交流窜入直流系统的监测装置和监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种交流窜入直流系统的监测装置和监测方法，监测装置包括：交流信号分离放大模块、控制模块和输出驱动模块；控制模块用于根据预设矩形算法确定转换交流信号对应的交流分量是否越限，并在越限时向输出驱动模块输出驱动信号；其中，矩形算法包括将转换交流信号以设定时间周期标称为矩形长度，将转换交流信号在设定时间周期的结束时间点和开始时间点的电压幅值的差值的绝对值标称为矩形宽度，计算设定时间周期对应的矩形面积，并计算一个周波内的各设定时间周期对应的矩形面积的累加和。本发明专利技术的预设矩形算法既可以对固定频率的交流分量进行监测，又可以对频率可变的交流分量进行监测，从而提高监测装置的准确性。确性。确性。

【技术实现步骤摘要】
交流窜入直流系统的监测装置和监测方法


[0001]本专利技术实施例涉及直流电力设备监测
，尤其涉及一种交流窜入直流系统的监测装置和监测方法。

技术介绍

[0002]电力系统中各个变电站二次直流系统安全可靠运行对于电力系统安全可靠运行至关重要，在实际运行过程中，由于一个屏柜内既有交流电又有直流电，供电线缆又较长，交直流端子相隔较近，因误接线、绝缘降低等原因造成交流电源窜入直流系统。《DL/T1392
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2014直流电源系统绝缘监测装置技术条件》中规定，“当变电站直流系统需具备交流窜入告警功能，当直流系统发生有效值10V及以上的交流窜电故障时，应能发出交流窜入故障告警，并显示窜入交流电压的幅值”。
[0003]目前的交流窜入直流系统的监测装置通过瞬时值采集法将直流系统对地电压中的交流电所有周波内的幅值与一电压阈值进行比较，即可确定直流系统中的交流分量是否越限。
[0004]现有的交流窜入直流系统的监测装置只能对固定频率的交流分量进行监测，无法对频率可变的交流分量进行监测。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种交流窜入直流系统的监测装置和监测方法，既可以对固定频率的交流分量进行监测，又可以对频率可变的交流分量进行监测，从而提高监测装置的准确性。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种交流窜入直流系统的监测装置，包括：交流信号分离放大模块、控制模块和输出驱动模块；交流信号分离放大模块的输入端接入直流系统，交流信号分离放大模块的输出端与控制模块电连接；交流信号分离放大模块用于分离直流系统中的交流分量，并对分离出的交流分量进行隔离放大以及滤波处理后得到转换交流信号输出至控制模块；控制模块用于根据预设矩形算法确定转换交流信号对应的交流分量是否越限，并在越限时向输出驱动模块输出驱动信号；其中，矩形算法包括将转换交流信号以设定时间周期标称为矩形长度，将转换交流信号在设定时间周期的结束时间点和开始时间点的电压幅值的差值的绝对值标称为矩形宽度，计算设定时间周期对应的矩形面积，并计算一个周波内的各设定时间周期对应的矩形面积的累加和；输出驱动模块的输入端与控制模块电连接，用于根据输出驱动信号输出告警指示信号。
[0007]可选地，交流信号分离放大模块包括交流信号分离电路和线性光耦隔离放大电路；交流信号分离电路的输入端接入直流系统，交流信号分离电路的输出端与线性隔离光耦放大电路的输入端电连接，线性隔离光耦放大电路的输出端与控制模块电连接；交流信号分离电路用于对直流系统中的交流分量进行分离；线性隔离光耦放大电路用于将对交流信号分离电路分离出的交流分量进行隔离放大以及滤波处理后的得到转换交流信号输出。
[0008]可选地，交流信号分离电路包括第一电容、第二电容、第一电阻分离单元和第二电
阻分离单元；其中，第一电容的第一端连接直流系统的电源正极端，第一电容的第二端连接第一电阻分离单元的第一端，第一电阻分离单元的第二端作为交流信号分离电路的第一输出端；第二电容的第一端连接直流系统的电源负极端，第二电容的第二端连接第二电阻分离单元的第一端，第二电阻分离单元的第二端作为交流信号分离电路的第二输出端；其中，第一电阻分离单元和第二电阻分离单元均包括串联在自身第一端和第二端之间的至少一个电阻。
[0009]可选地，线性隔离光耦放大电路包括电流型变换器、第一运放、线性光电耦合器以及第二运放；其中，电流型变换器的原边分别连接第一输出端和第二输出端，第一运放的反相输入端与电流型变换器的副边电连接，第一运放的同相输入端通过电阻接地，第一运放的输出端连接线性光电耦合器的第一输入端，线性光电耦合器的第二输入端接地，线性光电耦合器的第三输入端接入电源电压，线性光电耦合器的第四输入端连接第一运放的同相输入端，线性光电耦合器的输出端与第二运放的同相输入端电连接，第二运放的反相输入端与第二运放的输出端电连接，第二运放的输出端通过滤波电路连接线性光耦放大电路的输出端。
[0010]可选地，线性光电耦合器包括发光二极管、第一光敏二极管和第二光敏二极管，发光二极管的阴极连接线性光电耦合器的第一输入端，发光二极管的阳极连接线性光电耦合器的第二输入端；第一光敏二极管的阴极连接线性光电耦合器的第三输入端，第一光敏二极管的阳极连接线性光电耦合器的第四输入端；第二光敏二极管的阳极连接线性光电耦合器的输出端。
[0011]可选地，输出驱动模块包括开关单元、继电器和外部控制单元；开关单元的控制端和第一端与控制模块电连接，开关单元的第二端连接继电器线圈的第一端，继电器线圈的第二端连接电源，继电器的常开触点的两端分别连接外部电路控制单元，外部电路控制单元用于在常开触点闭合时，控制自身连接的外部电路进行动作；开关单元用于根据自身控制端接收到的控制模块输出的驱动信号导通或关断。
