1、WZJ-1 型微机直流接地监测装置目 录1、概述 12、基本工作原理 12.1 交流原理接地装置 12.2 直流原理接地装置 32.3 两种原理接地装置特点比较： 42.4 直流分屏机 .42.5 接地装置分段 .52.6 接地装置接地点的设置 52.7 接地装置与上位机通讯 53、装置结构 .53.1 装置型号分类 .53.2 数码管显示面板布置及操作说明 63.3 液晶显示面板布置及操作说明 74、现场安装接线 104.1 开孔尺寸 104.2 背板端子排接线 .104.3 交流原理支路传感器外形图尺寸图 114.4 直流原理支路传感器外形图尺寸图 125、定货须知 .12WZJ-1 型微
2、机直流接地监测装置1WZJ-1 型微机直流接地监测装置1、概述WZJ-1 系列微机直流接地监测装置，是在吸收和总结国内同类产品的经验教训基础上研制出来的新一代产品，微机采用美国 Intel 公司芯片，数据采集系统采用高精度 A/D 变换器，信号接收回路采用小信号处理技术及多级滤波。装置具有抗干扰能力强、对直流系统影响小、可靠性高等特点。广泛应用于发电厂、变电所及厂矿企业直流系统中，直流系统正常运行时，可在线检测直流系统电压及正负母线绝缘电阻，当直流系统发生一点接地时投入低频振荡器，可以自动报出接地支路和支路接地电阻值。并通过卡钳接收器，在不拉开直流负荷的情况下，定点查找直流一点接地。2、基本工
3、作原理目前国内生产的接地仪概况起来有两大类：一类是叠加信号原理（简称交流原理） ，主要采用发低频信号或发双频信号进行比相；另一类是不叠加信号原理（简称直流原理） ，采用直流霍尔元件或直流磁饱和放大器。我公司同时生产两种原理的接地仪，以满足客户在不同场合对接地仪的要求。2.1 交流原理接地装置 2.1.1 母线电压及绝缘电阻测量正常采集正对地电压和负对地电压，并进行累加，数字显示母线电压值，当达到直流系统过压、欠压整定值时，发过压、欠压报警信号。在装置内投入拉偏电阻，第二次采集正对地电压和负对地电压，并计算出正母线对地绝缘电阻和负母线对地绝缘电阻，当绝缘电阻低于整定值时，发接地报警信号。2.1.
4、2 支路巡检当发生接地后，投入低频信号，可自动巡检，找出接地支路及支路接地电阻。为防止对直流系统的影响，低频信号回路中接入较大电阻，并通过电容同时耦合到正负母线上，对于正常的支路直流负荷，直流电流大小相等、方向相反，产生的磁场相互抵消，所以互感器二次无信号，而当支路发生接地时，接地支路便与低频信号回路接地点构成回路，在互感器二次就能感应出一低频交流信号，再通过相位比较将阻性分量和容性分量区分开来，通过计算机计算、数字显示，接地支路号和对应的电阻值。目前生产接地仪厂家均采用单一相位比较原理，来克服电容对测量接地支路电阻的影响，但在支路电容较大或现场干扰较大时，经常会出现误报接地支路现象，使用效果
5、不是很理想。为了更准确地找出接地支路，本装置采用相位比较、最大值比较、幅值比较综合判断接地支路，有效地解决误报接地支路问题，其原理如下：1相位比较原理：当发生非金属性接地时，基准电压相位与支路传感器二次信号相位进行比相，计算出支路电阻值，消除电容的影响；2最大值比较原理：当发生金属性接地时，失去比相，直接采集支路传感器二次信号，采集信号最大WZJ-1 型微机直流接地监测装置2的支路即为接地支路；3幅值比较原理：当现场干扰信号较大时，完成对测量值的误差修正。采用这三种原理综合判断，可以很好地解决接地仪误判接地支路问题，这一点已在大量的现场运行中得到了证实。装置原理框图见图 1 所示。WZJ-1
