CN109633358A - 一种三母线中部分母线接地绝缘监测方法和监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种三母线中部分母线接地绝缘监测方法和监测装置，监测方法包括如下步骤：在参考点与地之间设置恒压源；分别检测当恒压源为正设定值、0V和负设定值时各母线对参考点的实际电压，并根据恒压源为正设定值、0V和负设定值时各母线对参考点的实际电压计算出各母线的对地电阻。本发明所提供的技术方案，通过测量恒压源为不同电压等级时各母线对参考点的实际电压，继而计算出各母线的对地电阻，并能够根据各母线的对地电阻判断出接地母线，解决现有技术中的绝缘监测方法不能够对正母线、负母线、零母线三母线中多母线接地时的绝缘情况进行监测的问题。
Description
技术领域
本发明属于三母线中部分母线接地绝缘监测技术领域，具体涉及一种三母线中部分母线接地绝缘监测方法和监测装置。
背景技术
储能变电站是由三段母线组成的直流系统，三段母线分别为正母线、负母线、零母线，任意两段母线之间均有压差，负载根据需求选取所需母线。
储能变电站以高压组电池作为动力源，随着储能变电站的大规模发展，高压组电池的电压等级越来越高，所存储的电能越来越大，一旦发生绝缘问题将会严重威胁到用户和用电设备安全，因此为了保证用户的生命财产安全，需要及时准确的监测三段母线的绝缘故障。
常用的绝缘监测方式比较多，例如信号注入法、电流传感法、平衡桥法等，这三种方法均为监测正负双母线的绝缘监测情况，针对正母线、负母线、零母线这种三母线情况就不能定位出绝缘接地位置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三母线中部分母线接地绝缘监测方法和监测装置，用于解决现有技术中的绝缘监测方法不能够对正母线、负母线、零母线三母线中多母线接地时的绝缘情况进行监测的问题。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种三母线中部分母线接地绝缘监测方法，包括如下步骤：
(1)在参考点与地之间设置恒压源；
(2)分别检测当恒压源为正设定值、0V和负设定值时各母线对参考点的实际电压，并根据恒压源为正设定值、0V和负设定值时各母线对参考点的实际电压计算出各母线的对地电阻。
本发明所提供的技术方案，通过测量恒压源为不同电压等级时各母线对参考点的实际电压，继而计算出各母线的对地电阻，并能够根据各母线的对地电阻判断出接地母线，解决现有技术中的绝缘监测方法不能够对正母线、负母线、零母线三母线中多母线接地时的绝缘情况进行监测的问题。
进一步的，对于参考点，所述正母线对地电阻Rx、零母线对地电阻Ry和负母线对地电阻Rz的计算公式为：
上式中Rp、Ro、Rn分别为正母线、零母线和负母线与参考点之间的接入电阻，Up1、Uz1、Un1分别为恒压源取正设定值时正母线、零母线和负母线对参考点的实际电压，Up2、Uz2、Un2分别为恒压源取0V时正母线、零母线和负母线对参考点的实际电压，Up3、Uz3、Un3分别为恒压源取负设定值时正母线、零母线和负母线对参考点的实际电压，其中Up、U0、Un分别为正设定值、0V和负设定值。
进一步的，当有母线的对地电阻小于相应的阈值时，判断为该母线接地。
通过各母线的对地电阻与相应的阈值判断接地的母线，判断结果比较方便并且准确性高。
进一步的，多次计算各母线的对地电阻，如果连续设定次计算出各母线的对地电阻变化量小于第二设定值，则将设定次中任意一次的计算结果作为各母线的对地电阻。
多次计算各母线的对地电阻，能够防止由于测试过程中出现临时故障而导致得到的各母线的对地电阻值错误的问题。
进一步的，在参考点与地之间设置恒压源后，将恒压源的电压设为零，然后检测各母线的对地电压，如果有母线的对地电压变化量大于第一设定值，则执行步骤(2)。
当恒压源的电压为零且有母线的对地电压变化量大于第一设定值时，可判断为有母线接地，判断出有母线接地时再执行步骤(2)，能够减少计算量。
一种三母线中部分母线接地绝缘监测装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现的过程包括以下步骤：
(1)在参考点与地之间设置恒压源；
(2)分别检测当恒压源为正设定值、0V和负设定值时各母线对参考点的实际电压，并根据恒压源为正设定值、0V和负设定值时各母线对参考点的实际电压计算出各母线的对地电阻。
本发明所提供的技术方案，通过测量恒压源为不同电压等级时各母线对参考点的实际电压，继而计算出各母线的对地电阻，并能够根据各母线的对地电阻判断出接地母线，解决现有技术中的绝缘监测方法不能够对正母线、负母线、零母线三母线中多母线接地时的绝缘情况进行监测的问题。
进一步的，对于参考点，所述正母线对地电阻Rx、零母线对地电阻Ry和负母线对地电阻Rz的计算公式为：
