KHD-1直流接地选线监测仪说明书

KHD-1 微机型直流系统绝缘监测仪

KHD-1微机型直流系统绝缘监测仪

技 术 说 明 书

新乡科海电气成套有限公司

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KHD-1 微机型直流系统绝缘监测仪

KHD-1接地选线的性能特点及操作

目 录

一、概 述??????????????????????1 二、主要功能及特点???????????????????2 三、工 作 原 理????????????????????3 四、技 术 指 标????????????????????4 五、装 置 结 构????????????????????4 1、主机箱后面板??????????????????4 2、后面板插座信号定义???????????????5 六、安 装 说 明????????????????????8 1、传 感 器????????????????????8 2、开关与主机的连线????????????????8 3、报警输出的接线方法???????????????8 4、作为报警输出??????????????????8 七、操 作 说 明????????????????????8 1、屏幕及按键操作?????????????????8 2、使用过程????????????????????8 八、使 用 过 程????????????????????8 附录：微机型直流系统监测仪与上位机通讯规约???????8 1、概 述????????????????????8 2、通讯过程????????????????????8 3、通讯格式????????????????????8 4、命令解释????????????????????8 5、信息段内容格式?????????????????8

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KHD-1 微机型直流系统绝缘监测仪

一、概述

电力系统中直流操作系统采用对地绝缘运行方式，当直流系统发生一点接地故障（直流接地或发生对地绝缘电阻减小）时，一般不会立即产生危害性后果，但必须及时处理，否则，当发生两点同时接地，则可能造成信号装置、控制回路、和继电器保护装置的误动作，致使断路器跳闸，或直接造成直流操作电源短路，从而引发严重的电力事故。因此，不允许直流系统在一点接地的情况下长期运行。必须对直流操作电源系统进行连续的在线监测，当某一点出现接地故障时，立即发出报警信号，工作人员查找并排除接地故障，从而杜绝因直流系统接地而引起电力系统故障的发生。

随着微机保护大量抗干扰电容的安装使用，直流系统开环辐射供电运行方式的采用,使直流系统的对地电容电流增大。现国内广泛使用向系统注入信号方式的微机型绝缘支路选线装置，实际上已无法实现对接地支路的有效查找。当电容电流大于检测装置对绝缘电阻泄漏电流的整定值时，将造成误发信号，影响装置的正确判断；当蓄电池组中心点或中心点附近绝缘电阻降低至整定值以下时，此种装置无法检测。

按照国电公司下发的反事故技术措施“防止电力生产重大事故的25项重点要求”，枢纽变电站直流系统广泛采用双组蓄电池、单母线分段接线方式。两段直流的母线在并列运行方式下(如单组蓄电池容量试验时)，要求及时停运某一段母线的直流绝缘监察装置，以保证直流系统对地绝缘电阻不降低，否则可能造成在直流一点接地时继电器误动；在两段直流母线分列运行方式下，要求及时投运两段母线的绝缘监察装置，否则会造成一段直流母线失去绝缘监视。 现有的各类直流绝缘装置均不能自动适应两段直流母线的分、并列运行方式，一般采用在二次接线上利用手动开关或母线联络开关辅助接点切换停运一套装置的接地方式。有的厂家产品甚至不设手动开关，通过断开一套装置接于直流母线的熔断器而停运装置。

为解决上述问题，我公司集多年实践经验，综合国内直流系统绝缘监察装置的优点，研制开发出一种新型产品—KHD-1微机型直流系统绝缘监测仪。该装置采用与平衡桥相结合的原理，监测母线对地绝缘状态。不向直流系统注入低频交流信号，不受直流系统对地电容影响。支路监测使用差值计算，准确计算出正、负母线接地阻抗及各支路正、负端接地阻抗，当检测到接地阻抗值小于设定报警阻抗值时，设备给出报警信号及其阻抗值，

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KHD-1 微机型直流系统绝缘监测仪

直到报警信号消除为止。

该装置具有三种检测方式：自动巡检、平衡巡检、不平衡巡检。平衡巡检是利用平衡电桥及各支路的漏电流传感器，检测母线及支路的接地情况；不平衡巡检是利用不平衡电桥检测；而自动检测主要是利用平衡电桥进行检测，当有接地发生时，平衡电桥被破坏，系统将自动启动不平衡检测，以准确检测出接地支路及其地阻抗值。在自动监测工作方式下，设备每月定时进行一次零点扫描（本装置采用磁平衡原理, 做成有源传感器, 当一次侧有电流变化或有电流冲击时, 会发生剩磁变化,这种剩磁变化会造成电流、电压放大器及A/D 转换器的直流偏移, 致使选线装置零点不断漂移,需及时调节装置的零点及传感器特性, 才能保证选线装置的精度及稳定, 不仅给现场带来极大的不便和麻烦, 而且造成选线装置的不准），以消除漏电流传感器的零点误差。

