有阻性电流或电阻较高，可判断为母线接地。当扫查支路结束后，不论接地消除与否，自动关断信号电流。因此，信号电流是短时加入直流接地母线上的，约几分钟（平时不注入信号）。使用ZJ61型手持器，在有信号与信号消失之间的点为接地点。3.2.1 接地巡检具有电阻判断方式，电流判断方式。3.2.2 除能自动巡检外，还具有手动巡检功能。3.3 正、负极绝缘均等下降巡检当主机判断为正、负极绝缘均等下降发接地信号时，装置对注入的信号采用模糊控制技术，正确判断接地支路。3.4 长寿光字牌信号回路接地一目了然它使长寿型光字牌周期性闪烁，一看就知道是哪一信号回路接地，使查找最复杂的信号回路接地变得更简单，方便。3.5 装置集成电路全部采用进口元件可靠性高，并具有自诊断、自恢复、A/D自校准功能。软件采用付氏算法、微分算法，进行数字滤波，抗干扰强。3.6 扩展功能3.6.1 选装ZJX6FZ型微机直流系统分支接地巡检装置，缩小接地范围。由于ZJX6型微机直流系统接地巡检装置是安装在直流主屏上的，它只能巡检该盘装有互感器的支路。如：51集控室支路接地，但它又分若干分支分别到各个保护、控制、操作盘，为了能自动判断是哪一个单元接地，可在51集控室直流分屏上再安装ZJX6FZ型微机直流系统分支接地巡检装置。它由分支主机和若干互感器组成。分支主机可安装在盘面上或盘内。当发生接地后，分支主机自动识别由上位主机ZJX6发来的探测信号，自动扫查各分支的信号电流，显示分支号和接地信号值，见图1，如1#保护盘接地。ZJX6与ZJX6FZ之间不需要电缆连接。 该装置与其它厂家相比，没有平衡桥，不会降低直流系统绝缘；不会象其它厂家那样每台分屏巡检装置就有2个人工接地点。3.6.2 选择便携式ZJ61型抗分布电容式直流接地地探测手持器。上述ZJX6、ZJX6FZ接地巡检装置只能缩小接地范围。若要找到接地点的位置，可选用ZJ61型手持器。它由钳口和手持器组成，采用电池供电，不用安装，抗分布电容很强，在20F电容下近50K，是一般双频原理的20倍，它还能指示回路中接地点的方向。使整个探测过程中不拉闸、不取保险、不解端子就能快速查找并消除接地点。3.6.3 通讯扩展一些少人值守，无人值班的厂、站，如果要远方监测直流母线电压、绝缘电阻、各支路接地时的电阻，可以通过RS485接口相联。（通讯规约另付）。4 主要技术指标4.1 ZJX6型微机直流系统接地巡检装置4.1.1 监测直流电压等级：220V、110V、48V、24V。4.1.2 测母线段数：12段。4.1.3 母线电压测量误差0.5%；电压显示分辨率0.1V；正极、负极对地电压分辨率：1V。4.1.4母线电压越限报警整定范围：30%Un。过压返回系数：0.99，欠压返回系数：1.01。4.1.5 母线正极、负极对地绝缘电阻测量分辨率：1K。范围：0-999 K4.1.6 母线对地绝缘整定值范围：1999 K，返回值系数：1.1。4.1.7 记忆接地前后绝缘变化时间：前、后各10分钟。4.1.8 巡检最大支路数：132路，以后还可扩充。4.1.9 对地注入信号频率：00.2Hz，输出功率小于0.2W，输出信号具有保护功能，对继电保护、自动装置没有影响。4.1.10 抗分布电容干扰：600 K1200K/uF。4.1.11 巡检装置支路电阻测量范围：0999 K。4.1.12 巡检装置支路接地检测灵敏度：200 K。4.1.13 支路电阻测量分辩率：1K4.1.14 报警输出接点容量：可直接启动220V及以下电压型中间继电器或直接启动光字牌、信号灯。4.1.15 装置采用12位A/D，采样时间25uS，能同步采集相邻7条支路电流和1路电压。4.1.16 装置采用LCD液晶屏幕显示，能显示几十幅画面，可显示汉字、字符、曲线。4.1.17 装置具有100年日历。