本发明专利技术公开了一种电力系统直流电源监测装置及监测方法，采用正、负直流电源给霍尔元件供电，并通过霍尔元件直接对电力系统直流线路故障情况进行采集，将采集的结果发送至控制单元进行分析、判断，获得待测直流线路的监测信息，从而实现了对电力系统直流电源的实时在线监测，及时、准确发现故障，同时，避免了当前采用低频振荡法进行监测对直流电源带来的二次交变污染的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统监测
，具体涉及一种电力系统直流电源监测装置及监测方法。
技术介绍
随着电力系统的不断发展，直流电源越来越广泛的应用于电力发供电网络中。直流电源分支线路多，走向复杂，出现接地、短路等故障时有发生。过去，依靠人工拉闸进行故障线路的寻找，其方法原始落后，并使正常线路受到停电影响。为了及时、准确地获得直流线路故障信息，需要对直流电源进行自动化监测，但直流电源与交流电源不同，其电磁场极弱，故障信号的采集非常困难。现有的采集方法采用低频振荡法，向直流系统反送10Hz左右的交变信号，再对该信号进行采集分析，判断是否发生故障，其实质是将直流信号转变为交流再进行监测，此方法虽然能够起到一定的在线监测作用，但反送信号的方式，给原本下大力气才实现整流、滤波的直流电源带来新的交变污染。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是对待测直流线路的直流信号直接进行采集，从而实现对电力系统直流信息的监测，目的在于提供一种电力系统直流电源监测装置及监测方法，解决当前的监测装置向直流系统反送交变信号，而给整流、滤波后直流电源带来二次污染的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种电力系统直流电源监测装置，包括采样单元、A/D转换单元、控制单元，其中，所述采样单元包括每条待测直流线路对应设置的霍尔传感器，所述霍尔传感器与A/D转换单元电连接，待测直流线路正、负导线同时穿过对应设置的霍尔传感器的采样中心圆孔，所述采样单元用于根据待测直流线路的故障情况输出对应的电压信号至A/D转换单元；所述A/D转换单元与控制单元电连接，用于将采样单元获得的电压信号转换为数字量，发送至控制单元；所述控制单元采用CPU，用于对A/D转换单元发送的电压信号进行分析、判断，获得待测直流线路的监测信息。特别地，所述电力系统直流电源监测装置还包括电源单元，所述电源单元输入端连接外部交流电源，输出端输出不同等级的正、负直流电压和地给监测装置各工作单元供电；所述电源单元包括变压器、第一桥式整流电路、第二桥式整流电路、第一分压电阻和第二分压电阻，变压器的初级线圈连接外部交流电源，次级线圈中间抽头，第一桥式整流电路输入端连接次级线圈的一端和中间抽头，输出端输出第一等级正直流电压和地，第二桥式整流电路输入端连接次级线圈的另一端和中间抽头，输出端输出第一等级负直流电压和地，其中，第一桥式整流电路输出的第一等级正直流电压经第一分压电阻和第二分压电阻进行分压，进一步获得第二电压等级直流电压。特别地，所述霍尔传感器均与A/D转换单元之间通过RS485总线连接。特别地，所述一种电力系统直流电源监测装置还包括输入单元和I/O处理单元，所述输入单元与I/O处理单元电连接，用于向控制单元发送操作指令并设置监测参数；所述I/O处理单元与控制单元电连接，用于输入单元和控制单元之间的数据匹配。特别地，所述一种电力系统直流电源监测装置还包括输出单元，所述输出单元与控制单元电连接，用于显示待测直流线路的监测信息。特别地，所述一种电力系统直流电源监测装置还包括上位机，所述上位机与控制单元电连接，用于对控制单元发送的待测直流线路的监测信息进行编排、制表、存储处理，并将处理结果发送至上层通讯网络。特别地，所述一种电力系统直流电源监测装置还包括时钟单元，所述时钟单元与控制单元电连接，用于设置该监测装置的时钟。一种采用上述监测装置监测电力系统直流信息的方法，其特征在于，包括下列步骤：A、预设待测直流线路监测参数阈值，所述待测直流线路监测参数至少包括采样单元输出电压；B、采样单元根据待测直流线路的故障情况输出对应的电压信号发送至A/D转换单元，经A/D转换单元转换为数字信号发送至控制单元；C、控制单元将A/D转换单元输出的电压信号数值与预设电压阈值相比较，获得待测直流线路监测信息。特别地，所述步骤A中预设的采样单元输出电压阈值包括正接地电压阈值Vn和负接地电压阈值Vn-；所述步骤B中采样单元发送的电压信号包括外部正接地电压监测值Vw和外部负接地电压监测值Vw-；所述步骤C中控制单元比较Vw、Vn和Vw- 、Vn-，当Vw＜Vn或Vw-＞Vn-时，控制单元判断待测直流线路正常，当Vw＞Vn时，判断待测直流线路出现正接地故障，当Vw-＜Vn-时，判断待测直流线路出现负接地故障。特别地，所述采样单元采用霍尔传感器，将待测直流线路正、负导线同时穿过对应设置的霍尔传感器的采样中心圆孔，所述霍尔传感器设有比较桥臂，所述比较桥臂设有调零电位器。