6、型微机直流接地监测装置3图 12.1.3 卡钳表定点卡钳表由卡钳和接收器组成，其原理如图 2 所示：图 2 卡钳表原理框图A、卡钳表接收器外型如图 3 所示：当主机发出低频信号时，卡钳接收到主机发出的信号并进行处理，通过表头显示有无接地。卡钳接收器外形如图 3 所示：图 3 小卡钳、大卡钳、接收器外形图B、卡钳表定点方法定点原则：在接地点前卡，表头有指示；在接地点后卡，表头无指示；在有指示和无指示之间，就是接地点。2.2 直流原理接地装置2.2.1 母线电压及绝缘电阻测量原理同交流原理接地装置。2.2.2 支路巡检直流原理接地装置内部通过 2 个平衡电阻 R0 接地，假设直流系统支路 2 已发
7、生接地，这时装置内部接地点与支路 2 接地点构成回路，支路 2 传感器能够检测到接地电流。如图 4 所示，这时等效电路如图 5 所示，可以很方便地计算出 Rg 接地电阻值。卡 钳 信号检测 信号放大 信号滤波 信号处理 表头显示WZJ-1 型微机直流接地监测装置4图 4 一点接地直流系统图 图 5 一点接地等效电路图U = IgRg+（R gIg/R0+Ig）R 0Rg = 1/2（U/I g-R0）2.3 两种原理接地装置特点比较：交流原理与直流原理适用场合主要在直流系统电容的大小上。当支路电容太大时，对交流原理接地装置灵敏度及误差均有一定影响，因考虑 500KV 变电所外加直流电源滤波器的
8、因素，以及大型电厂网控室线路保护抗干扰电容过大，以上两种场合宜采用直流原理接地装置。电容影响 定支路 定点 适用场合交流原理 直流支路电容小于 10F，等效电容小于 20F 可以使用 较准 有 大型电厂，220KV 及以下电压等级变电所，小型电厂直流原理 电容对接地装置无影响 较准 无 适用于 500KV 变电所及无定点要求的其他场合2.4 直流分屏机2.4.1 分屏机原理分屏机是适用于 500KV 变电站及大型电厂具有直流分屏的场合，其功能是查找直流分屏机接地支路，原理接线如图 6，举例说明：图 6 分屏机原理图当分屏支路 2F 发生接地时，主机 WZJ-1 显示支路 2F 发生接地，分屏机
9、 WZJ-1D 显示支路 2F 发生接地，由于分屏机不带信号源，所以不能单独使用，分屏支路数可以根据用户要求任意扩展，分屏机开孔尺寸与 WZJ-1 型主机尺寸一致。由于分屏机价格比较便宜，是大型电厂和变电所较理想的配置。2.4.2 主机分屏机的功能主机具有自动显示母线电压、正负母线对地绝缘电阻值及支路电阻值的功能。对于一套直流系统，只能保持 2 个平衡电阻 R0 和一个接地点，才能准确计算出支路接地电阻 Rg，对主机和分屏机构成的直流系统，一般平衡电阻 R0 设在主机内部，分屏机不设接地点。分屏机接地也利用主机两个平衡电阻进行计算。WZJ-1 型微机直流接地监测装置5分屏机只报分屏直流系统支路
10、接地及接地电阻值。2.5 接地装置分段单段母线：适用于单段母线无降压硅链直流系统，合母控母共用。母线分段：适用于双段母线无降压硅链，分别接段母线合母控母、段母线合母控母。适用于单段母线带降压硅链，分别接控制母线、合闸母线。四段母线：适用于双段母线带降压硅链，分别接段合母、段控母、段合母、段控母。对于直流母线分段系统，可以装两台单段接地仪，也可以考虑采用装一台带分段的接地仪、基本原理是内部带一个切换继电器，当继电器切换到段母线时，接地仪监测段母线电压、绝缘电阻及支路电阻值，这时段母线失去监测；当继电器切换到段母线时，监测段母线电压、绝缘电阻及支路电阻值，段母线失去监测；分屏机原理一样。由于主机与
