本实用新型专利技术涉及一种智能型微机直流系统监测设备，属于直流系统监测技术领域。本实用新型专利技术的直流系统监测设备包括电桥板，电桥板包括电桥和电桥控制电路，该电桥控制电路包括MCU以及与MCU连接的母线电压检测支路和漏电流检测支路，母线电压检测支路用于检测电桥中正母线对地电压、负母线对地电压以及正、负母线之间的电压，漏电流检测支路用于检测支路的漏电流，MCU用于根据检测到母线电压和漏电流计算绝缘电阻，实现了母线和支路绝缘电阻的监测，本实用新型专利技术能够实时在线监测直流系统的对地绝缘状况，使直流系统能够稳定运行。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种智能型微机直流系统监测设备，属于直流系统监测技术领 域。
技术介绍
随着电力电子技术的日益发展，以及直流系统的发展趋势，运行实践证明，直流系 统接地的危害不仅使继电保护装置误动、拒动，甚至会造成采用直流控制的一次设备误动、 拒动，严重危及电力系统安全稳定运行。所以，必须实时在线监测直流系统的对地绝缘状况 及实时监测交流分量串入直流系统的状况，出现接地及交流串入、直流互窜、系统分布电容 过大、时要及时排除故障。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种智能型微机直流系统监测设备，以实现对智能型微 机直流系统母线和支路绝缘电阻的监测。 本技术为解决上述技术问题提供了一种智能型微机直流系统监测设备，该监 测设备包括电桥板，所述电桥板包括电桥和电桥控制电路，该电桥控制电路包括MCU以及 与MCU连接的母线电压检测支路和漏电流检测支路，所述母线电压检测支路用于检测电桥 中正母线对地电压、负母线对地电压以及正、负母线之间的电压，所述漏电流检测支路用于 检测支路的漏电流，所述MCU用于根据母线电压检测支路和漏电流检测支路检测到的值计 算绝缘电阻。 所述的绝缘检测设备还包括核心板，该核心板与电桥板中MCU的串行通信接口连 接，用于实现人机对话、通讯和报警。 所述的电桥控制电路采用ARM+外围电路实现，核心板采用ARM+uCOSII操作系统 实现。 所述的电桥控制电路还包括交流串入信号检测单元、直流互串故障检测单元、电 桥投切控制单元和分布电容检测单元，所述电桥投切控制单元通过控制无触点电子开关进 行实现电桥的投切。 本技术的有益效果是：本技术的直流系统监测设备包括电桥板，电桥板 包括电桥和电桥控制电路，该电桥控制电路包括MCU以及与MCU连接的母线电压检测支路 和漏电流检测支路，母线电压检测支路用于检测电桥中正母线对地电压、负母线对地电压 以及正、负母线之间的电压，漏电流检测支路用于检测支路的漏电流，MCU用于根据检测到 母线电压和漏电流计算绝缘电阻，实现了母线和支路绝缘电阻的监测，本技术能够实 时在线监测直流系统的对地绝缘状况。 同时本技术的监测设备还包括交流串入信号检测单元、直流互串故障检测单 元、电桥投切控制单元和分布电容检测单元，能够实时监测交流分量串直流系统的状况，在 出现接地及交流串入、直流互窜、系统分布电容过大时能及时排除故障，使直流系统能够稳 定运行。【附图说明】 图1是本技术智能型微机直流系统监测设备的结构框图； 图2是本技术中电桥板的结构框图。【具体实施方式】 下面结合附图对本技术的【具体实施方式】做进一步的说明。 本技术的智能型微机直流系统监测设备如图1所示，该监测设备使用 ARM9(S3C2410)芯片为主的核心板+ARM3(STM32F107)芯片为主的电桥板的模块化设计结 构。其中ARM3为主芯片的电桥板用于实现所有的智能采集、测量功能，ARM9为主芯片的 核心板用于实现人机对话、通讯、报警等功能，可采用ARM+uCOSII操作系统实现。电桥板 如图2所示，包括电桥和电桥控制电路，该电桥控制电路包括MCU (ARM)以及与MCU连接的 母线电压检测支路和漏电流检测支路，如图电压检测支路用于检测电桥中正母线对地电 压、负母线对地电压以及正、负母线之间的电压，漏电流检测支路用于检测支路的漏电流， MCU用于根据检测到电压和电流计算绝缘电阻，实现母线和支路绝缘电阻的监测，MCU采用 ST32F107VC，它内部有5个独立的串行通信口，其中4个通信口用于跟漏电流互感器进行通 信，1个跟核心板进行通信。 电桥板中设置有母线、支路绝缘电阻检测单元、交流串入检测单元、直流互串故障 检测单元、智能桥投切控制单元和系统分布电容检测单元。 