CN114430159A - 一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统，包括直流母排、若干支路和绝缘检测电路；所述绝缘检测电路包括若干对地绝缘电阻漏电检测支路电路，所述直流母排和所述支路隔离电压转换器前端线路上连接有对地绝缘电阻漏电检测支路电路；所述若干支路包括多条供电支路和多条负载支路，任一负载支路包括连接隔离电压转换器的若干并联负载分支路，所述负载分支路包括漏电保护器；所述绝缘检测电路灵敏度大于漏电保护器漏电切断电流，任一支路漏电，所述绝缘检测电路提前报警，任一负载分支路漏电电流达到漏电切断电流，漏电保护器切断对应负载分支路。有益效果是检查容易、定位准确、在支路通过绝缘检测进行漏电报警保护。
Description
【技术领域】
本发明涉及供电系统技术领域，具体涉及一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统。
【背景技术】
微电网是一种集成了分布式电源、负荷、储能装置、变流器及监控保护装置的发配电系统，其作为有效整合和高效利用新能源发电的组织形式，通过运行控制和能量管理等技术实现并网或孤岛运行。霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。母线的绝缘检测基本原理是测量母线正负极对地之间的绝缘电阻，而带电体的电阻不宜直接测量，因而母线对地绝缘电阻常用在正负母线之间投切采样电阻，采样不同投切电阻和绝缘电阻形成不同的对地直流电压，通过测量不同状态下的正负母线对地电压，间接计算出母线的对地绝缘电阻。图1是现有支路直流漏电流监测原理示意图。如附图1所示，目前通用的支路绝缘检测一般采用直流漏电流传感器(霍尔传感器、通用放大器)进行监测，直流漏电流监测基本原理如下：正负极性的电缆同时穿过漏电流传感器，在没有绝缘下降的情况下，正负极电缆通过的直流直流电流大小相等，方向相反，这样在直流互感器上不会产生感应信号；当有一极发生绝缘下降的时候，通过正负极的电流变不会再相等，这时互感器感应出这个电流差的信号，从而与两个30K电阻，K3、K4控制的校正电阻计算的漏电流相比较，超出告警阀值时给出支路的告警。
图2是现有总回路漏电检测保护的直流微电网系统原理示意图。如附图2所示，现有的直流微电网系统，在能源侧往往存在多重能源供给，如光伏、风能、蓄电池，在使用侧也多分为多个负载支路，若单一负载支路产生漏电，只能在总回路通过绝缘检测进行漏电报警，检查困难，无法准确定位。尤其是涉及到回路众多的办公建筑，若单一回路漏电，则可能影响整栋建筑用电。
本发明对直流微电网支路漏电检测保护进行了技术改进。
【发明内容】
本发明的目的是，提出一种检查容易、定位准确、在支路通过绝缘检测进行漏电报警保护的直流微电网系统。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统，包括直流母排、若干支路和绝缘检测电路，所述支路包括隔离电压转换器，所述若干支路经过隔离电压转换器后通过直流母排互联互通；所述绝缘检测电路用于检测所述直流微电网系统线路对地绝缘电阻、包括若干对地绝缘电阻漏电检测支路电路，所述直流母排和所述支路隔离电压转换器前端线路上连接有对地绝缘电阻漏电检测支路电路；所述若干支路包括多条供电支路和多条负载支路，任一负载支路包括连接隔离电压转换器的若干并联负载分支路，所述负载分支路包括漏电保护器，所述漏电保护器用于检测负载分支路漏电电流并及时切断各负载分支路；所述绝缘检测电路对地绝缘电阻漏电检测灵敏度大于漏电保护器漏电切断电流，任一支路漏电，所述绝缘检测电路提前报警，任一负载分支路漏电电流达到漏电切断电流，漏电保护器切断对应负载分支路。
优选地，所述绝缘检测电路还包括微控制器，所述微控制器包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时执行以下步骤：
S1、当任一对地绝缘电阻漏电检测支路电路检测到有漏电电流通过时，进行对应支路报警，提醒运行维护人员对应支路中存在漏电现象，运行维护人员根据报警进行运行维护检查维修；
S2、当漏电情况恶化任一负载分支路漏电电流达到漏电切断电流，漏电保护器切断对应负载分支路，此时若任一对地绝缘电阻漏电检测支路电路检测到无漏电电流通过停止对应支路报警，则成功定位漏电位置，运行维护人员根据定位的漏电位置进行维修工作，执行步骤S1。
优选地，所述多条供电支路是市电供电支路、光伏供电支路、风电供电支路和电池供电支路；所述市电供电支路隔离电压转换器是隔离AC-DC转换器，所述光伏供电支路、风电供电支路、电池供电支路、负载支路隔离电压转换器是隔离DC-DC转换器。
优选地，所述漏电保护器包括漏电电流检测元件、脱扣装置和灭弧装置。
优选地，所述对地绝缘电阻漏电检测支路电路包括电流电压转换器和运算放大电路；所述电流电压转换器用于将检测到的漏电电流信号转换为电压信号送入运算放大电路，所述运算放大器用于送入的电压信号进行电压转换、获得更清晰的电压信号。
优选地，所述电流电压转换器采用霍尔元件。
本发明一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统有如下有益效果：1、各支路相互独立，漏电不会相互影响，提高了用电稳定性；2、各支路相互独立，若单一回路出现漏电，可较为准确的定位，方便后期维护；3、一但支路若漏电，可及时切断，不会影响其他支路正常运行。
【附图说明】
图1是现有支路直流漏电流监测原理示意图。
图2是现有总回路漏电检测保护的直流微电网系统原理示意图。
图3是一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统原理示意图。
图4是一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统负载支路原理示意图。
图5是一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统绝缘检测电路原理示意图。
图6是一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统负载支路漏电检测保护流程图。
【具体实施方式】
下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步描述。
实施例
本实施例实现一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统。
