CN218099541U - 用于不可靠接地故障监测的绝缘监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及直流电源系统监测技术领域，是一种用于不可靠接地故障监测的绝缘监测装置，其包括总控单元、电压采集单元、母线电阻调节单元、通信显示单元和电源单元，所述总控单元分别与电压采集单元、母线电阻调节单元和通信显示单元连接，电源单元分别与总控单元、电压采集单元、通信显示单元连接。本实用新型结构简单，使用方便，能对直流电源系统的不可靠接地故障进行实时监测及准确判断，为直流系统所有绝缘故障点排查提供依据，缩短故障存在时间，提升直流电源系统安全性，保障电力系统安全可靠运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流电源系统监测技术领域，是一种用于不可靠接地故障监测的绝缘监测装置。
背景技术
直流系统是变电站二次设备的电源系统，变电站直流系统网络庞大，直流系统设计为不接地系统，避免接地故障构成错误回路导致保护误动作或者拒动作事故发生。现有运行的直流系统绝缘监测装置与接地查找仪都是针对永久性接地故障，不可靠接地故障因接地故障存在时间短，现有设备不能有效监测与查找，给电力生产维护人员带来极大困扰。
发明内容
本实用新型提供了一种用于不可靠接地故障监测的绝缘监测装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有直流系统接地故障监测存在的不能对不可靠接地故障进行实时监测的问题。
本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种用于不可靠接地故障监测的绝缘监测装置，包括总控单元、电压采集单元、母线电阻调节单元、通信显示单元和电源单元，所述总控单元分别与电压采集单元、母线电阻调节单元和通信显示单元连接，电源单元分别与总控单元、电压采集单元、通信显示单元连接。
下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：
上述总控单元包括主控模块和存储模块，主控模块分别与电压采集单元、母线电阻调节单元、通信显示单元、电源单元和存储模块连接。
上述电压采集单元包括分压电路、线性光耦器件和放大滤波电路，分压电路、线性光耦器件和放大滤波电路依次连接。
上述母线电阻调节单元包括多个平衡电桥，每个平衡电桥均与总控单元连接；或/和，所述通信显示单元包括通信模块和显示模块，通信模块和显示模块均与总控单元连接。
上述还包括报警单元，报警单元与总控单元连接。
上述还包括绝缘箱体，所述总控单元、电压采集单元和电源单元均设置在绝缘箱体内，通信显示单元和报警单元设置在箱体上。
本实用新型结构简单，使用方便，能对直流电源系统的不可靠接地故障进行实时监测及准确判断，为直流系统所有绝缘故障点排查提供依据，缩短故障存在时间，提升直流电源系统安全性，保障电力系统安全可靠运行。
附图说明
附图1为本实用新型实施例的电路结构示意图。
附图2为本实用新型实施例中隔离电源模块的电路结构示意图。
附图3为本实用新型实施例中第二电源转换输出模块的电路结构示意图。
附图4为本实用新型实施例中存储模块的电路结构示意图。
附图5为本实用新型实施例中电压采集单元的电路结构示意图。
附图6为本实用新型实施例中485通信电路的电路结构示意图。
附图7为本实用新型实施例中网络通信接口电路的电路结构示意图。
附图8为本实用新型实施例中网络通信接口电路的电路结构示意图。
具体实施方式
本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：
如附图1所示，该用于不可靠接地故障监测的绝缘监测装置，包括总控单元、电压采集单元、母线电阻调节单元、通信显示单元和电源单元，所述总控单元分别与电压采集单元、母线电阻调节单元和通信显示单元连接，电源单元分别与总控单元、电压采集单元、通信显示单元连接。
上述技术方案中，电源单元为总控单元、电压采集单元、通信显示单元供电；本实用新型中电源单元可包括第一电源转换输出模块、隔离电源模块和第二电源转换输出模块，其中第一电源转换输出模块用于将110V/220VAC转换为所需要的电压，例如将110V/220VAC转换为5V（供给数字电路与模拟电路工作）和24VDC（给显示与测量部分供电），这里可选用明伟电源模块；由于本实用新型的电压采集单元有高压采集需要隔离电源，故而设置隔离电源模块，隔离电源模块可选用金升阳电源公司的0505隔离电源模块实现，具体如附图2所示；由于本实用新型的总控单元等数字电路部分的供电需求，故而设置第二电源转换输出模块，用于将5VDC转换为3.3VDC，本实用新型中可采用电源芯片ASM1117实现，具体如附图3所示。
本实用新型的具体工作过程如下：
首先，将总控单元与CT电流信号采集装置连接；接着，电压采集单元用于实时采集直流母线对地电压，并发送至总控单元存储分析；然后，总控单元将某一时刻的直流母线对地电压与电压预设值比较，判断是否异常，响应于异常，总控单元根据已存储的录波信息确定绝缘电阻（录波可为存储异动前缓存的1s数据和异动后40s异动后数据，形成41s数据变化趋势），并持续判断直流母线对地电压是否保持异常，响应于是，则获取CT电流信号采集装置确定的电流信号异常结果，同时持续判断电压是否保持异常，响应于是，则根据电流信号异常结果确定接地故障支路，响应于否，则电流信号异常结果对应的支路为瞬时接地故障，完成直流电源系统的不可靠接地故障监测。
