专利名称：直流接地故障检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于直流接地故障检测技术领域，尤其是一种直流接地故障检测装置。
背景技术：
发电厂和变电站的直流系统为各种监控保护设备及操作回路提供电源，其运行状况的好坏直接关系到发电厂和变电站能否正常运行。支路接地是直流系统最常见的故障，若不能及时找到并排除之，在系统出现多点接地时，将造成直流电源短路或保护设备误动作，引起严重后果。 直流系统接地故障一直是电力系统中不容忽视的问题。目前，大多数的接地故障检测装置是建立在单片机的基础上实现的，但是这些装置中单片机有限的资源难以完成一些如基于小波变换的先进的检测算法。 与本实用新型相近的授权专利为"直流系统接地故障检测装置及其检测方法"(申请号200510014058)。申请专利200510014058提供了一种直流系统接地故障检测装置和方法。其装置包括微处理器和多个电流互感器。微处理器连接有低频信号源、检测电桥、显示报警器和采样保持电路。其同步环节的输入端与直流系统的正负母线连接，同步环节的输出端通过隔离环节与所述多路开关的输入端连接。其方法包括通过双不对称电桥来监测直流系统的绝缘状况，当监测到接地故障时判断接地极性，并向微处理器发出信息以启动低频信号源，向直流系统注入稳定的正弦或余弦低频电压信号，当电流互感器电流大于1A时进行环网支路处理，否则进行一般支路处理等步骤。这种方案的缺点是数据传输的速度较慢，系统的可靠性较低。
发明内容本实用新型的目的是针对现有技术的不足，为发电厂和变电站的直流系统提供一种抗干扰能力强、实时性好、精度高的基于LabVIEW软件和小波变换的直流接地故障检测装置。 本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的 按照本实用新型的直流接地故障检测装置，其特征在于包括硬件部分和软件部分，硬件部分包括工业控制机，与此工业控制机相连接的检测装置，与此检测装置相连接的直流供电网络，所述的工业控制机中设有一个PCI采集卡、输出模数转换通道、输入模数转换通道，所述的检测装置中设有与所述的输出模数转换通道相连接的多路模拟量采集卡，与此多路模拟量采集卡相连接的信号调理转换装置，与此信号调理转换装置相连接的不平衡电桥，与所述的直流供电网络相连接的加载电路，与此加载电路相连接的低频信号源发生器，此低频信号源发生器与所述的输入模数转换通道相连接，所述的软件部分设置在所述的工业控制机内。LabVIEW是Laboratory Virtual Instrument Engineering的縮写。是NI公司的一款图形开发软件。利用LabVIEW的开发环境，使用开发环境所带的小波变换函数对采集 到的支路电流信号进行处理。 所述的不平衡电桥与一个直流电网正负母线绝缘对地电阻变化的监测装置相连 接。实时监测部分采用的是双不对称电桥。 所述的信号调理转换装置中设有一个二阶低通滤波电路。 所述的低频信号源发生器采用直接数字频率合成信号发生器。 所述的加载电路中设有功率放大电路，此功率放大电路选用的控制变压器初级输
入为 380V/220V，次级输出为36/24/12/6V。将 5V低频电压信号接入控制变压器次
级36V接线端子，从初级 220V端子引出经过升压后的低频电压信号，通过两个容量为
8 ii F/400V的电容分别注入直流系统正负母线。 所述的PCI采集卡为PCI总线，是一种高性能32/64位地址数据线复用的局部总 线，此PCI总线采用线性突发的数据传输模式。 本装置通过采用基于小波变换的数据分析来对接地故障进行处理，利用采集到的
低频电压和各个支路的电流值将每一路的电阻值计算出来，从而找出故障支路。 同现有技术相比，本装置通过采用LabVIEW并结合PCI采集卡进行直流系统故障
检测装置的设计，加速了数据传输的速度，可以充分运用PC机平台上丰富的软件和硬件资
源，完成大量的复杂的数据处理、目标显示、参数设置等任务，克服了以往采用单片机设计
的检测装置存在的缺点，使系统的可靠性有了很大的提高。 本装置的有益效果是 本装置采用的基于LabVIEW的直流配电网的故障检测装置的设计，一个显著的优 点就是利用LabVIEW软件强大的图形化编程能力以及灵活多样的数据处理功能，结合先进 的小波变换等数字信号处理技术，通过编写直流电网的检测、控制和报警界面，使得故障检 测装置对于使用者而言操作更加方便。
图1为本实用新型的硬件结构框图。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式