图3是一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统原理示意图。如附图3所示，本实施例一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统，包括隔离DC-DC转换器、绝缘检测电路、运算放大电路、保护电路。
隔离DC-DC转换器，用以隔离各支路、确保用电安全，防止因为个别支路漏电，影响到其他支路正常运行工作；各源侧与负载侧的各支路相互隔离，任一支路漏电，均不影响其他回路正常工作。
绝缘检测电路，包括一个电流电压转换器，用以将电流转换为电压，与运算放大电路相连接。
运算放大器，用以将绝缘检测电路检测到的电流信号，进行电压转换，更清晰的获得电压信号。
运行逻辑为：绝缘检测电路检测到漏电电流，将电流信号转换为电压信号，然后经过运算放大器将电压信号进行放大，最终由软件进行接受处理。
漏电保护器包括：漏电电流检测元件，脱扣装置，灭弧装置等；用以防止单个支路漏电，对其他支路造成影响。
保护逻辑为：检测到单一支路漏电，隔离保护器进行动作，切断响应分支路，避免对其他分支路造成影响。
图4是一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统负载支路原理示意图。如附图4所示，本实施例一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统，隔离DC-DC转换器设置在各支路与直流母排连接处，起隔离及转换电压的作用，绝缘检测电路设置在直流母排及支路主干线位置，对所在支路主干线漏电检测，漏电保护开关设置在各支路各分支路处，起检测支路漏电及在发生漏电时，及时切断各分支路的作用。
优选的，为提高检测灵敏性，对地绝缘电阻检测的绝缘检测电路，采用霍尔元件检测。
图5是一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统绝缘检测电路原理示意图。如附图5所示，本实施例一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统漏电首先由对地绝缘电阻检测的绝缘检测电路进行报警，当漏电流过大时，漏电保护器进行动作，同时任何回路漏电不会影响到其他回路的正常运行。对地绝缘电阻检测的绝缘检测电路作用是，检测对地电阻电流，漏电导致电阻不平衡时，发出报警。漏电保护器的作用，当漏电导致存在剩余电流时，及时动作，断开相关分支路，避免影响其他分支路正常工作。
为避免影响各支路正常运行工作，对地绝缘电阻检测的绝缘检测电路精度要远大于漏电保护器，支路存在漏电，提前警报，但只有漏电达到一定限度，漏电保护器才进行动作。
图6是一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统负载支路漏电检测保护流程图。如附图6所示，本实施例一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统运行逻辑为：当对地绝缘电阻检测到有电流通过时，进行报警，可提醒运行维护人员该支路中存在漏电现象，运行维护人员可进行维护检查，当漏电情况恶化或漏电电流过大时，漏电分支路的漏电保护开关会进行动作，切断相关分回路，此时若对地绝缘电阻检测无漏电报警，即成功定位漏电位置，运行维护人员可进行维修工作，若此时对地绝缘电阻检测依旧有电流通过，则表示该支路中依旧存在漏电，运行维护人员依旧需进行检测避免情况恶化。
本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Acess Memory，RAM)等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统，包括直流母排、若干支路和绝缘检测电路，所述支路包括隔离电压转换器，所述若干支路经过隔离电压转换器后通过直流母排互联互通；其特征在于：所述绝缘检测电路用于检测所述直流微电网系统线路对地绝缘电阻、包括若干对地绝缘电阻漏电检测支路电路，所述直流母排和所述支路隔离电压转换器前端线路上连接有对地绝缘电阻漏电检测支路电路；所述若干支路包括多条供电支路和多条负载支路，任一负载支路包括连接隔离电压转换器的若干并联负载分支路，所述负载分支路包括漏电保护器，所述漏电保护器用于检测负载分支路漏电电流并及时切断各负载分支路；所述绝缘检测电路对地绝缘电阻漏电检测灵敏度大于漏电保护器漏电切断电流，任一支路漏电，所述绝缘检测电路提前报警，任一负载分支路漏电电流达到漏电切断电流，漏电保护器切断对应负载分支路。
2.根据权利要求1所述的一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统，其特征在于：所述绝缘检测电路还包括微控制器，所述微控制器包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时执行以下步骤：
S1、当任一对地绝缘电阻漏电检测支路电路检测到有漏电电流通过时，进行对应支路报警，提醒运行维护人员对应支路中存在漏电现象，运行维护人员根据报警进行运行维护检查维修；
S2、当漏电情况恶化任一负载分支路漏电电流达到漏电切断电流，漏电保护器切断对应负载分支路，此时若任一对地绝缘电阻漏电检测支路电路检测到无漏电电流通过停止对应支路报警，则成功定位漏电位置，运行维护人员根据定位的漏电位置进行维修工作，执行步骤S1。
3.根据权利要求2所述的一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统，其特征在于：所述多条供电支路是市电供电支路、光伏供电支路、风电供电支路和电池供电支路；所述市电供电支路隔离电压转换器是隔离AC-DC转换器，所述光伏供电支路、风电供电支路、电池供电支路、负载支路隔离电压转换器是隔离DC-DC转换器。
4.根据权利要求2所述的一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统，其特征在于：所述漏电保护器包括漏电电流检测元件、脱扣装置和灭弧装置。
5.根据权利要求2所述的一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统，其特征在于：所述对地绝缘电阻漏电检测支路电路包括电流电压转换器和运算放大电路；所述电流电压转换器用于将检测到的漏电电流信号转换为电压信号送入运算放大电路，所述运算放大器用于送入的电压信号进行电压转换、获得更清晰的电压信号。
6.根据权利要求5所述的一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统，其特征在于：所述电流电压转换器采用霍尔元件。
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