其中母线绝缘电阻检测单元的具体检测过程如下：MCU控制S1、S3、S4投入时检测 到正、负母线电压Ul+、U1-，控制S2、S3、S4投入时检测到正、负母线电压U2+、U2-，如图2 所示，检测到的电压信号可通过根据、隔离、抬升和放大处理后传输给MCU，MCU根据欧姆定 理I = f (U, I) = U/I和基尔霍夫电流定理Σ I = 〇可得出两个方程式a和b，可以计算出 正、负母线对地电阻Rz和Rf : f (Ul+, (Rz//R5//(Rl+R2)))+f (U1-, (Rf//R6//(R4+R3))) = Oa f (U2+, (Rz//R5//(Rl+R2)))+f (U2-, (Rf//R6//(R4+R3))) = Ob 式a、b中只Rz和Rf是未知数，联立这两个式子即可求出正、负母线对地电阻Rz 和Rf，从而实现母线对地电阻的检测。 支路绝缘电阻检测具体实现办法：通过S1-S4的上述投切，支路CT的漏电流检测 出Idl和Id2,根据上述定理得出可计算出支路正、负极对地绝缘电阻。 交流串入是一种直流系统上的故障形态，是指直流系统中的正极或者负极与交流 系统的L(火线）直接或间接相连。该故障会引起直流系统中的负载开关烧毁或者误动作。 交流串入信号检测的具体实现办法：采集到的正、负母线对地瞬时电压Uz、Uf是 由直流分量U_和交流分量U~叠加而来的，即Uz = Uz_+U~和Uf = Uf_+U~，其中交流 分量U~经过软件的RMS (真有效值计算）计算得出。 在直流系统出现"交流串入"故障时，检查出正负母线对地的工频交流串入电压分 量，直流系统中发生工频交流串入的故障形式可分为以下几种： 表 1 交流串入的故障电路识别： 识别原理：母线交流电压串入检测+支路漏电流排除法+最小电阻法。 直流系统中发生直流互窜故障的故障类型可以归纳为以下6种： 直流"正、正"互窜识别原理：该故障产生时，会出现两个直流系统的正母线对地电 压长时间保持相同，而且当投切Sl~S4时，两个直流系统"正、正"互窜的正母线对地电压 波动的幅值和相位保持同步； 直流"负、负"互窜识别原理：该故障产生时，会出现两个直流系统的负母线对地电 压长时间保持相同，而且当投切Sl~S4时，两个直流系统"负、负"互窜的负母线对地电压 波动的幅值和相位保持同步； 直流"正、负"互窜识别原理：该故障产生时，会出现一个直流系统的正母线对地 电压和另外一路的负母线对地电压长时间保持相同，而且当投切Sl~S4时，两个直流系统 "正、负"互窜的对地电压波动的幅值和相位保持同步； 直流"负、正"互窜识别原理：该故障产生时，会出现一个直流系统的负母线对地 电压和另外一路的正母线对地电压长时间保持相同，而且当投切Sl~S4时，两个直流系统 "负、正"互窜的对地电压波动的幅值和相位保持同步； 直流"正、正"或者"负、负"通过线圈互窜识别原理：该故障产生时，会出现两个直 流系统的正、正或者负、负母线对地电压长时间保持相同的差值，而且当投切SI~S4时，两 个直流系统"正、正"或者"负、负"互窜的正或者负母线对地电压波动的幅值和相位保持相 同的偏差； 直流"正、负"或者"负、正"通过线圈互窜识别原理：该故障产生时，会出现两个直 流系统的正、负或者负、正母线对地电压长时间保持相同的差值，而且当投切Sl~S4时，两 个直流系统"正、负"或者"负本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种智能型微机直流系统监测设备，其特征在于，该监测设备包括电桥板，所述电桥板包括电桥和电桥控制电路，该电桥控制电路包括MCU以及与MCU连接的母线电压检测支路和漏电流检测支路，所述母线电压检测支路用于检测电桥中正母线对地电压、负母线对地电压以及正、负母线之间的电压，所述漏电流检测支路用于检测支路的漏电流，所述MCU用于根据母线电压检测支路和漏电流检测支路检测到的值计算绝缘电阻。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王永锋，丁园，王佰超，周登勇，裴国强，尹强，任晓丹，熊泽成，于越，庞浩，陈洪杰，
申请(专利权)人：许继电源有限公司，许继电气股份有限公司，许继集团有限公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：河南;41
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