CN109633359A - 一种三母线中单母线接地绝缘监测方法和监测装置 - Google Patents

一种三母线中单母线接地绝缘监测方法和监测装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种三母线中单母线接地绝缘监测方法和监测装置，检测方法包括如下步骤：检测正母线的对地电压、负母线对地电压和零母线对地电压；根据检测得到的正母线对地电压、负母线对地电压和零母线对地电压判断得到接地的母线；根据正母线对地电压、负母线对地电压、零母线对地电压和接地母线对应的对地电压以及正母线与地之间接入电阻的阻值、负母线与地之间接入电阻的阻值和零母线与地之间接入电阻的阻值计算得到系统对地电阻。本发明所提供的技术方案，能够解决现有技术中的绝缘监测方法不能够对正母线、负母线、零母线三母线中单母线接地时的绝缘情况进行监测的问题。

Description

一种三母线中单母线接地绝缘监测方法和监测装置
技术领域
本发明属于三母线中单母线接地绝缘监测技术领域，具体涉及一种三母线中单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单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、零母线三母线中单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：
一种三母线中单母线接地绝缘监测方法，包括如下步骤：
(1)检测正母线的对地电压、负母线对地电压和零母线对地电压；
(2)根据检测得到的正母线对地电压、负母线对地电压和零母线对地电压判断得到接地的母线；
(3)根据正母线对地电压、负母线对地电压、零母线对地电压和接地母线对应的对地电压以及正母线与地之间接入电阻的阻值、负母线与地之间接入电阻的阻值和零母线与地之间接入电阻的阻值计算得到系统对地电阻。
本发明所提供的技术方案，首先根据各母线的对地电压检测出接地的母线，然后结合各母线与地之间接入电阻的阻值计算出系统的对地电阻，根据系统的对地电阻能够定位出系统绝缘接地的位置，从而解决现有技术中的绝缘监测方法不能够对正母线、负母线、零母线三母线中单母线接地时的绝缘情况进行监测的问题。
进一步的，在步骤(2)中，当零母线的对地电压为零时，如果检测到正母线或负母线对地电压的绝对值小于相应的第一设定值，则判断为该母线接地；当零母线的对地电压不为零时，判断为零母线接地。
根据各母线的对地电压变化，能够准确地判断出接地母线。
进一步的，设系统的对地电阻为Rx，则根据如下公式计算电阻Rx：
其中Up为正母线对地电压，Un为负母线对地电压，Uz为零母线对地电压，Rp为正母线与地之间接入电阻的阻值，Rn为负母线与地之间接入电阻的阻值，Rz为零母线与地之间接入电阻的阻值，Ux为接地母线对应的对地电压。
进一步的,还包括如下步骤：检测系统中各支路是否有漏电电流，如果有，则判断为该支路接地。
检测各支路的漏电电流，能够确定出系统中接地的支路。
一种三母线中单母线接地绝缘检测装置，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)检测正母线对地电压、负母线对地电压和零母线对地电压；
(2)根据检测得到的正母线对地电压、负母线对地电压和零母线对地电压判断得到接地的母线；
(3)根据正母线对地电压、负母线对地电压、零母线对地电压和接地母线对应的对地电压以及正母线与地之间接入电阻的阻值、负母线与地之间接入电阻的阻值和零母线与地之间接入电阻的阻值计算得到系统对地电阻。
本发明所提供的技术方案，首先根据各母线的对地电压检测出接地的母线，然后结合各母线与地之间接入电阻的阻值计算出系统的对地电阻，根据系统的对地电阻能够定位出系统绝缘接地的位置，从而解决现有技术中的绝缘监测方法不能够对正母线、负母线、零母线三母线中单母线接地时的绝缘情况进行监测的问题。