该装置具有电压监测功能，当母线电压超出设定值时，设备立即发出电压异常报警信号，继电器动作输出报警信号；检测工作无需断开支路工作电源，不影响支路工作状态，可检测多条支路同时出现的接地情况。

大量的现场实践表明，该装置是目前比较先进的直流系统绝缘监测产品。

二、 主要功能及特点

1、 大屏幕中文显示，人机对话方式操作，操作简便。

2、 不需向直流馈线系统注入交流信号，且不受系统对地电容影响。 3、 用户可通过操作面板设定绝缘报警阻抗和电压报警值等，使用灵活。

4、 巡回/定点检测(最多128路)直流支路绝缘阻抗，绝缘阻抗小于设定值时，自动发出电压异常报警信号。

5、 同时检测两段母线电压，当母线电压异常，超出设定的过（欠）压值时，自动发出电压异常报警信号。

6、 可有效地检测正、负极同时接地或延续发展正、负极接地，对地绝缘电阻不受正、负

极接地电阻是否相同或接近的影响。

7、 能够准确的检测出蓄电池回路的绝缘状况（如：蓄电池组中心点接地）。 8、 记忆功能：可记忆24条最新报警记录，装置失灵后信息不丢失。 9、 能够检测开关信号(最多128路)。

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10、 具有RS485或RS232通讯口（通过内部跳线区分）。

三、 工作原理

本装置采用平衡电桥和不平衡电桥相结合的原理进行检测，将设备设成自动监测方式。无接地时系统进行平衡检测，当有接地发生时，会引起母线对地电压的偏移，当偏移量大于一定值时，系统将进入不平衡检测，以准确测出正、负母线的绝缘电阻值，找出接地支路，当接地阻抗值大于报警阻抗时，返回平衡检测。本装置运行可靠，抗干扰能力强，经现场实验，对多条支路同时发生一点或平衡接地均可准确选出。 本装置工作原理如下图（假定在负母线端发生接地，接地阻抗为Rg）：

K1 + - V+ V- RO RO K2 K. RO Ig CT

RO Rg Rf 原理框图如下所示：

注：虚线框内为KHD-1微机型直流系统绝缘监测仪硬件逻辑图。

3.1 工作原理：当设备工作在平衡状态时，K1、K2合上，为Ⅰ段母线提供一个接地点，记录下此时的正母线对地电压、负母线对地电压，以及Ⅰ段各支路的对地漏电流值。如果此时有一点接地发生，此时的|V正|≠ |V负|，根据电压的偏差值就可得出接地电阻的阻值。

负载 ? Ⅰ段母线 …… 电压采样 …… Ⅱ段母线 DC 220V ? 负载 A/D CPU 电源 负载 检测电桥 负载 多路开关 报警输出 多路开关 通讯 - 5 -

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（1） 起始符：EB 90 EB 90；

（2） 目的站号：绝缘检测仪地址（01H—FFH）；

（3） 信息长度：为从命令码到校验码所含字节数（包含校验码），十六进制； （4） 校验码：信息段代码和取低字节，十六进制； （5） 结束符：90 EB； （6） 当信息段长度为零时，校验码为零。

四．命令解释

1、C1：取母线电阻、母线电压及状态字数据。 C1命令码 下传格式 上传格式 单母线信息码 EBH EBH 01H 单母线 90H 90H XXH 起始符 起始符 母线正对EBH EBH XXH 地电阻 90H 90H XXH 绝缘监目的站 目的站 上位机 XXH 测装置 母线负对绝缘监源站 上位机 源站 XXH 地电阻 测装置 00H 00H XXH 信息 信息 长度 长度 02H 16H 04H C1H 命令码 C2H 命令码 99H 00H 校验码 信息码 20字节 99H 90H 04H 信息段结束符 校验码 代码和 99H EBH 90H 结束符 99H EBH XXH XXH 母线电压 XXH 04H 99H 99H XXH 状态字status 双母线信息码 02H 双母线 XXH 1段母线XXH 正对地电阻 XXH XXH XXH XXH XXH XXH XXH XXH XXH XXH XXH XXH XXH XXH XXH XXH XXH 1段母线负对地电阻 2段母线正对地电阻 2段母线负对地电阻 1段母线电压 2段母线电压 状态字status 字节号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 状态字status：