。 如图1所示，按照本实用新型的直流接地故障检测装置，其特征在于包括硬件部 分和软件部分，硬件部分包括工业控制机，与此工业控制机相连接的检测装置，与此检测装 置相连接的直流供电网络，所述的工业控制机中设有一个PCI采集卡、输出模数转换通道、 输入模数转换通道，所述的检测装置中设有与所述的输出模数转换通道相连接的多路模拟 量采集卡，与此多路模拟量采集卡相连接的信号调理转换装置，与此信号调理转换装置相 连接的不平衡电桥，与所述的直流供电网络相连接的加载电路，与此加载电路相连接的低 频信号源发生器，此低频信号源发生器与所述的输入模数转换通道相连接，所述的软件部 分设置在所述的工业控制机内。 所述的不平衡电桥与一个直流电网正负母线绝缘对地电阻变化的监测装置相连 接。实时监测部分采用的是双不对称电桥。[0022] 所述的信号调理转换装置中设有一个二阶低通滤波电路。[0023] 所述的低频信号源发生器采用直接数字频率合成信号发生器。 所述的加载电路中设有功率放大电路，此功率放大电路选用的控制变压器初级输入为 380V/220V，次级输出为36/24/12/6V。将 5V低频电压信号接入控制变压器次级36V接线端子，从初级 220V端子引出经过升压后的低频电压信号，通过两个容量为8 ii F/400V的电容分别注入直流系统正负母线。 所述的PCI采集卡为PCI总线，是一种高性能32/64位地址数据线复用的局部总线，此PCI总线采用线性突发的数据传输模式。 同现有技术相比，本装置通过采用LabVIEW并结合PCI采集卡进行直流系统故障检测装置的设计，加速了数据传输的速度，可以充分运用PC机平台上丰富的软件和硬件资源，完成大量的复杂的数据处理、目标显示、参数设置等任务，克服了以往采用单片机设计的检测装置存在的缺点，使系统的可靠性有了很大的提高。[0027] 本装置的有益效果是 本装置采用的基于LabVIEW的直流配电网的故障检测装置的设计，一个显著的优点就是利用LabVIEW软件强大的图形化编程能力以及灵活多样的数据处理功能，结合先进的小波变换等数字信号处理技术，通过编写直流电网的检测、控制和报警界面，使得故障检测装置对于使用者而言操作更加方便。
权利要求一种直流接地故障检测装置，其特征在于包括硬件部分和软件部分，硬件部分包括工业控制机，与此工业控制机相连接的检测装置，与此检测装置相连接的直流供电网络，所述的工业控制机中设有一个PCI采集卡、输出模数转换通道、输入模数转换通道，所述的检测装置中设有与所述的输出模数转换通道相连接的多路模拟量采集卡，与此多路模拟量采集卡相连接的信号调理转换装置，与此信号调理转换装置相连接的不平衡电桥，与所述的直流供电网络相连接的加载电路，与此加载电路相连接的低频信号源发生器，此低频信号源发生器与所述的输入模数转换通道相连接，所述的软件部分设置在所述的工业控制机内。
2. 根据权利要求1所述的直流接地故障检测装置，其特征在于所述的不平衡电桥与一 个直流电网正负母线绝缘对地电阻变化的监测装置相连接，实时监测部分采用的是双不对 称电桥。
3. 根据权利要求1所述的直流接地故障检测装置，其特征在于所述的信号调理转换装 置中设有一个二阶低通滤波电路。
4. 根据权利要求1所述的直流接地故障检测装置，其特征在于所述的低频信号源发生 器采用直接数字频率合成信号发生器。
5. 根据权利要求1所述的直流接地故障检测装置，其特征在于所述的加载电路中设 有功率放大电路，此功率放大电路选用的控制变压器初级输入为 380V/220V，次级输出为 36/24/12/6V，将 5V低频电压信号接入控制变压器次级36V接线端子，从初级 220V端 子引出经过升压后的低频电压信号，通过两个容量为8iiF/400V的电容分别注入直流系统 正负母线。
6. 根据权利要求1所述的直流接地故障检测装置，其特征在于所述的PCI采集卡为 PCI总线，是一种高性能32/64位地址数据线复用的局部总线，此PCI总线采用线性突发的 数据传输模式。
专利摘要本实用新型属于直流接地故障检测装置技术领域，尤其是一种基于LabVIEW软件和小波变换的直流接地故障检测装置，包括硬件部分和软件部分，硬件部分包括工业控制机，检测装置，直流供电网络，工业控制机中设有一个PCI采集卡、输出模数转换通道、输入模数转换通道，检测装置中设有与输出模数转换通道相连接的多路模拟量采集卡，信号调理转换装置，不平衡电桥，与直流供电网络相连的加载电路，低频信号源发生器，低频信号源发生器与输入模数转换通道相连，软件部分设置在工业控制机内。优点是利用LabVIEW软件结合先进的小波变换等数字信号处理技术，故障检测装置更加方便，抗干扰能力强、实时性好、精度高。
文档编号G01R27/02GK201540347SQ20092024797
公开日2010年8月4日 申请日期2009年11月11日 优先权日2009年11月11日
发明者张斌, 梁琼, 赵庆贤 申请人:中冶北方工程技术有限公司