上式中Rp、Ro、Rn分别为正母线、零母线和负母线与参考点之间的接入电阻，Up1、Uz1、Un1分别为恒压源取正设定值时正母线、零母线和负母线对参考点的实际电压，Up2、Uz2、Un2分别为恒压源取0V时正母线、零母线和负母线对参考点的实际电压，Up3、Uz3、Un3分别为恒压源取负设定值时正母线、零母线和负母线对参考点的实际电压，其中Up、U0、Un分别为正设定值、0V和负设定值。
进一步的，当有母线的对地电阻小于相应的阈值时，判断为该母线接地。
通过各母线的对地电阻与相应的阈值判断接地的母线，判断结果比较方便并且准确性高。
进一步的，多次计算各母线的对地电阻，如果连续设定次计算出各母线的对地电阻变化量小于第二设定值，则将设定次中任意一次的计算结果作为各母线的对地电阻。
多次计算各母线的对地电阻，能够防止由于测试过程中出现临时故障而导致得到的各母线的对地电阻值错误的问题。
进一步的，在参考点与地之间设置恒压源后，将恒压源的电压设为零，然后检测各母线的对地电压，如果有母线的对地电压变化量大于第一设定值，则执行步骤(2)。
当恒压源的电压为零且有母线的对地电压变化量大于第一设定值时，可判断为有母线接地，判断出有母线接地时再执行步骤(2)，能够减少计算量。
附图说明
图1为本发明方法实施例中三母线中部分母线接地绝缘监测的检测原理图；
图2为本发明方法实施例中三母线中部分母线接地绝缘监测原理图的等效图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
方法实施例：
本实施例提供一种三母线中部分母线接地绝缘监测方法，用于对正母线、负母线、零母线三母线中多母线接地时的绝缘情况进行监测，以保证三母线所接入直流系统的安全性。
本实施例所提供的三母线中部分母线接地绝缘监测方法，包括如下步骤：
(1)在参考点与地之间设置恒压源，正常状态下，将恒压源设置为0V。
(2)当恒压源为0V时，检测各母线的对地电压，根据各母线电压的变化量判断是否有母线接地，判断的方法为：如果三母线中有母线对地电压的变化量大于第一设定值，则判断为三母线中有母线接地；本实施例中第一设定值为5V，即三母线中有母线对地电压的变化量大于5V时，判断为三母线中有母线接地。
(3)当有母线接地时，计算各母线的对地电阻，计算方法为：
将恒压源设置为正设定值、0V和负设定值，分别检测当恒压源为正设定值、0V和负设定值时各母线对参考点的实际电压，根据恒压源为正设定值、0V和负设定值时各母线对参考点的实际电压计算出各母线的对地电阻。
本实施例所提供的三母线中部分母线接地绝缘监测方法，在对三母线进行检测时，检测原理图如图1所示，图1中Vp、Vz、Vn分别为检测正母线、零母线和负母线对参考点的实际电压的电压表，Vs为恒压源，Rx、Ry、Rz分别为正母线、零母线和负母线与地之间的接入电阻，即正母线、零母线和负母线的对地电阻；Rp、Ro、Rn分别为正母线、零母线和负母线与参考点之间的接入电阻；设Up、U0、Un分别为正设定值、0V和负设定值。
当恒压源Vs取正设定值时，正母线、零母线和负母线对参考点的实际电压分别为Up1、Uz1、Un1；
当恒压源Vs取0V时，正母线、零母线和负母线对参考点的实际电压分别为Up2、Uz2、Un2；
当恒压源Vs取负设定值时，正母线、零母线和负母线对参考点的实际电压分别为Up3、Uz3、Un3；
计算正母线、零母线和负母线对地电阻的公式为：
为了提高对各母线对地电阻计算的准确性，本实施例中在判断出有母线接地时，多次检测并计算各母线的对地电阻，如果连续设定次数计算出各母线的对地电阻变化量小于第二设定值，则将设定次数中任意一次的计算结果作为各母线的对地电阻。如当设定次数为三次，第二设定次数为5％时，如果连续三次检测计算出的各母线的对地电阻变化量小于5％，则说明这三次检测中没有出现错误，将任意一次的检测结果作为各母线的对地电阻即可。
本实施例中的正设定值和负设定值根据母线的电压等级确定，一般情况下，正设定值和负设定值的绝对值大小相等，正设定值为正数，负设定值为负数，且正设定值和负设定值绝对值的大小在电压等级的10％以内，如对于正母线电压为110V、负母线电压为-110V、零母线电压为0V的三母线，可以取正设定值为10V，负设定值为-10V。
当计算出各母线的对地电阻后，将各母线的对地电阻与相应的阈值比较以判断出接地母线，如果计算出正母线的对地电阻Rx小于正母线相应的阈值，则判断为正母线接地，如果计算出零母线的对地电阻Ry小于零母线相应的阈值，则判断为零母线接地，如果计算出负母线的对地电阻Rz小于负母线相应的阈值，则判断为负母线接地。
使用等效电路，将图1所示的电路图等效为图2所示的电路图，其中V为检测母线对参考点的实际电压的电压表，Ra为正母线与地之间的接入电阻Rp、零母线与地之间的接入电阻Ro和负母线与地之间的接入电阻Rn的并联，Rb为正母与地之间接入电阻线Rx、零母线与地之间接入电阻Ry和负母线与地之间接入电阻Rz的并联，可得：
Ra＝Rp||Ro||Rn
Rb＝Rx||Ry||Rz
