1.概述

　　ZJJ-101A直流系統接地監測裝置用于對直流母線和支路的絕緣狀況進行實時在線監測。此裝置采用直流平衡電阻的檢測方法，不對母線產生任何交流或直流干擾信號，不會造成人為絕緣電阻下降，適用于任意等級的發電廠、變電站。

　　本裝置使用標準工業控制電腦結構和10英寸VGA液晶顯示，全軟件功能控制，完善的人機界面，操作運行過程有全程屏幕提示,操作運維人員可以輕松掌握。

　　2.特點

　　10英寸標準工業控制器結構, 體積小重量輕,安裝維護方便；

　　直流平衡電阻檢測法, 無母線干擾；

　　RS232打印機和RS232/485/RS422通訊接口；

　　可自動/手動巡檢支路。

　　3.功能

　　3.1監測顯示

　　雙段母線電壓值；

　　雙段母HJ線正負端對地電壓值；

　　雙段母線正負端對地電阻值；

　　所有支路號,漏電流值,絕緣電阻值；

　　最后發生的44次故障；

　　每次故障的類型、接地支路號、數據、時間。

　　3.2報警項

　　瞬間接地報警；

　　母線絕緣報警；

　　支路接地報警；

　　母線過、欠壓報警。

　　3.3參數設定

　　過欠壓、母線絕緣、支路接地報警門限值；

　　報警延遲時間；

　　串口速率和方式；時鐘設置。

　　4.工作原理

　　4.1 母線絕緣電阻的檢測方法  

　　傳統的直流系統絕緣探測方法是電橋平衡法，如ZJJ-1絕緣監察繼電器，其局限是不能檢測正負母線絕緣電阻同時下降的情況。交流和變頻探測的方法因對母線的干擾和不能應付大的分布電容而應用受到限制。

　　近年發展了一種人為介入探測電阻的直流不平衡電橋法，實際使用中發現，為了探測正負側同時存在的接地電阻，需不斷的接入單側探測接地電阻，導致正負母線對地電壓不斷變化，使運行人員因無法依據傳統手測電壓方式檢察母線狀況而無所適從，甚至有因對其工作原理不了解而誤判為故障的現象發生。

　　在本裝置的設計中，對直流不平衡電橋法進行了修正。在不平衡電橋探測方法中，為了探測可能的同時接地，不斷接入單側探測電阻，實際上等效于一種人為的擾動。這種可能的同時接地需要滿足兩個條件：1.雙側接地電阻必須相等;  2.漏電必須同時發生。這兩種情況同時發生實際上極為罕見。

　　基于以上分析，在正常運行中，本裝置運用的是直流平衡電阻探測法，原理見下圖。正常狀態下只接入經精確調整的兩個檢測分壓用1M電阻，正、負母線對地電壓V+和V-應相等。當有接地電阻RL+、RL-存在時，只要V+和V-之差大于設定值，裝置自動接入經精確校準的兩個100K平衡電阻，這將矯正偏離的平衡電壓，測量并取得此時的V+’和V-’；根據V+、V-、V+’、V-’，求解簡單的二元一次方程，即可求出正負母線的絕緣電阻RL+、RL-。這種檢測方法不破壞母線對地的平衡狀態，無論從原理上和實際運行中都可被廣泛接受。

　　母線和支路檢測等效原理圖

　　4.2支路接地電阻的檢測方法

　　只有檢測到的母線絕緣電阻小于設定值而報警后，本裝置才進入支路巡檢狀態，在一次支路檢測中完成所有的支路掃描，但只對設定有效的支路進行故障判定。并且在一次母線接地故障中，支路只被巡檢一次。母線絕緣報警復歸后，支路接地報警同時復歸。

　　檢測原理見上圖，斷開K，先檢測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-不絕對相等，便有漏電流流過電流傳感器而得測量電流值I1’，兩者之差與實際漏電流成正比。根據漏電流和因此導致的平衡電壓變化可求出支路絕緣電阻RL+，RL-的并聯值，根據母線的絕緣狀況即可判斷出支路正負母線的絕緣狀態。

　　4.3特殊情況  

　　如果檢測出的正負母線絕緣電阻值近似相等，裝置將啟動不平衡電橋的檢測方式，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文章和廠家的產品中已有說明，這里不再單獨介紹。

　　在控制母線和合閘母線分離系統中，兩種母線可能共正極或共負極，通常合閘母線的電壓高于控制母線，當其高端的正極或低端的負極接地時，計算所依據的母線變動電壓將發生失準。此時所得的絕緣電阻值可能小于實際絕緣電阻值，誤差則正比于兩種母線的電壓差，裝置將提前絕緣報警。

　　5.技術參數表

 