4.1.18 具有LCD屏幕闪烁报警功能4.1.19 工作电源：交流200V10%4.1.20 使用环境：A、环境温度：-10+400CB、相对湿度：90%C、周围空气：无腐蚀气体D、安装位置：无较强振动4.1.21 尺寸：开孔尺寸：427mm（宽）179mm（高）外围尺寸：484mm（宽）280mm（深）184mm（高）4.2 ZJX6FZ微机直流系统分支巡检装置（选配）4.2.1不需要平衡电阻桥，相当于内阻无穷大。最大巡检支路数：132路。4.2.2 显示接地支路号和各支路信号电流。4.2.3 尺寸与ZJX6型相同。4.3 ZJ61型分布电容式直流接地探测手持器4.3.1查找接地电阻：0500k。4.3.2查找接地点准确率：100%。4.3.3查找串电点准确率：100%。4.3.4显示接地电阻：0999k。4.3.5显示分布电容容抗：0999k。4.3.6指示接地方向：箭头、汉字双显示。4.3.7显示接地电流：03mA。4.3.8电流棒波形显示：0%100%。4.3.9显示方式：图形液晶屏幕。4.3.10接地报警方式：语音和闪光报警。4.3.11钳形互感器大号（42）“心”圆钳口：2把；小号钳口（6）1把。4.3.12工作电源：两节1.5V干电池。可工作20小时。4.3.13与信号源采用红外通讯。4.3.14外形尺寸：120mm（宽）230mm（深）42mm（高）。5 操作说明5.1 面板操作及显示说明面板平面示意图见图3：图3：面板图合上电源开关，同时点亮LED背光，接着进入系统启动界面，屏幕显示如图4和图5所示：图4：开始界面图5：启动界面系统正常启动后，显示监视主界面如图6所示：图6：监视主界面（注：分屏与主屏界面相同）A、屏幕可同时显示6行，分上、下半屏，各3行，其中上半屏：U1：I段母线电压（V）； R1：I段母线对地绝缘电阻值（K）。U1+：I段母线正极电压（V）； R1+：I段母线正极对地绝缘电阻值（K）。U1-：I段母线负极电压（V）； R1-：I段母线负极对地绝缘电阻值（K）。下半屏：E：1234装置自检错误号1234显示栏（出现异常显示）；U1=：母线发生交流串电的交流电压（当发生交流串电时显示）；下一空白行显示接地支路号及接地方向，当母线发生接地报警时，巡检到所有支路中发生接地的支路号及接地方向在此显示，如当母线发生接地时候巡检到1、2、3、4等四条支路发生接地则显示：001 002 003 004其中表示接地方向向上，接地方向向下；如果该栏没有显示内容，表示支路没有接地，可能是母线接地。当接地消失后，自行消除接地支路号极接地方向，要查看接地情况，见记忆操作。09:09:09：当前系统时间为09时09分09秒； 09-11-20：当前日期为09年11月20日； （注：母线电压20%Un时，不显示电阻值。）B、如果某个参量越限，该量闪烁，直到恢复。注：二段监视主界面同上。5.2 设定参数操作装置投运前，必须进行设定操作，否则出错。5.2.1 进入设定操作按“设定”键，装置显示如图7所示：图7按数字键，依次输入：5、6、7、8四位数字后，再按“确认”键，进入日期、时间设定方式，如果发现某位输入错误，按“ ”健重新输入，或按“确认”键退出，重新设定，下同。5.2.2 设定时间、日期如图8所示：图8：系统日期时间设置界面每一栏必须输入两位数，如需要修改其中某一位日期时间值，按“ ”键或“ ”键向前、向后移动光标进行修改，当输入修改完成后，按“确认”键，同时进入下一设定方式。如果不设定日期、时间，不要输入任何数字，直接按“确认”键，跳过该项设定。5.2.3 设定I段母线过压整定值（如只监视二段，跳过直接进入二段设置）图9必须输入三位数，如240，表示过压整定值为240V，如需要修改其中某一位设置值，按“ ”键或“ ”键向前、向后移动光标进行修改按“确认”键进入下一设定方式。如果显示的参数正确，可以不设定，直接按“确认”键跳过，下同。5.2.4 设定I段母线低压整定值图10输入三位数，如210，表示低压整定值为210V，设置操作同上。5.2.5 设定I段母线接地电阻整定值图11必须输入三位数，如025，表示25K电阻时，发直流接地信号，报警值设定参考，根据电力工程电气设备手册规定：当直流母线对地绝缘下降到220V：15K20K110V：5K6K48V：1.5K2K时，应发接地信号，其它操作同上。