1.概述

　　ZJJ-101A直流系統(tǒng)接地監(jiān)測(cè)裝置用于對(duì)直流母線和支路的絕緣狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。此裝置采用直流平衡電阻的檢測(cè)方法，不對(duì)母線產(chǎn)生任何交流或直流干擾信號(hào)，不會(huì)造成人為絕緣電阻下降，適用于任意等級(jí)的發(fā)電廠、變電站。

　　本裝置使用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制電腦結(jié)構(gòu)和10英寸VGA液晶顯示，全軟件功能控制，完善的人機(jī)界面，操作運(yùn)行過程有全程屏幕提示,操作運(yùn)維人員可以輕松掌握。

　　2.特點(diǎn)

　　10英寸標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制器結(jié)構(gòu), 體積小重量輕,安裝維護(hù)方便；

　　直流平衡電阻檢測(cè)法, 無母線干擾；

　　RS232打印機(jī)和RS232/485/RS422通訊接口；

　　可自動(dòng)/手動(dòng)巡檢支路。

　　3.功能

　　3.1監(jiān)測(cè)顯示

　　雙段母線電壓值；

　　雙段母HJ線正負(fù)端對(duì)地電壓值；

　　雙段母線正負(fù)端對(duì)地電阻值；

　　所有支路號(hào),漏電流值,絕緣電阻值；

　　最后發(fā)生的44次故障；

　　每次故障的類型、接地支路號(hào)、數(shù)據(jù)、時(shí)間。

　　3.2報(bào)警項(xiàng)

　　瞬間接地報(bào)警；

　　母線絕緣報(bào)警；

　　支路接地報(bào)警；

　　母線過、欠壓報(bào)警。

　　3.3參數(shù)設(shè)定

　　過欠壓、母線絕緣、支路接地報(bào)警門限值；

　　報(bào)警延遲時(shí)間；

　　串口速率和方式；時(shí)鐘設(shè)置。

　　4.工作原理

　　4.1 母線絕緣電阻的檢測(cè)方法  

　　傳統(tǒng)的直流系統(tǒng)絕緣探測(cè)方法是電橋平衡法，如ZJJ-1絕緣監(jiān)察繼電器，其局限是不能檢測(cè)正負(fù)母線絕緣電阻同時(shí)下降的情況。交流和變頻探測(cè)的方法因?qū)δ妇€的干擾和不能應(yīng)付大的分布電容而應(yīng)用受到限制。

　　近年發(fā)展了一種人為介入探測(cè)電阻的直流不平衡電橋法，實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，為了探測(cè)正負(fù)側(cè)同時(shí)存在的接地電阻，需不斷的接入單側(cè)探測(cè)接地電阻，導(dǎo)致正負(fù)母線對(duì)地電壓不斷變化，使運(yùn)行人員因無法依據(jù)傳統(tǒng)手測(cè)電壓方式檢察母線狀況而無所適從，甚至有因?qū)ζ涔ぷ髟聿涣私舛`判為故障的現(xiàn)象發(fā)生。

　　在本裝置的設(shè)計(jì)中，對(duì)直流不平衡電橋法進(jìn)行了修正。在不平衡電橋探測(cè)方法中，為了探測(cè)可能的同時(shí)接地，不斷接入單側(cè)探測(cè)電阻，實(shí)際上等效于一種人為的擾動(dòng)。這種可能的同時(shí)接地需要滿足兩個(gè)條件：1.雙側(cè)接地電阻必須相等;  2.漏電必須同時(shí)發(fā)生。這兩種情況同時(shí)發(fā)生實(shí)際上極為罕見。

