CN104535850B - 一种直流绝缘监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种直流绝缘监测装置，该装置包括平衡桥电路和不平衡桥电路，该监测装置还包括一个智能调节电路和漏电流传感器，智能调节电路包括一个受控电流源和开关装置，开关装置用于将受控电流源连接在正母线与地之间或者负母线与地之间；漏电流传感器与一个检测开关串联后并联在受控电流源的两端。智能调节电路中的受控电流源能够模拟不平衡故障，当出现不平衡故障时，漏电流传感器就会检测出漏电流，进而计算出正负母线对地电阻。采用本发明提供的监测装置，能够进行故障的模拟和检测，防止设备的自身故障。
Description
技术领域
本发明涉及一种直流绝缘监测装置。
背景技术
随着智能电网的发展，无人值守变电站是一个大的发展趋势。对于这直流系统来说，其智能化和可靠性的要求也在不断提高，直流电源系统的可靠性和安全性直接影响到电力系统供电的可靠性和安全性。如图1所示的直流绝缘监测电桥电路及直流系统原理图，危害直流系统可靠性、安全性运行的主要因素是：直流系统接地故障、直流母线对地的分布电容(C+、C-、CJ)以及直流母线对地电压的瞬间波动、交流串入故障、直流互串故障等。这些因素不仅会引起继电保护装置发生误动、拒动故障，甚至会造成电网一次侧发生事故，危及电力系统安全稳定运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种直流绝缘监测装置，能够对故障进行调整处理、进行故障自动模拟与自测，防止设备自身故障。
为实现上述目的，本发明的方案包括一种直流绝缘监测装置，该装置包括平衡桥电路和不平衡桥电路，该监测装置还包括一个智能调节电路和漏电流传感器，智能调节电路包括一个受控电流源和开关装置，开关装置用于将受控电流源连接在正母线与地之间或者负母线与地之间；漏电流传感器与一个检测开关串联后并联在受控电流源的两端。
进一步地，开关装置为继电器或者机械开关。
进一步地，开关装置包括第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关，受控电流源的一端连接第一单刀双掷开关，另一端连接第二单刀双掷开关，第一单刀双掷开关的两个不动端分别连接正母线和地，第二单刀双掷开关的两个不动端分别连接负母线和地。
进一步地，直流绝缘监测装置还包括一个由两个电压表组成的电压检测电路，其中一个电压表串接在正母线与地之间，另一个电压表串接在负母线与地之间。
进一步地，平衡桥电路由接在正母线与地之间的平衡电阻以及接在负母线与地之间的平衡电阻组成，不平衡桥电路由负极对地不平衡电阻、负极对地不平衡电阻切换开关、正极对地不平衡电阻和正极对地不平衡电阻切换开关组成，负极对地不平衡电阻与负极对地不平衡电阻切换开关串接并连接在负母线与地之间，正极对地不平衡电阻与正极对地不平衡电阻切换开关串接并连接在正母线与地之间。
进一步地，正母线依次通过出口开关和分布电容接地，出口继电器与该出口开关并联。
通过在监测装置设置一个智能调节电路和漏电流传感器，智能调节电路中的受控电流源通过对直流电流进行调节来模拟不平衡故障，当出现不平衡故障时，漏电流传感器就会检测出漏电流，进而计算出正负母线对地电阻。采用本发明提供的监测装置，能够进行故障的模拟和检测，防止设备的自身故障。
附图说明
图1是背景技术的结构示意图；
图2是含有智能调节电路的监测装置整体结构示意图；
图3是含有智能调节电路和漏电流传感器的监测装置整体结构示意图；
图4是图3的局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
一种直流绝缘监测装置，该装置包括平衡桥电路和不平衡桥电路，该监测装置还包括一个智能调节电路和漏电流传感器，智能调节电路包括一个受控电流源和开关装置，开关装置用于将受控电流源连接在正母线与地之间或者负母线与地之间；漏电流传感器与一个检测开关串联后并联在受控电流源的两端。
基于以上技术方案，结合附图，给出以下一个具体实施方式。
本发明包括以下几个部分：
平衡桥电路、不平衡桥电路、智能调节桥电路和漏电流传感器。平衡桥电路由接在正母线CL+与地之间的平衡电阻R1以及接在负母线CL-与地之间的平衡电阻R2组成。不平衡桥电路由正母线CL+对地不平衡电阻R3、正母线对地不平衡电阻切换开关S3、负母线CL-对地不平衡电阻R4、负母线对地不平衡电阻切换开关S4构成。不平衡电阻R3与对地不平衡电阻切换开关S3串接并连接在母线正极与地之间，不平衡电阻R4与对地不平衡电阻切换开关S4串接并连接在母线负极与地之间。开关SJ与电容CJ串接在正母线与地之间，出口继电器RJ一端接在负母线上，另一端接在开关SJ与电容CJ之间。
智能调节电路包括受控电流源T1和开关装置。该开关装置可以为电子开关，比如继电器，也可以是机械开关，能将受控电流源连接在正母线与地之间或者负母线与地之间。