本实用新型结构简单，使用方便，能对直流电源系统的不可靠接地故障进行实时监测及准确判断，为直流电源系统所有绝缘故障点排查提供依据，缩短故障存在时间，提升直流电源系统安全性，保障电力系统安全可靠运行。
可根据实际需要，对上述用于不可靠接地故障监测的绝缘监测装置作进一步优化或/和改进：
如附图1所示，所述总控单元包括主控模块和存储模块，主控模块分别与电压采集单元、母线电阻调节单元、通信显示单元、电源单元和存储模块连接。
上述技术方案中，总控单元包括主控模块和存储模块，其中主控模块可为STM32F103ZET6芯片，STM32F103ZET6芯片是ARM 32位的Cortex™--M3 CPU，具有运行速度快、存储量大、功耗低和各种功能接口数量众多的特点，其最快72MHz工作频率；12通个AD通道，112个快速双向I/O口，13个通信接口，包括USB2.0全速接口和SDIO接口。存储模块可为8G存储芯电路，存储主控模块获得的信息数据，具体电路如附图4所示。
如附图5所示，所述电压采集单元包括分压电路、线性光耦器件和放大滤波电路，分压电路、线性光耦器件和放大滤波电路依次连接。
上述技术方案中，电压采集单元包括分压电路、线性光耦器件和放大滤波电路，电压首先通过分压电路进行分压，分压后输入线性光耦器件中输入电压控制需在0V至200mV之间，电压经线性光耦器件的放大后再经过放大滤波电路放大滤波，输出最高电压接近AD的基准电压，电压处理完成后进入总控单元进行AD采样。
其中线性光耦器件可采用HCPL-7840线性光耦器件，放大滤波电路可通过LM358放大器实现。
如附图1所示，所述母线电阻调节单元包括多个平衡电桥，每个平衡电桥均与总控单元连接。
上述技术方案中，母线电阻调节单元包括多个平衡电桥，总控单元通过控制每个平衡电桥的电阻投入，控制直流母线的电阻，从而实现对于直流母线的电压调节。
如附图1所示，所述通信显示单元包括通信模块和显示模块，通信模块和显示模块均与总控单元连接。
上述技术方案中，通信模块可包括485通信电路和网络通信接口电路；485通信电路可如附图6所示，包括一片电平转换芯片SN75LBC184，该芯片完成总控单元输出的信号转换为485电平信号，PCB板上还放置一个4位接线端子CON2，方便接线到本实用新型上设置的接线端子；网络通信接口电路可如附图7所示。
上述技术方案中，显示模块为现有公知技术，具体可如附图8所示，LCD驱动的电路U6是TTL转232电平芯片，L1位120R的磁珠，可以有效地抑制高频干扰，同时显示模块可采用7寸串口工业触屏，触屏输入接电路232输出。
如附图1所示，还包括报警单元，报警单元与总控单元连接。
上述技术方案中，报警单元为现有公知技术，例如声光报警等。
如附图1所示，还包括绝缘箱体，所述总控单元、电压采集单元和电源单元均设置在绝缘箱体内，通信显示单元和报警单元设置在箱体上。
以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (10)
1.一种用于不可靠接地故障监测的绝缘监测装置，其特征在于，包括总控单元、电压采集单元、母线电阻调节单元、通信显示单元和电源单元，所述总控单元分别与电压采集单元、母线电阻调节单元和通信显示单元连接，电源单元分别与总控单元、电压采集单元、通信显示单元连接。
2.根据权利要求1所述的用于不可靠接地故障监测的绝缘监测装置，其特征在于，所述总控单元包括主控模块和存储模块，主控模块分别与电压采集单元、母线电阻调节单元、通信显示单元、电源单元和存储模块连接。
3.根据权利要求1或2所述的用于不可靠接地故障监测的绝缘监测装置，其特征在于，所述电压采集单元包括分压电路、线性光耦器件和放大滤波电路，分压电路、线性光耦器件和放大滤波电路依次连接。
4.根据权利要求1或2所述的用于不可靠接地故障监测的绝缘监测装置，其特征在于，所述母线电阻调节单元包括多个平衡电桥，每个平衡电桥均与总控单元连接；或/和，所述通信显示单元包括通信模块和显示模块，通信模块和显示模块均与总控单元连接。
5.根据权利要求3所述的用于不可靠接地故障监测的绝缘监测装置，其特征在于，所述母线电阻调节单元包括多个平衡电桥，每个平衡电桥均与总控单元连接；或/和，所述通信显示单元包括通信模块和显示模块，通信模块和显示模块均与总控单元连接。
6.根据权利要求1或2或5所述的用于不可靠接地故障监测的绝缘监测装置，其特征在于，还包括报警单元，报警单元与总控单元连接。
7.根据权利要求3所述的用于不可靠接地故障监测的绝缘监测装置，其特征在于，还包括报警单元，报警单元与总控单元连接。
8.根据权利要求4所述的用于不可靠接地故障监测的绝缘监测装置，其特征在于，还包括报警单元，报警单元与总控单元连接。
9.根据权利要求6所述的用于不可靠接地故障监测的绝缘监测装置，其特征在于，还包括绝缘箱体，所述总控单元、电压采集单元和电源单元均设置在绝缘箱体内，通信显示单元和报警单元设置在箱体上。
10.根据权利要求7或8所述的用于不可靠接地故障监测的绝缘监测装置，其特征在于，还包括绝缘箱体，所述总控单元、电压采集单元和电源单元均设置在绝缘箱体内，通信显示单元和报警单元设置在箱体上。
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