　　基于以上分析，在正常運(yùn)行中，本裝置運(yùn)用的是直流平衡電阻探測(cè)法，原理見下圖。正常狀態(tài)下只接入經(jīng)精確調(diào)整的兩個(gè)檢測(cè)分壓用1M電阻，正、負(fù)母線對(duì)地電壓V+和V-應(yīng)相等。當(dāng)有接地電阻RL+、RL-存在時(shí)，只要V+和V-之差大于設(shè)定值，裝置自動(dòng)接入經(jīng)精確校準(zhǔn)的兩個(gè)100K平衡電阻，這將矯正偏離的平衡電壓，測(cè)量并取得此時(shí)的V+’和V-’；根據(jù)V+、V-、V+’、V-’，求解簡(jiǎn)單的二元一次方程，即可求出正負(fù)母線的絕緣電阻RL+、RL-。這種檢測(cè)方法不破壞母線對(duì)地的平衡狀態(tài)，無論從原理上和實(shí)際運(yùn)行中都可被廣泛接受。

　　母線和支路檢測(cè)等效原理圖

　　4.2支路接地電阻的檢測(cè)方法

　　只有檢測(cè)到的母線絕緣電阻小于設(shè)定值而報(bào)警后，本裝置才進(jìn)入支路巡檢狀態(tài)，在一次支路檢測(cè)中完成所有的支路掃描，但只對(duì)設(shè)定有效的支路進(jìn)行故障判定。并且在一次母線接地故障中，支路只被巡檢一次。母線絕緣報(bào)警復(fù)歸后，支路接地報(bào)警同時(shí)復(fù)歸。

　　檢測(cè)原理見上圖，斷開K，先檢測(cè)電流傳感器的零漂電流I1，然后K1閉合接入阻值更小的平衡電阻R+、R-，只要RL+和RL-不絕對(duì)相等，便有漏電流流過電流傳感器而得測(cè)量電流值I1’，兩者之差與實(shí)際漏電流成正比。根據(jù)漏電流和因此導(dǎo)致的平衡電壓變化可求出支路絕緣電阻RL+，RL-的并聯(lián)值，根據(jù)母線的絕緣狀況即可判斷出支路正負(fù)母線的絕緣狀態(tài)。

　　4.3特殊情況  

　　如果檢測(cè)出的正負(fù)母線絕緣電阻值近似相等，裝置將啟動(dòng)不平衡電橋的檢測(cè)方式，可求解更精確的母線和支路絕緣電阻值。這種工作方式在有關(guān)文章和廠家的產(chǎn)品中已有說明，這里不再單獨(dú)介紹。

　　在控制母線和合閘母線分離系統(tǒng)中，兩種母線可能共正極或共負(fù)極，通常合閘母線的電壓高于控制母線，當(dāng)其高端的正極或低端的負(fù)極接地時(shí)，計(jì)算所依據(jù)的母線變動(dòng)電壓將發(fā)生失準(zhǔn)。此時(shí)所得的絕緣電阻值可能小于實(shí)際絕緣電阻值，誤差則正比于兩種母線的電壓差，裝置將提前絕緣報(bào)警。

　　5.技術(shù)參數(shù)表

 

參 數(shù)	符號(hào)	測(cè)試條件	最 小	典  型	最 大	單 位
輸入電壓等級(jí)	Vin			24,48,110,220		V
輸入電壓范圍	Vf		80%Vin		140%Vin	V
電壓測(cè)量精度		Vin=Vf			±0.5%
母線電阻范圍	Rm	Vin=Vf	0.0		999.9	KΩ
母線電阻精度					±5%
支路電阻范圍	Rz	Vin=Vf	0.0		100.0	KΩ
支路電阻精度					±5%
每段支路數(shù)	n		0		32
額定功耗	Po			30		W
工作溫度范圍	Tj		-10		50	℃
報(bào)警觸點(diǎn)容量	Pf	直流無感			220V0.3A

　　6.操作說明

　　6.1操作要點(diǎn)

　　本機(jī)設(shè)有5個(gè)顯示頁面，所有參數(shù)和其設(shè)置均可在此五個(gè)頁面中顯示。開機(jī)顯示主頁面，欲顯示其它頁面，必須先按照鍵提示返回主頁面。自動(dòng)或手動(dòng)進(jìn)入巡檢支路時(shí)，鍵功能將失效直到巡檢完畢。