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本专利技术所述一种电力系统直流电源监测装置及监测方法，采用正、负直流电源给霍尔元件供电，并通过霍尔元件直接对电力系统直流线路故障情况进行采集，将采集的结果发送至控制单元进行分析、判断，获得待测直流线路的监测信息，从而实现了对电力系统直流电源的实时在线监测，及时、准确发现故障，同时，避免了当前采用低频振荡法进行监测对直流电源带来的二次交变污染的问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术实施例1提供的电力系统直流电源监测装置电路结构框图。图2为本专利技术实施例1提供的霍尔传感器监测采样图。图3为本专利技术实施例1提供的霍尔传感器采样原理图。图4为本专利技术实施例1提供的霍尔传感器并联电路图。图5为本专利技术实施例1提供的电源单元电路原理图。图6为本专利技术实施例2提供的电力系统直流电源监测流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1如图1所示，图1为本专利技术实施例1提供的电力系统直流电源监测装置结构框图。本实施例中，所述电力系统直流电源监测装置具体包括采样单元、A/D转换单元、控制单元、输入单元、I/O处理单元、输出单元、上位机、时钟单元和电源单元。所述采样单元包括N个霍尔传感器HR1-HRn，霍尔传感器是一种半导体器件，在无电流通过时，处于稳定状态；当直流系统出现接地等故障，将产生不平衡电流，在霍尔传感器中激活电荷，发送对应变化的电信号。如图2所示，图2为本专利技术实施例1提供的霍尔传感器监测采样图。其中，5为传感器基座；6为横竖固定孔，可根据现场位置选用；7为电位调节器，正常时，调节传感器输出为零，即起点是零，对正负偏差值都能做出反应，更加提高采样灵敏度和测试精度；4为接线端子排，端子a、b分别外接±15V电源、端子c是采样信号输出端、端子d为公共地；被测直流线路1穿过霍尔传感器2的采样中心圆孔3。如图3所示，图3为本专利技术实施例1提供的霍尔传感器采样原理图。其中，A为霍尔传感器，W1是电位器，R1是平衡电阻， L是负载，r平时没有，在发生接地故障时方出现的接地电阻。当待测直流系统没有接地故障时，经电位器W1调节，即调零输出，具体是穿过霍尔传感器的电流ⅰ+和ⅰ+′与ⅰ-大小相等，方向相反。故有：ⅰ++ⅰ-=0此时，因ⅰ+ 和ⅰ- 的合成电流为0，故合成磁场亦为0，则传感器中无信号输出。当系统中出现接地故障时，产生接地电阻r和接地电流ⅰ0，ⅰ0经大地形成回路，其电流关系如本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电力系统直流电源监测装置，其特征在于，包括采样单元、A/D转换单元、控制单元，其中，所述采样单元包括每条待测直流线路对应设置的霍尔传感器，所述霍尔传感器与A/D转换单元电连接，待测直流线路正、负导线同时穿过对应设置的霍尔传感器的采样中心圆孔，所述采样单元用于根据待测直流线路的故障情况输出对应的电压信号至A/D转换单元；所述A/D转换单元与控制单元电连接，用于将采样单元获得的电压信号转换为数字量，发送至控制单元；所述控制单元采用CPU，用于对A/D转换单元发送的电压信号进行分析、判断，获得待测直流线路的监测信息。
【技术特征摘要】
1.一种电力系统直流电源监测装置，其特征在于，包括采样单元、A/D转换单元、控制单元，其中，所述采样单元包括每条待测直流线路对应设置的霍尔传感器，所述霍尔传感器与A/D转换单元电连接，待测直流线路正、负导线同时穿过对应设置的霍尔传感器的采样中心圆孔，所述采样单元用于根据待测直流线路的故障情况输出对应的电压信号至A/D转换单元；所述A/D转换单元与控制单元电连接，用于将采样单元获得的电压信号转换为数字量，发送至控制单元；所述控制单元采用CPU，用于对A/D转换单元发送的电压信号进行分析、判断，获得待测直流线路的监测信息。2.如权利要求1所述的一种电力系统直流电源监测装置，其特征在于，还包括电源单元，所述电源单元输入端连接外部交流电源，输出端输出不同等级的正、负直流电压和地给监测装置各工作单元供电；所述电源单元包括变压器、第一桥式整流电路、第二桥式整流电路、第一分压电阻和第二分压电阻，变压器的初级线圈连接外部交流电源，次级线圈中间抽头，第一桥式整流电路输入端连接次级线圈的一端和中间抽头，输出端输出第一等级正直流电压和地，第二桥式整流电路输入端连接次级线圈的另一端和中间抽头，输出端输出第一等级负直流电压和地，其中，第一桥式整流电路输出的第一等级正直流电压经第一分压电阻和第二分压电阻进行分压，进一步获得第二电压等级直流电压。3.如权利要求1所述的一种电力系统直流电源监测装置，其特征在于，所述霍尔传感器均与A/D转换单元之间通过RS485总线连接。4.如权利要求1所述的一种电力系统直流电源监测装置，其特征在于，还包括输入单元和I/O处理单元，所述输入单元与I/O处理单元电连接，用于向控制单元发送操作指令并设置监测参数；所述I/O处理单元与控制单元电连接，用于输入单元和控制单元之间的数据匹配。5.如权利要求1所述的一种电力...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾宏，吴军，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：四川;51
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