5.2.6 设定一段支路绝缘电阻降低值图12主要用来显示支路接地符号“”，其值一般大于5.2.5项设定值, 其它值设置操作同上。 一段设置完成后若只监视一段，直接进行5.2.11项设置。5.2.7 设定II段母线过压整定值（只监视一段，不对二段进行设置）图13操作同一段设置操作。5.2.8 设定II段母线低压整定值图14操作同一段设置操作。5.2.9 设定II段母线接地电阻整定值图15操作同一段设置操作。5.2.10 设定二段支路绝缘电阻降低值图16操作同一段设置操作。主要用来显示支路接地符号“”，其值一般大于5.2.9项设定值。5.2.11 设定I、II段运行方式图17必须输入一位数（在此只有输入1或2才有效）2表示一、二段联络运行。1表示一、二段分段运行，若不需修改，直接按“确认”键跳过进行下一项设置。5.2.12 设定手持器定点查找开关(用于主屏，分屏此功能无效)图18 在直流系统发生接地时，需要采用手持器定点查找是哪一条支路发生接地，就设置相应的段查找开关打开（如查找一段就把出处设置为1，二段就设置为2），如图18所示。 所有设置完成后，可以连续按“确认”键查看设置值是否正确，确认无误后，按“运行”键显示图18界面，提示是否需要写入设置值，按“运行”键不对设置值写入操作，按“写入”键写入保存此次设置值，写入界面如图19所示。图19图20图21：写入成功提示图22：写入错误提示6 巡检操作当需要查看所有支路接地电阻及接地状态时，按“手动巡检”键进入巡检选择界面，如图23所示：图23：巡检进入界面输入巡检段号：1 是巡检一段支路，2 是巡检二段支路；输入支路号：输入所要巡检的支路号（必须输入三位）。输入支路号为0，进入自动巡检所有支路，若要退出巡检，按“退出巡检”键退出巡检，或者全部支路循环巡检40次后自动退出巡检；图24：支路巡检界面2图25：支路巡检界面2图24表示没有发生支路接地报警时的显示，图25表示2、5号支路发生了接地，接地为正方向。输入支路号大于0，定点巡检该支路的接地状态，若修改定点巡检支路号，按“ ”键清除后重新输入巡检支路号。如输入巡检支路号为001，按“确认”键进入相应支路巡检，如图23所示。每11条支路为一屏巡检显示，即显示输入所要巡检的支路号所在的11条支路，可按“ ”键或“ ”键向前、向后翻屏监视前11条支路或后11条支路的接地电阻状态，若要退出巡检按“退出巡检”即可。接地定位操作：如果要找到接地点的位置以便消除，先将ZJX6巡检装置设定在“手动启动巡检方式”见图22。再使用ZJ61型抗分布电容式直流接地探测手持器（选配），其探测方式，见其说明书。7查看记忆250次接地操作当需要看接地记忆时，按“记忆”键查看，根据界面提示输入需要查看接地记忆的段，然后按“确定”键，若是没有接地记忆，则在屏上显示“没有接地记忆数据”字样，如有记忆则显示最近的一次记忆数据，如图26所示：图26：250次接地记忆界面接地时间：此次接地发生的日期时间，如上图中表示此次接地发生在09年11月20日15时23分20秒；接地电阻值：接地发生时的母线接地电阻值；001 010 012 020 ：表示接地的支路号为1、10、12、20，接地方向向上；共250次 第250次：总记忆250次接地，当前显示第250次接地记忆；（一段负极接地）：一段负极母线发生接地；可按“ ”键或“ ”键向前、向后查看前一次或后一次接地记忆，退出直接按“确认”退出。8 主屏监视分屏界面（此功能暂时未用）在主屏上按“功能”键，即可查看监视各个分屏，如图27：图27：主屏上监视1#分屏若要查看监视其他分屏，可按“ ”键或“ ”键向前或向后监视其它分屏。9手持器ZJ61面板介绍及操作说明9.1手持器ZJ61面板介绍注：第一行为电流棒波形百分数刻度显示。第二行为电流棒波形显示及电池容量显示。第三行为接地电阻和接地电流显示。第四行为系统容抗显示。第五行为提示行显示。方柜内为接地方向显示。