　　除了主頁面和模擬顯示頁面，其它任何頁面在10分鐘以內(nèi)若無鍵操作都將返回主頁面。每一個(gè)頁面屏幕下端都有相應(yīng)的鍵功能提示，每一步操作都在屏幕下端有相應(yīng)的漢字提示。

　　6.2 頁面顯示圖

　　7. 使用說明

　　7.1電源

　　裝置從所接被測(cè)母線獲取工作電源。1段、2段母線并聯(lián)供電。并允許直接在輸入端子上將1、2段母線端接，把單母線虛擬成雙母線運(yùn)行。此時(shí)每段母線都將對(duì)方視為已存在正負(fù)1M的平衡的接地電阻。由于阻抗足夠高，不會(huì)影響正常的檢測(cè)和報(bào)警。

　　7.2默認(rèn)設(shè)置狀態(tài)

　　裝置出廠時(shí)所有設(shè)置置于默認(rèn)值，通?？梢詽M足所適用的直流系統(tǒng)運(yùn)行要求。如果有強(qiáng)干擾或其他異常導(dǎo)致設(shè)置值丟失或不在正常范圍，裝置在上電開機(jī)時(shí)將檢查設(shè)置值并將之重新置于默認(rèn)值。

　　7.3蜂鳴音控制

　　裝置本身的報(bào)警蜂鳴音可通過參數(shù)設(shè)置永久關(guān)閉。報(bào)警時(shí)按消音鍵可使裝置暫時(shí)消音10分鐘左右。無報(bào)警時(shí)按此鍵不會(huì)屏蔽故障時(shí)的蜂鳴音。蜂鳴音以2秒為周期斷續(xù)。

　　7.4背光控制

　　以下情況可點(diǎn)亮背光：上電開機(jī)  B.任何鍵操作   C.出現(xiàn)任意故障

　　背光延續(xù)十分種左右重新變暗，處于半亮度狀態(tài)。故障狀態(tài)下背光常亮。故障消失后背光延續(xù)十分種左右變暗。背光的亮度與背光射線管的溫度相關(guān)，因此在剛點(diǎn)亮?xí)r背光可能稍暗，等候1至2分鐘后可達(dá)到額定亮度。

　　7.5通訊

　　裝置同時(shí)具備隔離RS232/485/422串口，可按設(shè)定通訊規(guī)約工作。如無特殊要求可按附錄規(guī)約與本裝置通訊。

　　8.機(jī)械特性

　　裝置外殼尺寸  寬×高×深 = 295 × 220 × 80mm

　　面板安裝開孔尺寸     285 × 192 mm

　　9.接線說明

　　9.1端子圖

　　9.2端子功能表

 

端子號(hào)	名    稱	功          能
1，18，   19，36	COM 傳感器共地端	電流傳感器的共地端，所有傳感器的地端必須接到此4個(gè)端子中之一。
2-17，   20-35，   38-53，   56-71	IN  傳感器輸入端	接電流傳感器的輸出端，應(yīng)按照回路順序號(hào)接入。
37，54，	+12V傳感器正電源	接傳感器+12V電源端，為其提供工作電流
55，72	-12V傳感器負(fù)電源	接傳感器-12V電源端，為其提供工作電流
73-84	1段母線報(bào)警觸點(diǎn)	1段母線報(bào)警輸出觸點(diǎn)，具體定義見圖示。
85-96	2段母線報(bào)警觸點(diǎn)	2段母線報(bào)警輸出觸點(diǎn)，定義順序與1段相同。
97	1段+KM	1段母線正極輸入
98	2段+KM	2段母線正極輸入
99，100	GND	接地線，應(yīng)接至柜體或大地，亦為整機(jī)共地端。
101	2段-KM	2段母線負(fù)極輸入
102	1段-KM	1段母線負(fù)極輸入