进一步的，在步骤(2)中，当零母线的对地电压为零时，如果检测到正母线或负母线对地电压的绝对值小于相应的第一设定值，则判断为该母线接地；当零母线的对地电压不为零时，判断为零母线接地。
根据各母线的对地电压变化，能够准确地判断出接地母线。
进一步的，设系统的对地电阻为Rx，则根据如下公式计算电阻Rx：
其中Up为正母线对地电压，Un为负母线对地电压，Uz为零母线对地电压，Rp为正母线与地之间接入电阻的阻值，Rn为负母线与地之间接入电阻的阻值，Rz为零母线与地之间接入电阻的阻值，Ux为接地母线对应的对地电压。
进一步的，所述处理器还用于执行如下步骤：检测系统中各支路是否有漏电电流，如果有，则判断为该支路接地。
检测各支路的漏电电流，能够确定出系统中接地的支路。
一种三母线中单母线接地绝缘监测装置，包括正母线对地电压检测模块、负母线对地电压检测模块、零母线对地电压检测模块和数据处理模块，所述正母线对地电压检测模块用于检测正母线对地电压，负母线对地电压检测模块用于检测负母线对地电压，零母线对地电压检测模块用于检测零母线对地电压；数据处理模块根据检测得到的正母线对地电压、负母线对地电压和零母线对地电压判断得到接地的母线，然后根据正母线对地电压、负母线对地电压、零母线对地电压和接地母线对应的对地电压以及正母线与地之间接入的第一电阻的阻值、负母线与地之间接入的第二电阻的阻值和零母线与地之间接入的第三电阻的阻值计算得到系统对地电阻。
本发明所提供的技术方案，首先根据各母线的对地电压检测出接地的母线，然后结合各母线与地之间接入电阻的阻值计算出系统的对地电阻，根据系统的对地电阻能够定位出系统绝缘接地的位置，从而解决现有技术中的绝缘监测方法不能够对正母线、负母线、零母线三母线中单母线接地时的绝缘情况进行监测的问题。
进一步的，所述三母线中单母线接地绝缘监测装置还包括所述第一电阻、第二电阻和第三电阻。
在三母线中单母线接地绝缘监测装置中设置第一电阻、第二电阻和第三电阻，当三母线中各母线与地之间都没有设置接入电阻时，也可以对三母线中单母线接地时的绝缘情况进行监测。
进一步的，数据处理模块根据检测得到的正母线对地电压、负母线对地电压和零母线对地电压判断得到接地母线的方法为：当零母线的对地电压为零时，如果检测到正母线或负母线对地电压的绝对值小于相应的第一设定值，则判断为该母线接地；当零母线的对地电压不为零时，判断为零母线接地。
根据各母线的对地电压变化，能够准确地判断出接地母线。
进一步的，设系统的对地电阻为Rx，则根据如下公式计算电阻Rx：
其中Up为正母线对地电压，Un为负母线对地电压，Uz为零母线对地电压，Rp为正母线与地之间接入电阻的阻值，Rn为负母线与地之间接入电阻的阻值，Rz为零母线与地之间接入电阻的阻值，Ux为接地母线对应的对地电压。
进一步的，系统中各支路均设置有相应的漏电电流传感器，当有支路的漏电电流传感器检测到相应的支路有漏电电流时，判断为该支路接地。
检测各支路的漏电电流，能够确定出系统中接地的支路。
附图说明
图1为本发明装置实施例2中三母线中单母线接地绝缘监测装置的结构原理图。
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单母线接地绝缘监测方法，用于对正母线、负母线、零母线三母线中单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单母线接地绝缘监测方法，包括如下步骤：
(1)检测正母线的对地电压、负母线对地电压和零母线对地电压；
(2)根据检测得到的正母线对地电压、负母线对地电压和零母线对地电压判断得到接地的母线；
当正母线、负母线和零母线中有母线接地时，该母线的对地电压将会发生变化，因此可根据各母线的对地电压判断出接地的母线，具体方法为：