參 數	符號	測試條件	最 小	典  型	最 大	單 位
輸入電壓等級	Vin			24,48,110,220		V
輸入電壓范圍	Vf		80%Vin		140%Vin	V
電壓測量精度		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	n		0		32
額定功耗	Po			30		W
工作溫度范圍	Tj		-10		50	℃
報警觸點容量	Pf	直流無感			220V0.3A

　　6.操作說明

　　6.1操作要點

　　本機設有5個顯示頁面，所有參數和其設置均可在此五個頁面中顯示。開機顯示主頁面，欲顯示其它頁面，必須先按照鍵提示返回主頁面。自動或手動進入巡檢支路時，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分鐘以內若無鍵操作都將返回主頁面。每一個頁面屏幕下端都有相應的鍵功能提示，每一步操作都在屏幕下端有相應的漢字提示。

　　6.2 頁面顯示圖

　　7. 使用說明

　　7.1電源

　　裝置從所接被測母線獲取工作電源。1段、2段母線并聯供電。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行。此時每段母線都將對方視為已存在正負1M的平衡的接地電阻。由于阻抗足夠高，不會影響正常的檢測和報警。

　　7.2默認設置狀態

　　裝置出廠時所有設置置于默認值，通常可以滿足所適用的直流系統運行要求。如果有強干擾或其他異常導致設置值丟失或不在正常范圍，裝置在上電開機時將檢查設置值并將之重新置于默認值。

　　7.3蜂鳴音控制

　　裝置本身的報警蜂鳴音可通過參數設置永久關閉。報警時按消音鍵可使裝置暫時消音10分鐘左右。無報警時按此鍵不會屏蔽故障時的蜂鳴音。蜂鳴音以2秒為周期斷續。

　　7.4背光控制

　　以下情況可點亮背光：上電開機  B.任何鍵操作   C.出現任意故障

　　背光延續十分種左右重新變暗，處于半亮度狀態。故障狀態下背光常亮。故障消失后背光延續十分種左右變暗。背光的亮度與背光射線管的溫度相關，因此在剛點亮時背光可能稍暗，等候1至2分鐘后可達到額定亮度。

　　7.5通訊

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

　　8.機械特性

　　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	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，應按照回路順序號接入。
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段母線報警觸點	1段母線報警輸出觸點，具體定義見圖示。
85-96	2段母線報警觸點	2段母線報警輸出觸點，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，應接至柜體或大地，亦為整機共地端。
101	2段-KM	2段母線負極輸入
102	1段-KM	1段母線負極輸入

　　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，采用磁調制原理，有磁屏蔽。

　　電流傳感器分兩種, Ф20mm和Ф40mm。請按現場要求在定貨時提出。若無特殊要求按Ф20mm提供。母線的穿向按照傳感器外殼標示，箭頭所指應為負載方向。

　　兩種傳感器外形和端子定義參考下圖：

　　11.端口

　　打印機使用3線RS232接口與本裝置通訊，接口不隔離。必須給打印機提供單獨的5V隔離電源。打印機型號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。三者同時有效。不必經任何跳線或開關選擇。但同時只能選用一種方式與外部一個終端通信。

　　附件3：MC-101A通信協議

　　1通訊格式

 

起始符	目的站	源站	字節數	命令碼	信息段	校驗碼	結束碼
4字節	1字節	1字節	2字節	1字節		1字節	2字節

　　起始符：EB，90，EB，90

　　本裝置站號：  50-5FH，單機為50H

　　字節數：從命令碼到校驗碼的字節數，包含校驗碼

　　校驗碼：信息段之代數和。信息段長度為0時，校驗碼為0

　　結束碼：90，EB

　　2通訊方式

　　1BIT起始位，8BIT數據位，1BIT停止位，異步，無奇偶校驗，半雙工，波特率由設定頁面設定，設定完畢立即生效。

　　3上位機下傳命令

　　取母線數據  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

　　回送母線數據格式: EB,90,EB,90,目的站,源站,字節數,C2,信息,校驗碼,90,EB

　　回送支路數據格式: EB,90,EB,90,目的站,源站,字節數,C4,信息,校驗碼,90,EB

　　5信息段格式

　　母線數據: A.1段母線電壓；B.1段正對地電壓 ；C.1段負對地電壓；D.1段正對地電阻；E.1段負對地電阻；F.2段母線電壓；G.2段正對地電壓；H.2段負對地電壓；I.2段正對地電阻；J.2段負對地電阻。

　　支路數據: 每組數據3字節。第一字節是支路號；第二字節，第三字節是電阻數據，只上傳小于100.0K的絕緣下降支路；2段母線支路號從32-64.

　　支路號用單字節HEX碼表示；所有數據用雙字節壓縮BCD碼表示，取1位小數。

　　例:母線電壓220.8V: 22H,08H

　　2段母線12號支路電阻值是89.1K:2CH,08H,91H