直流系統絕緣監測技術研究與應用
摘要:針對目前常用絕緣檢測裝置采用的檢測原理存在的不足,提出一種改進的絕緣檢測方法。檢測電路由主回路和支路2個部分組成。利用MSP430單片機采集、處理霍爾電流傳感器信號,判斷電路的絕緣情況并計算絕緣電阻大小。檢測結果表明該方法有效、實用。
關鍵詞:絕緣監測;接地故障;故障定位;單片機應用
電力系統中,直流電源系統是為變電站中的保護、監控、監視、記錄等自動化裝置提供電源的多分支網絡。它的安全運行,對整個電力系統的安全運行起著至關重要的作用。直流接地是直流操作系統常見故障之一,一般情況下,單點接地并不影響直流系統的運行,但如果不能迅速找到故障點并修復而發生另一點接地故障時,就可能引起重大故障。
目前,絕緣檢測裝置采用的檢測原理主要有電橋平衡原理和變頻探測原理,兩種檢測原理的裝置都能在一定程度上解決直流接地問題,但也存在著不足,基于電橋平衡原理的絕緣檢測裝置無法檢測正、負母線絕緣同等下降的情況,也不能區分多支路故障。而后者則易受直流系統對地分布電容的影響,并且注入的低頻交流信號增大了直流系統的電壓紋波系數,影響電源的質量。文中旨在介紹一種在線絕緣檢測方法,并基于msp430單片機予以實現。
1 原理介紹
原理圖如圖1所示。圖中CM+、CM-為正負母線。U+、U-為正、負母線電壓。Jk1、Jk2為繼電開關,R為精密電阻。R+、R-為正、負母線發生絕緣故障時的對地電阻。Dt1、Dt2為高精度霍爾電流傳感器,其輸出電壓與通過環孔的電流差成正比,并且成線性關系。所以,利用采樣電流傳感器輸出的電壓,經過換算成電流,再利用歐姆定律獲得正、負母線電壓U+、U-,則電源電壓U=U+ - U-。
在直流系統正常工作情況下,電子繼電開關Jk1、Jk2保持閉合。R+、R- 一般趨近無窮大,此時,U+=-U-。當發生絕緣接地故障時,則R+或R-為有限值,此時U+≠-U-,當R+≤R-時,則有U+≤-U-,反之亦然。如果發生R+=R-都為有限值時,即正負母線絕緣電阻同等下降,此時U+=-U-,則需要進一步進行檢測,檢測步驟如下:
1)斷開繼電開關Jk2,保持Jk1閉合,測得正、負母線電壓對地分別記為:U+1,U-1;
2)斷開繼電開關Jk1,保持Jk2閉合,測得正、負母線電壓對地分別記為:U+2,U-2;
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