当零母线的对地电压为零时，如果检测到正母线或负母线对地电压的绝对值小于相应的第一设定值，则判断为该母线接地；
当零母线的对地电压不为零时，判断为零母线接地。
如对于正常状态下正母线对地电压为110V、负母线对地电压为-110V和零母线对地电压为0V的三母线，当检测到正母线对地电压为120V、负母线对地电压为-100V和零母线对地电压为0V的三母线时，则可判断为负母线对地电压的绝对值小于其对应的第一设定值，负母线接地；当检测到正母线对地电压为100V、负母线对地电压为-120V和零母线对地电压为0V的三母线时，则可判断为正母线对地电压的绝对值小于其对应的第一设定值，正母线接地；当检测到零母线的对地电压不为零时，判断为零母线接地。
(3)根据正母线对地电压、负母线对地电压、零母线对地电压和接地母线对应的对地电压以及正母线与地之间接入电阻的阻值、负母线与地之间接入电阻的阻值和零母线与地之间接入电阻的阻值计算得到系统对地电阻。
设系统的对地电阻为Rx，正母线对地电压为Up，负母线对地电压为Un，零母线对地电压为Uz，正母线与地之间接入电阻的阻值为Rp，负母线与地之间接入电阻的阻值为Rn，零母线与地之间接入电阻的阻值为Rz，接地母线对应的对地电压为Ux，则可得到结点方程：
根据上述结点方程计算出系统的对地电阻，具体方法为：
将上述结点方程中的Ux替换为相应母线的对地电压，然后按照上述结点方程计算出系统的对地电阻为Rx。
如当上述步骤(2)中判断出正母线为接地母线时，上述结点方程为：
按照该结点方程计算出的系统的对地电阻为Rx即为正母线接地时的系统对地电阻。
当上述步骤(2)中判断出负母线为接地母线时，上述结点方程为：
按照该结点方程计算出的系统的对地电阻为Rx即为负母线接地时的系统对地电阻。
当上述步骤(2)中判断出零母线为接地母线时，上述结点方程为：
按照该结点方程计算出的系统的对地电阻为Rx即为零母线接地时的系统对地电阻。
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。
装置实施例1：
本实施例提供一种三母线中单母线接地绝缘检测装置，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的过程包括上述方法实施例中所提供的三母线中单母线接地绝缘监测方法。
装置实施例2：
本实施例提供一种三母线中单母线接地绝缘监测装置，其结构原理如图1所示，包括正母线对地电压检测模块Vp、负母线对地电压检测模块Vn、零母线对地电压检测模块Vz和数据处理模块(图1中未给出)，正母线对地电压检测模块Vp用于检测正母线对地电压Up，负母线对地电压检测模块Vn用于检测负母线对地电压Un，零母线对地电压检测模块Vz用于检测零母线对地电压Uz；数据处理模块根据检测得到的正母线对地电压Up、负母线对地电压Un和零母线对地电压Uz判断得到接地的母线，然后根据正母线对地电压Up、负母线对地电压Up、零母线对地电压Up和接地母线对应的对地电压以及正母线与地之间接入的第一电阻Rp的阻值、负母线与地之间接入的第二电阻Rn的阻值和零母线与地之间接入的第三电阻Rz的阻值计算得到系统对地电阻Rx。
数据处理模块计算系统对地电阻的方法与上述方法实施例中所提供的三母线中单母线接地绝缘监测方法相同，该方法已在上述方法实施例中做了详细介绍，这里不多做说明。
作为其他实施方式，为了对三母线中单母线接地绝缘监测装置进一步的完善，将第一电阻Rp、第二电阻Rn和第三电阻Rz设置在三母线中单母线接地绝缘监测装置中，在进行母线中单母线接地绝缘监测时，将第一电阻Rp、第二电阻Rn和第三电阻Rz分别作为相应母线与地之间的对地电阻连接即可。
进一步的，本实施例提供三母线中单母线接地绝缘监测装置，在系统的每条支路上都设置有漏电电流传感器，当判断出接地母线时，采用漏电电流传感器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。