11、分屏机切换都是各自独立的，时间上不一定同步。同时当主机和分屏机均采用分段接地仪时，会出现主机监测段母线时，分屏机切换在段母线上工作。这样，分屏机段母线上有接地时，无法利用主机段母线上平衡电阻接地点构成回路，算出支路电阻值，须等到主机切换到段母线上时，才能算出分屏机段母线接地支路电阻值。目前我公司采用主机切换时间大于 2 倍分屏机切换时间来解决分屏机分段接地仪与主机的时间配合问题。这种办法造成了接地仪查找接地速度太慢，可靠性降低。建议设计院或用户选型时，主机选用分段接地装置，分屏机采用单段接地装置。四段母线接地装置监测原则同双段母线，当某段运行时，另外 3 段失去监测。一般不推荐四段母线，而是采
12、用两台双段接地装置来替代。2.6 接地装置接地点的设置一套直流系统中使用多台接地装置时，只能保持一台接地装置带接地点。当主机带分屏机运行时，主机带接地点，分屏机不带。当分段运行的两台接地装置因母联开关合上并联运行时，应停用一台接地装置。2.7 接地装置与上位机通讯通讯规约：用户提出规约要求时，本装置可按用户要求的通讯规约修改程序，实现数据通讯。用户无规约要求时，本装置按合肥英特通讯规约编程，上位机按合肥英特通讯规约修改程序，实现数据通讯。485 接口通讯： 485 接口通讯可以向上位机上传母线电压、正母线对地电阻、负母线对地电阻、接地支路数及接地支路电阻，并可根据用户要求上传直流负荷开关状态量
13、（开或闭） 。分屏机可以上传接地支路数和支路电阻。开关量接口：对于不要求 485 通讯的场合，接地装置可以提供过压、欠压、接地三付空接点给上位机。WZJ-1 型微机直流接地监测装置63、装置结构3.1 装置型号分类3.1.1 交流原理WZJ-1A 型：主机带卡钳表定点，主要适用于支路不多的场合，并特别适用于老电厂改造时，不好安装的场合；WZJ-1B 型：主机带支路传感器，选配卡钳表定点功能，通用型；WZJ-1型：主机带支路传感器、直流负荷开关量功能，选配卡钳表定点功能，主要适用于大型电厂与 DCS 系统相连的场合；WZJ-FA 型：带支路传感器分屏机，与 WZJ-1B 系列主机配套使用；WZJ
14、-2 型：微机便携式，带测量正负母线对地绝缘电阻功能的接地仪；JZJ-1 型：普通便携式。以上型号接地仪卡钳表可以通用。3.1.2 直流原理WZJ-1C 型：主机带支路传感器，主要适用于带电源滤波器的 500变电站；WZJ-FD 型：带支路传感器分屏机，与 WZJ-1C 型主机配套使用。3.2 数码管显示面板布置及操作说明3.2.1 面板布置面板布置如图 7。图 73.2.2 操作说明正常运行：信号源开关在关位置，支路巡检开关在自动位置，投入电源开关，装置自动循环显示直流母线电压、正母线对地电阻、负母线对地电阻，当电压超过整定值时，过压灯亮，发过压信号；电压低于整WZJ-1 型微机直流接地监测
15、装置7定值时，欠压灯亮，发欠压信号；当直流系统正常时，自动循环显示以上三个量。当直流系统发生接地绝缘电阻小于整定值时，接地灯亮，发接地信号。这时装置自动投入信号源，找出并显示接地支路及接地支路电阻值。手动查找支路接地：支路巡检开关置手动位置，可在绝缘电阻大于整定值时手动查找支路接地。卡钳表定点：信号源开关置开位置，可通过卡钳接收器查出接地点。3.2.3 显示说明正常运行显示母线电压、正、负母线对地绝缘电阻值当发生非金属性直流接地时显示：当发生金属性接地时显示：3.3 液晶显示面板布置及操作说明3.3.1 液晶显示面板布置液晶显示面板布置图如图 8：WZJ-1 型微机直流接地监测装置8图 83.
