交流竄入直流電源報警裝置

一、 概述
針對國內多次發生交流竄入直流電源系統而發生的電網事故，2012 年 3 月國家電網公司制定的《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》中的第五項“防止變電站全停電及重要客戶停電事故”中明確提出了在原有直流系統絕緣監測裝置的基礎上，要求增加交流竄入直流故障的測記和報警功能。我公司成功開發了交流電源竄入直流電源報警轉正，本裝置采用高速采樣、交直流狀態分析、信號隔離，實現了交流竄入報警和紋波測量等功能，滿足電網安全運行的要求。本裝置SHJZ交流竄入直流電源裝置可以不改變原有直流接地巡檢儀，對提高電網的安全運行于直流電源的可靠性起到了較大的作用，是一種提高電網自動化水平、確保安全運行及準確故障定位的理想智能化儀器。
二、SHJZ交流竄入直流電源報警裝置工作原 理
本裝置從測量內容區分，可分為三部分。
2.1 交流竄入直流的監測和報警。
交流竄入直流監測的原理：交流電壓檢測回路，母線通過電容隔直流、差分運放、快速整流、濾波、高速 AD，實時檢測母線上的交流信號，并反饋至主芯片，若外部交流竄入電壓大于所設定的信號保護門限值，通過聲光報警及干接點輸出報警相關信息，并記錄保存本次報警相關信息：交流波形竄入直流時間、幅值、波形、相位等信息。
2.2 直流電壓的監測與報警
本裝置通過對母線電壓進行差分采樣來實現對直流電壓的監測，差分電路的使用解決了電壓正對地和負對地電池的測量，主動準 確判定超壓欠壓等報警，不會受到信號的干擾和不同對地絕緣的影響。
2.3 直流系統中交流成份（紋波）的監測。電路采用耦合、交直流分解等特殊電路處理，能實時準確地對直流電源紋波含量即紋波電壓值。
三、交流竄入直流電源報警裝置主要功能特點
3.1 本裝置采用 Cortex-M3 內核的 STM32 為主控芯片，集成度高，抗干擾能力強，運行速度快，功耗低。
3.2 操作界面基于菜單式的人性化設計，所有參數均可設置，所有報警均通過聲光和干接點輸出。
3.3 裝置提供串行數據通訊接口（RS485）和外部設備連接。
3.4 裝置記錄 500 條以上的事故報警信息和波形。
3.5 裝置采用實時跟蹤信息處理技術，解決了交流信號竄入直流故障的測記和報警，顯示交流波形圖和竄入時間。
四、 技術指標
本裝置外型分塑殼和 U 2U  鋁殼兩種，外型不同、功能相同
4.1 直流系統電壓等級：220VDC/110VDC
4.2 裝置工作電壓：220VDC/AC±10%或 110VDC/AC±10%
4.3 繼電器接點電流：DC220/3A 兩組
4.4 直流電壓測量范圍：0-260VDC
4.5 交流竄入測量范圍：10-260VAC
4.6 母線電壓測量精度：±1%
4.7 交流竄入測量精度：±3%
4.8 交流反應時間小于 1s
4.9 外型尺寸：120mm*120mm*100mm（塑殼） 482*88*150（2U 鋁殼）
4.10 開孔尺寸：110mm*110mm（塑殼） 432*88（2U 鋁殼）
4.11 交流報警設置范圍：10-250V（出廠默認 10V）
4.12 超壓報警設置范圍：90-300V（220VDC 出廠默認 250V;110VDC 出廠默認130V）
4.13 欠壓報警設置范圍：90-300V（220VDC 出廠默認 198V;110VDC 出廠默認90V）
4.14 紋波報警設置范圍：50-2000mV(出廠默認 300 mV)
4.15 波特率可選 1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps（出廠默認 9600bps）
4.16 設備地址設置范圍：0-99(出廠默認 80，十進制)