Claims (10)

1.一种三母线中单母线接地绝缘监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)检测正母线的对地电压、负母线对地电压和零母线对地电压；
(2)根据检测得到的正母线对地电压、负母线对地电压和零母线对地电压判断得到接地母线；
(3)根据正母线对地电压、负母线对地电压、零母线对地电压和接地母线对应的对地电压以及正母线与地之间接入电阻的阻值、负母线与地之间接入电阻的阻值和零母线与地之间接入电阻的阻值计算得到系统对地电阻。
2.根据权利要求1所述的三母线中单母线接地绝缘监测方法，其特征在于，在步骤(2)中，当零母线的对地电压为零时，如果检测到正母线或负母线对地电压的绝对值小于相应的第一设定值，则判断为该母线接地；当零母线的对地电压不为零时，判断为零母线接地。
3.根据权利要求1所述的三母线中单母线接地绝缘监测方法，设系统的对地电阻为Rx，则根据如下公式计算电阻Rx：
其中Up为正母线对地电压，Un为负母线对地电压，Uz为零母线对地电压，Rp为正母线与地之间接入电阻的阻值，Rn为负母线与地之间接入电阻的阻值，Rz为零母线与地之间接入电阻的阻值，Ux为接地母线对应的对地电压。
4.根据权利要求1所述的三母线中单母线接地绝缘监测方法，其特征在于，还包括如下步骤：检测系统中各支路是否有漏电电流，如果有，则判断为该支路接地。
5.一种三母线中单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)检测正母线对地电压、负母线对地电压和零母线对地电压；
(2)根据检测得到的正母线对地电压、负母线对地电压和零母线对地电压判断得到接地母线；
(3)根据正母线对地电压、负母线对地电压、零母线对地电压和接地母线对应的对地电压以及正母线与地之间接入电阻的阻值、负母线与地之间接入电阻的阻值和零母线与地之间接入电阻的阻值计算得到系统对地电阻。
6.根据权利要求5所述的三母线中单母线接地绝缘监测装置，其特征在于，在步骤(2)中，当零母线的对地电压为零时，如果检测到正母线或负母线对地电压的绝对值小于相应的第一设定值，则判断为该母线接地；当零母线的对地电压不为零时，判断为零母线接地。
7.根据权利要求5所述的三母线中单母线接地绝缘监测装置，其特征在于，设系统的对地电阻为Rx，则根据如下公式计算电阻Rx：
其中Up为正母线对地电压，Un为负母线对地电压，Uz为零母线对地电压，Rp为正母线与地之间接入电阻的阻值，Rn为负母线与地之间接入电阻的阻值，Rz为零母线与地之间接入电阻的阻值，Ux为接地母线对应的对地电压。
8.根据权利要求5所述的三母线中单母线接地绝缘监测装置，其特征在于，所述处理器还用于执行如下步骤：检测系统中各支路是否有漏电电流，如果有，则判断为该支路接地。
9.一种三母线中单母线接地绝缘监测装置，其特征在于，包括正母线对地电压检测模块、负母线对地电压检测模块、零母线对地电压检测模块和数据处理模块，所述正母线对地电压检测模块用于检测正母线对地电压，负母线对地电压检测模块用于检测负母线对地电压，零母线对地电压检测模块用于检测零母线对地电压；数据处理模块根据检测得到的正母线对地电压、负母线对地电压和零母线对地电压判断得到接地母线，然后根据正母线对地电压、负母线对地电压、零母线对地电压和接地母线对应的对地电压以及正母线与地之间接入的第一电阻的阻值、负母线与地之间接入的第二电阻的阻值和零母线与地之间接入的第三电阻的阻值计算得到系统对地电阻。
10.根据权利要求9所述的三母线中单母线接地绝缘监测装置，其特征在于，所述三母线中单母线接地绝缘监测装置还包括所述第一电阻、第二电阻和第三电阻。
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