正母线与地之间的接入电阻Rp、零母线与地之间的接入电阻Ro和负母线与地之间的接入电阻Rn为已知量，因此Ra也为已知量；电压表V可测出母线对地电压变化量Um，恒压源Vs的电压Us已知，列出电压方程如下：
求解上述方程即得Rb。
为了确定出系统中接地的支路，当判断出接地母线时，检测系统中各支路的漏电电流；如果系统中的某支路存在漏电电流，则判断为该支路接地。
漏电电流检测的方法为：在系统中各支路电源端的正极线路和负极线路上套设漏电电流传感器，即电流互感器；如果支路没有漏电电流，则该支路正极线路和负极线路的电流相等，漏电电流传感器不会产生感应电流；当支路接地时，该支路将会有漏电电流时，该支路正极线路和负极线路的电流不相等，漏电电流传感器将会产生感应电流，因此根据漏电电流传感器检测到的漏电电流可以判断出各支路是否接地。
本实施例中，先根据各母线对地电压的变化量判断出是否有母线接地，然后再计算各母线的对地电阻，从而得到有母线接地时各母线的对地电阻；作为其他实施方式，可以不判断是否有母线接地，直接计算各母线的对地电阻。
装置实施例：
本实施例提供一种三母线中部分母线接地绝缘监测装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行该计算机程序时实现上述方法实施例中所提供的三母线中部分母线接地绝缘监测方法的步骤。
Claims (10)
1.一种三母线中部分母线接地绝缘监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在参考点与地之间设置恒压源；
(2)分别检测当恒压源为正设定值、0V和负设定值时各母线对参考点的实际电压，并根据恒压源为正设定值、0V和负设定值时各母线对参考点的实际电压计算出各母线的对地电阻。
2.根据权利要求1所述的三母线中部分母线接地绝缘监测方法，其特征在于，对于参考点，所述正母线对地电阻Rx、零母线对地电阻Ry和负母线对地电阻Rz的计算公式为：
上式中Rp、Ro、Rn分别为正母线、零母线和负母线与参考点之间的接入电阻，Up1、Uz1、Un1分别为恒压源取正设定值时正母线、零母线和负母线对参考点的实际电压，Up2、Uz2、Un2分别为恒压源取0V时正母线、零母线和负母线对参考点的实际电压，Up3、Uz3、Un3分别为恒压源取负设定值时正母线、零母线和负母线对参考点的实际电压，其中Up、U0、Un分别为正设定值、0V和负设定值。
3.根据权利要求1所述的三母线中部分母线接地绝缘监测方法，其特征在于，当有母线的对地电阻小于相应的阈值时，判断为该母线接地。
4.根据权利要求1所述的三母线中部分母线接地绝缘监测方法，其特征在于，多次计算各母线的对地电阻，如果连续设定次计算出各母线的对地电阻变化量小于第二设定值，则将设定次中任意一次的计算结果作为各母线的对地电阻。
5.根据权利要求1所述的三母线中部分母线接地绝缘监测方法，其特征在于，在参考点与地之间设置恒压源后，将恒压源的电压设为零，然后检测各母线的对地电压，如果有母线的对地电压变化量大于第一设定值，则执行步骤(2)。
6.一种三母线中部分母线接地绝缘监测装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现的过程包括以下步骤：
(1)在参考点与地之间设置恒压源；
(2)分别检测当恒压源为正设定值、0V和负设定值时各母线对参考点的实际电压，并根据恒压源为正设定值、0V和负设定值时各母线对参考点的实际电压计算出各母线的对地电阻。
7.根据权利要求6所述的三母线中部分母线接地绝缘监测装置，其特征在于，对于参考点，所述正母线对地电阻Rx、零母线对地电阻Ry和负母线对地电阻Rz的计算公式为：
上式中Rp、Ro、Rn分别为正母线、零母线和负母线与参考点之间的接入电阻，Up1、Uz1、Un1分别为恒压源取正设定值时正母线、零母线和负母线对参考点的实际电压，Up2、Uz2、Un2分别为恒压源取0V时正母线、零母线和负母线对参考点的实际电压，Up3、Uz3、Un3分别为恒压源取负设定值时正母线、零母线和负母线对参考点的实际电压，其中Up、U0、Un分别为正设定值、0V和负设定值。
8.根据权利要求6所述的三母线中部分母线接地绝缘监测装置，其特征在于，当有母线的对地电阻小于相应的阈值时，判断为该母线接地。
9.根据权利要求6所述的三母线中部分母线接地绝缘监测装置，其特征在于，多次计算各母线的对地电阻，如果连续设定次计算出各母线的对地电阻变化量小于第二设定值，则将设定次中任意一次的计算结果作为各母线的对地电阻。
10.根据权利要求6所述的三母线中部分母线接地绝缘监测装置，其特征在于，在参考点与地之间设置恒压源后，将恒压源的电压设为零，然后检测各母线的对地电压，如果有母线的对地电压变化量大于第一设定值，则执行步骤(2)。
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