作为一个实施方式，该开关装置以单刀双掷开关S1和S2为例，如图2或者图3所示。受控电流源T1的两端分别连接单刀双掷开关S1和S2，单刀双掷开关S1的两个不动端分别连接母线正极和地，单刀双掷开关S2的两个不动端分别连接母线负极和地。漏电流传感器CT与开关ST串联后并联在受控电流源T1的两端。
该监测装置还包括一个由两个电压表组成的电压检测电路，其中一个电压表串接在母线正极与地之间，另一个电压表串接在母线负极与地之间。
投切不平衡桥时，自身所引起的正负母线对地电压波动不会造成出口继电器RJ误动的条件是：R3＝R4、R1＝R2、R3≥4.5*R1、R4≥4.5*R2。
受控电流源T1和单刀双掷开关S1和S2是由晶体管构成。受控电流源T1通过单刀双掷开关S1和S2的切换，使T1能够分别调节正母线CL+对地的电压V+和负母线CL-对地的电压V-。
智能调节正负母线对地电压平衡的方法，其具体实现方法和步骤如下：
(1)实时检测流过平衡桥电阻R1及R2到地的电流矢量和I12(正负母线对地电压不平衡的判据:电流矢量和I12不为零)。
(2)根据该电流矢量和I12的相位来确定单刀双掷开关S1和S2的位置；如果有正接地，R+形成一个I+的电流，此时I12大于零，需要切换S1到2位置，切换S2到1位置，使T1流过负电流I-；如果有负接地，R-形成一个I-的电流，此时I12小于零，需要切换S1到1位置，切换S2到2位置，使T1流过正电流I+；这样做到定性的平衡调节。
(4)根据该电流矢量和I12的幅值来确定受控电流源T1调节电流的大小，从而达到平衡正负母线对地电压的目的。这样做到定量的平衡调节。
该受控电流源T1是连续地、无级地、平滑地调节正负母线的对地电压，并使之平衡。
采用本发明的装置能够进行故障模拟与自测。如图3或者图4所示，受控电流源T1与开关ST和支路漏电流传感器CT的配合实现母线及支路绝缘降低故障模拟与自测。受控电流源T1能够调节直流电流，当直流电流刚好在一个特定的数值时，漏电流传感器中没有漏电流流过，这是在正常工作情况下。当需要模拟不平衡故障时，就需要改变受控电流源T1中的直流电流的数值，当该直流电流的大小满足一定条件时，漏电流传感器CT中有漏电流穿过，实现不平衡故障的模拟。
其具体实现方法和步骤如下：
(1)切换S1到1位置，切换S2到2位置，调整受控电流源T1使之形成一个正对地恒定的直流电流，然后闭合开关ST，漏电流传感器CT中有漏电流穿过。然后检测支路的正向漏电流，并进行正母线的接地电阻检测。
(2)然后切换S1到2位置，切换S2到1位置，调整受控电流源T1使之形成一个负对地恒定的直流电流，然后闭合开关ST，漏电流传感器CT中有漏电流穿过，然后检测支路的负向漏电流，并进行负母线的接地电阻检测。
(3)正负母线对地的漏电流检测值与给定值进行比较，如果误差大于给定值，则进行告警。
通过受控电流源模拟不平衡故障，来实现故障的检测和报警，防止设备自身的故障。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种直流绝缘监测装置，该装置包括平衡桥电路和不平衡桥电路，其特征在于，所述监测装置还包括一个智能调节电路和漏电流传感器，所述智能调节电路包括一个受控电流源和开关装置，所述开关装置用于将所述受控电流源连接在正母线与地之间或者负母线与地之间；所述漏电流传感器与一个检测开关串联后并联在所述受控电流源的两端。
2.根据权利要求1所述的直流绝缘监测装置，其特征在于，所述开关装置为继电器或者机械开关。
3.根据权利要求2所述的直流绝缘监测装置，其特征在于，所述开关装置包括第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关，所述受控电流源的一端连接第一单刀双掷开关，另一端连接第二单刀双掷开关，所述第一单刀双掷开关的两个不动端分别连接正母线和地，所述第二单刀双掷开关的两个不动端分别连接负母线和地。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的直流绝缘监测装置，其特征在于，所述直流绝缘监测装置还包括一个由两个电压表组成的电压检测电路，其中一个电压表串接在正母线与地之间，另一个电压表串接在负母线与地之间。
5.根据权利要求4所述的直流绝缘监测装置，其特征在于，所述平衡桥电路由接在正母线与地之间的平衡电阻以及接在负母线与地之间的平衡电阻组成，不平衡桥电路由负极对地不平衡电阻、负极对地不平衡电阻切换开关、正极对地不平衡电阻和正极对地不平衡电阻切换开关组成，负极对地不平衡电阻与负极对地不平衡电阻切换开关串接并连接在负母线与地之间，正极对地不平衡电阻与正极对地不平衡电阻切换开关串接并连接在正母线与地之间。
6.根据权利要求5所述的直流绝缘监测装置，其特征在于，正母线依次通过出口开关和分布电容接地，出口继电器与该出口开关并联。
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