D0： 0 正常 1 1段母线正接地；

D1： 0 正常 1 1段母线负接地； D2： 0 正常 1 2段母线正接地； D3： 0 正常 1 2段母线负接地； D4： 0 正常 1 1段母线欠压； D5： 0 正常 1 1段母线过压； D6： 0 正常 1 2段母线欠压； D7： 0 正常 1 2段母线过压。

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2、C3:取支路电阻及支路编号，无传送信息，校验码为零。 下传格式 EBH EBH 90H 90H 起始符 EBH EBH 90H 90H 绝缘监目的站 目的站 测装置 源站 上位机 C3命令码 上传格式 信息码 XXH 第1条接地XXH 支路编号及起始符 电阻值 XXH ?? ?? 上位机 无接地支路上传 EBH 90H 起始符 EBH 90H 目的站 上位机 源站 00H 04H C5H AAH 55H FFH 90H EBH 绝缘监测装置 信息长度 命令码 信息码 校验码 结束符 字节号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 00H 信息长度 02H C3H 命令码 00H 校验码 90H 结束符 EBH 3、C6：取开关量 XXH 第N条接地支路编号及绝缘监测源站 XXH 电阻值（N＜装置 48） 00H XXH 信息长度 XXH C4H 命令码 信息码 XX-2字节 信息段代校验码 码和 90H 结束符 EBH C6命令码 下传格式 上传格式 EBH EBH 90H 90H 起始符 起始符 EBH EBH 90H 90H 绝缘监目的站 目的站 上位机 测装置 绝缘监测源站 上位机 源站 装置 00H 00H 信息长信息长度 度 02H 0BH C6H 命令码 C7H 命令码 00H 校验码 信息码 9字节 90H 信息段代结束符 校验码 码和 EBH 90H 结束符 EBH

4、信息段内容格式。

XXH XXH XXH XXH XXH XXH XXH XXH XXH 信息码 字节号 最大开关路数（40H，十六进制） 1 1-8路开关状态（D0为1路） 2 9-16路开关状态 3 17-24路开关状态 4 25-32路开关状态 33-40路开关状态 41-48路开关状态 49-56路开关状态 57-64路开关状态 5 6 7 8 9 A、母线电压、母线电阻用三个字节，前一字节为十进制阶码（即10的次方），后二个字节为数（即小数点后面的四位数），均用压缩BCD码表示。例：测得母线正对地电阻为218.3K，

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则发送三个数据字节为：03H、21H、83H（0.2183×1000）。

B、支路电阻数据量根据接地回路而定，格式：每一支路数据用三个字节，第一字节为指路序号（0为1路），为十六进制数（HEX）;第二字节高四位为十进制阶码，低四位与第三字节为尾数，均用压缩BCD码表示。

例：第131支路的绝缘电阻为16.8K欧姆，则该支路电阻数据为：82H、21H、68H（82H＝130，16.8K＝0.168×100）。

C、 关状态字节位，0 表示断开 1表示闭合。 D、电压单位为伏，电阻单位为千欧。

RS232接线方式： 2 接收；3 发送；5 地。 RS485接线方式： 3 正 ； 2 负。

例如装置用于单母线时：

波特率：4800；地址：01H；8位数据位；1位停止位；无校验 发送：EB 90 EB 90 01 00 00 02 C1 00 90 EB

接收：EB 90 EB 90 00 01 00 16 C2 01 03 25 50 03 25 50 04 99 99 04 99 99 03 24 20 04 99 99 00

DA 90 EB 单母线 无接地 母线电压242.0V

接收：EB 90 EB 90 00 01 00 16 C2 01 03 01 00 03 25 60 04 99 99 04 99 99 03 24 30 04 99 99 01 87

90 EB 正接地10.0K母线电压243.0V 发送：EB 90 EB 90 01 00 00 02 C3 00 90 EB 接收：EB 90 EB 90 00 01 00 04 C5 AA 55 FF 90 EB

接收：EB 90 EB 90 00 01 00 0E C4 00 21 00 01 21 00 02 21 00 03 21 00 8A 90 EB 接地支

路1 10.0K; 支路2 10.0K;支路3 10.0K;支路4 10.0K 发送：EB 90 EB 90 01 00 00 02 C6 00 90 EB

接收：EB 90 EB 90 00 01 00 0B C7 40 FD FF FF FF FF FF FF FF 36 90 EB 2路合

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/cooh.html