　　10.電流傳感器

　　電流傳感器是高靈敏漏電流專用直流傳感器，采用磁調(diào)制原理，有磁屏蔽。

　　電流傳感器分兩種, Ф20mm和Ф40mm。請(qǐng)按現(xiàn)場(chǎng)要求在定貨時(shí)提出。若無特殊要求按Ф20mm提供。母線的穿向按照傳感器外殼標(biāo)示，箭頭所指應(yīng)為負(fù)載方向。

　　兩種傳感器外形和端子定義參考下圖：

　　11.端口

　　打印機(jī)使用3線RS232接口與本裝置通訊，接口不隔離。必須給打印機(jī)提供單獨(dú)的5V隔離電源。打印機(jī)型號(hào)TpuP-40。

　　通訊接口提供全隔離的3線普通RS232串口、2線RS485、4線RS422接口。三者同時(shí)有效。不必經(jīng)任何跳線或開關(guān)選擇。但同時(shí)只能選用一種方式與外部一個(gè)終端通信。

　　附件3：MC-101A通信協(xié)議

　　1通訊格式

 

起始符	目的站	源站	字節(jié)數(shù)	命令碼	信息段	校驗(yàn)碼	結(jié)束碼
4字節(jié)	1字節(jié)	1字節(jié)	2字節(jié)	1字節(jié)		1字節(jié)	2字節(jié)

　　起始符：EB，90，EB，90

　　本裝置站號(hào)：  50-5FH，單機(jī)為50H

　　字節(jié)數(shù)：從命令碼到校驗(yàn)碼的字節(jié)數(shù)，包含校驗(yàn)碼

　　校驗(yàn)碼：信息段之代數(shù)和。信息段長(zhǎng)度為0時(shí)，校驗(yàn)碼為0

　　結(jié)束碼：90，EB

　　2通訊方式

　　1BIT起始位，8BIT數(shù)據(jù)位，1BIT停止位，異步，無奇偶校驗(yàn)，半雙工，波特率由設(shè)定頁面設(shè)定，設(shè)定完畢立即生效。

　　3上位機(jī)下傳命令

　　取母線數(shù)據(jù)  C1

　　下傳格式：EB,90,EB,90,目的站,源站,00,02,C1,00,90,EB

　　取支路電阻 C3

　　下傳格式：EB,90,EB,90,目的站,源站,00,02,C3,00,90,EB

　　4回送上傳格式

　　回送母線數(shù)據(jù)格式: EB,90,EB,90,目的站,源站,字節(jié)數(shù),C2,信息,校驗(yàn)碼,90,EB

　　回送支路數(shù)據(jù)格式: EB,90,EB,90,目的站,源站,字節(jié)數(shù),C4,信息,校驗(yàn)碼,90,EB

　　5信息段格式

　　母線數(shù)據(jù): A.1段母線電壓；B.1段正對(duì)地電壓 ；C.1段負(fù)對(duì)地電壓；D.1段正對(duì)地電阻；E.1段負(fù)對(duì)地電阻；F.2段母線電壓；G.2段正對(duì)地電壓；H.2段負(fù)對(duì)地電壓；I.2段正對(duì)地電阻；J.2段負(fù)對(duì)地電阻。

　　支路數(shù)據(jù): 每組數(shù)據(jù)3字節(jié)。第一字節(jié)是支路號(hào)；第二字節(jié)，第三字節(jié)是電阻數(shù)據(jù)，只上傳小于100.0K的絕緣下降支路；2段母線支路號(hào)從32-64.

　　支路號(hào)用單字節(jié)HEX碼表示；所有數(shù)據(jù)用雙字節(jié)壓縮BCD碼表示，取1位小數(shù)。

　　例:母線電壓220.8V: 22H,08H

　　2段母線12號(hào)支路電阻值是89.1K:2CH,08H,91H