背面有红外通讯、语音报警、CT1或CT2钳子插孔图3：手持器面板图：9.2手持器ZJ61使用方法9.2.1通迅按下“电源开关”，显示：等一会显示等一会显示帮 助 键：操作提示通 讯 键：接收数据探测按钮：查接地不 按 键：自动帮助欢迎使用ZJ61型直流接地探测器请将手持器放在信号源上方一米内，然后按下通讯键红外接收数据根据提示，按下“通讯键”并正确接收后显示：注：电流百分数、电流值、容抗值均为信号源发来的数据。电流百分数为100%，表示对应0.50mA值，作为快速判断接地的参考值。此时可按提示探测接地，也可以重新按“通讯键”接收据数，也可以按“帮助键”帮助或自动帮助。助键”显示提示内容，或长期不按键时，自动显示下步操作步骤或显示提示内容。如果按下“通讯键”后显示：注：未接收数据有两种情况，见显示内容。未接收！信号源开机32秒后通讯；手持器放在上方一米内9.2.2查找接地与信号源正确通讯后，即可查接地。第一步：在信号源处探测总的绝缘为了检验手持器与钳子是否正确，建议在信号源输出线处探测总的绝缘，手持器显示的电阻与信号源相近。按下探测按钮后显示：检验注：由于钳子灵敏度很高，手拿钳子会晃动，影响探测。手离开钳子后，再按下“探测按钮”不放，待判定是否有接地后，再放开探测接钮，然后再移动钳子。将开始探测按下探测按钮期间手不要拿钳子等一会显示探测内容：注：开始探测时，提示行显示“正在探测，请稍等”，待稳定后，显示结论，如接地。电流棒波形是周期性均匀摆动的，表示是信号电流。第二步：在直流馈线屏探测接地支路注：在直流馈线屏或直流分屏上探测时，钳子要尽量同时夹在支路正负极上或电缆上，以抵消负荷变化干扰。钳子方向指向负荷侧。如夹好1#支路，按下“探测按钮”显示：注：具有两种方法判断接地：自动判断及波形方向灯判断。如夹好2#支路，按下“探测按钮”显示：注：电流棒波形很短，表示接地电流小，接地电阻高。电阻500k时自动判断绝缘很好。电阻500k或电流0.1mA，不显示方向。如果信号源输出线有接地信号，而馈线屏所有进出馈线没有接地信号，且母线正、负极对地电压不平衡，应查找绝缘监测装置正、负极进线，如果某极有接地，另一极没有接地，表示其中一个平衡桥电阻断了，引起电压不平衡；如果电压平衡，且绝缘监测装置正、负极线均有接地，表示绝缘监测装置平衡桥电阻较低。第三步：在已知接地分支下属回路中探测接地回路。接地回路第四步：接地电流突然消失或对地电阻突然增大的E点为接地点。接地定位10 主机背板布局及接线说明10.1 主机背板布局图28：ZJX6背板布局10.2 主机背板接线见下表10.2.1工作电源(DY)及I.II段母线接线表（表1-1,表1-2）插座名称引脚名称引脚号I组母线电压(DY)正极12负极345II组母线电压(DY)正极67负极89大地10表1-1 表1-2插座名称引脚名称引脚号工作电源220V(DY)电源火线12电源零线345大地610.2.2 RS485通讯(COM1)接线表（表2）插座名称引脚名称引脚号RS485通讯2A21B24RS485通讯3A42B43RS422通讯1A37B36Z8Y910.2.3 报警输出(KC)接点接线表（表3）插座名称引脚名称引脚号接点图一组报警I接地112345678910111213141516I过压2I欠压3II接地4II过压5II欠压6异常7公共端18二组报警I接地9I过压10I欠压11II接地12II过压13II欠压14异常15公共端21617181910.2.4 支路互感器输入接线表4插座号支路号引脚号互感器引线 CT10111142022115203311620441172055118206191202072112220861720981921010123211111242注：CT2CT12支路互感器输入接线方式与CT1相同。续表4（CT2接线表略, 同CT1）续表4（CT3接线表略, 同CT1）续表4（CT4接线表略, 同CT1） 续表4（CT5接线表略, 同CT1）续表4（CT6接线表略, 同