16、3.2.操作说明：3.3.2.1 正常信息显示：电源开关打向“” ，电源指示灯亮，系统进入数据采集过程，显示界面如图 9，对于单段母线系统显示界面如图 10：图 9 图 10对于两段母线系统，如图 11、图 12，两种界面将轮流显示：图 11 图 123.3.2.2 故障信息显示：系统在运行中若出现以下故障：母线电压异常、母线绝缘电阻降低、支路绝缘电阻降低。对于系统过压情况此时对于单段母线系统，显示界面如图 13： 对于两段母线系统，显示有故障的段内容、若都有故障两种界面将轮流显示，显示界面如图 14、图 15：图 14 图 15WZJ-1 型微机直流接地监测装置9对于欠压、接地显示相似。对于
17、以上画面，按下页对应的“功能键”若无支路电阻小于支路接地额定电阻值，显示界面如图 16：当某一支路接地电阻小于其设定值时，按下下页键显示界面如图 17，当两路以上的支路接地电阻小于其设定值时，显示界面如图 18 ：图 17 图 18按返回对应的“功能键” ，或停留几十秒后无任何操作，系统自动返回到主界面。按下页对应的“功能键” ，进入到下一个接地支路的显示界面如图 19，继续按下页对应的“功能键” ，进入到最后一个接地支路的显示界面，如图 20：图 19 图 203.3.2.3 参数设定：系统正常运行时，按设置对应的“功能键” ，延时几秒系统进入的显示界面如图 21，按返回对应的“功能键” ，
18、系统返回到主界面，按确定对应的“功能键” ，系统进入的显示界面如图 22：图 21 图 22本机的管理员修改权限密码为：1232。按 1、2 、3、2 对应的“功能键” ，输入密码后，按确定对应的“功能键” 。如果密码输入不正确，系统进入的显示界面如图 23，密码输入正确，系统进入“参数设定”界面如图 24：WZJ-1 型微机直流接地监测装置10图 23 图 24按设置对应的“功能键”改变要修改的位。按加、减对应的“功能键” ，设定控母电压的过压值。按下页对应的“功能键” ，自动保存设置并进入到设定控母电压的欠压值 。按确定对应的“功能键” ，自动保存设置并切换到如下界面（图 25） ，按设置
19、对应的“功能键”改变要修改的位。按加、减速对应的“功能键” ，设定母线绝缘电阻的门限值。按确定对应的“功能键”自动设置并进入到如下界面（图 26）：图 25 图 26按设置对应的“功能键”改变要修改的位。按加、减对应的“功能键” ，设定支路绝缘电阻的门限值。按下页对应的“功能键” ，自动保存设置并进入到如下界面（图 27） ，按加、减对应的“功能键” ，设定母线段数。按确定对应的“功能键” ，自动保存设置并返回到主界面。4、现场安装接线4.1 开孔尺寸158mm（高）310mm （宽）315mm（深） ，见图 28。WZJ-1A、WZJ-1B、WZJ-1BK、WZJ-1C、WZJ-FA、WZJ
20、-FD 开孔尺寸同上。WZJ-1 型微机直流接地监测装置11外形尺寸图 8 开孔尺寸图图 284.2 背板端子排接线背板端子排接线说明见图 29。4.3 交流原理支路传感器外形图尺寸图图 29WZJ-1 型微机直流接地监测装置124.4 直流原理支路传感器外形图尺寸图5、定货须知5.1 直流系统工作电压是 220 伏、110 伏。5.2 直流系统是单母线或双母线5.3 装置带卡钳或支路传感器及规格型号数量5.4 选用开关量接口（过压、欠压、接地三付接点）还是 485 接口，如选用 485 接口，请提供上位机通讯规约。5.5 直流系统典型参数整定：直流系统 过压（伏） 欠压（伏） 接地电阻（K）220V 242 198 5110V 121 99 5