[0012]可选地，输出驱动模块还包括光耦，控制模块通过光耦连接开关单元的控制端和第一端。
[0013]可选地，还包括电源生成模块，电源生成模块的输入端接入直流系统，电源生成模块的输出端连接交流信号分离放大模块、控制模块和输出驱动模块，电源生成模块用于对直流系统输入的电源信号进行处理转换以为交流信号分离放大模块、控制模块和输出驱动模块供电。
[0014]可选地，电源生成模块包括降压电路和整流电路，降压电路的输入端连接电源生成模块的输入端，降压电路的输出端连接整流电路的输入端，整流电路的输出端连接电源生成模块的输出端，降压电路用于对直流系统的电源信号进行降压，整流电路用于将降压电路的输出信号进行整流输出至交流信号分离放大模块、控制模块和输出驱动模块。
[0015]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种交流窜入直流系统的监测方法，包括：根据预设的矩形算法确定交流信号分离放大模块输出的转换交流信号对应的交流分量是否越限，并在越限时向输出驱动模块输出驱动信号；其中，矩形算法包括将转换交流信号以设定时间周期标称为矩形长度，将转换交流信号在设定时间周期的结束时间点和开始时间点的电压幅值的差值为矩形宽度，计算设定时间周期对应的矩形面积，并计算一个周波内的各
设定时间周期对应的矩形面积的累加和。
[0016]本专利技术实施例的交流窜入直流系统的监测装置，包括交流信号分离放大模块、控制模块和输出驱动模块；通过交流分离放大模块的多重线性隔离及安全保护，可避免运行安全风险，可以提高交流窜入直流系统监测装置的安全性和稳定性。通过控制模块中的预设矩形算法可以确定转换交流信号对应的交流分量是否越限，并在越限时向输出驱动模块输出驱动信号；预设矩形算法既可以对固定频率的交流分量进行监测，又可以对频率可变的交流分量进行监测，从而提高监测装置的准确性。通过输出驱动模块可以实现屏幕和信号指示灯等多种形式的故障报警输出。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例提供的一种交流窜入直流系统的监测装置的结构示意图；
[0018]图2是本专利技术实施例提供的又一种交流窜入直流系统的监测装置的结构示意图；
[0019]图3是本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交流窜入直流系统的监测装置，其特征在于，包括：交流信号分离放大模块、控制模块和输出驱动模块；所述交流信号分离放大模块的输入端接入所述直流系统，所述交流信号分离放大模块的输出端与所述控制模块电连接；所述交流信号分离放大模块用于分离所述直流系统中的交流分量，并对分离出的所述交流分量进行隔离放大以及滤波处理后得到转换交流信号输出至所述控制模块；所述控制模块用于根据预设矩形算法确定所述转换交流信号对应的交流分量是否越限，并在越限时向所述输出驱动模块输出驱动信号；其中，所述矩形算法包括将所述转换交流信号以设定时间周期标称为矩形长度，将所述转换交流信号在设定时间周期的结束时间点和开始时间点的电压幅值的差值为矩形宽度，计算所述设定时间周期对应的矩形面积，并计算一个周波内的各所述设定时间周期对应的矩形面积的累加和；所述输出驱动模块的输入端与所述控制模块电连接，用于根据所述输出驱动信号输出告警指示信号。2.根据权利要求1所述的交流窜入直流系统的监测装置，其特征在于，所述交流信号分离放大模块包括交流信号分离电路和线性光耦隔离放大电路；所述交流信号分离电路的输入端接入所述直流系统，所述交流信号分离电路的输出端与所述线性隔离光耦放大电路的输入端电连接，所述线性隔离光耦放大电路的输出端与所述控制模块电连接；所述交流信号分离电路用于对所述直流系统中的交流分量进行分离；所述线性隔离光耦放大电路用于将对所述交流信号分离电路分离出的交流分量进行隔离放大以及滤波处理后的得到所述转换交流信号输出。3.根据权利要求2所述的交流窜入直流系统的监测装置，其特征在于，所述交流信号分离电路包括第一电容、第二电容、第一电阻分离单元和第二电阻分离单元；其中，所述第一电容的第一端连接所述直流系统的电源正极端，所述第一电容的第二端连接所述第一电阻分离单元的第一端，所述第一电阻分离单元的第二端作为所述交流信号分离电路的第一输出端；所述第二电容的第一端连接所述直流系统的电源负极端，所述第二电容的第二端连接所述第二电阻分离单元的第一端，所述第二电阻分离单元的第二端作为所述交流信号分离电路的第二输出端；其中，所述第一电阻分离单元和所述第二电阻分离单元均包括串联在自身第一端和第二端之间的至少一个电阻。4.根据权利要求3所述的交流窜入直流系统的监测装置，其特征在于，所述线性隔离光耦放大电路包括电流型变换器、第一运放、线性光电耦合器以及第二运放；其中，所述电流型变换器的原边分别连接所述第一输出端和所述第二输出端，所述第一运放的反相输入端与所述电流型变换器的副边电连接，所述第一运放的同相输入端通过电阻接地，所述第一运放的输出端连接所述线性光电耦合器的第一输入端，所述线性光电耦合器的第二输入端接地，所述线性光电耦合器的第三输入端接入电源电压，所述线性光电耦合器的第四输入端连接所述第一运放的同相输入端，所述线性光电耦合器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大兴，袁英平，蔡冰子，马晓璇，黎民悦，温振兴，王掬涵，吴志程，李泽基，黄慧仪，曹青龙，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司惠州供电局，
类型：发明
国别省市：