本申请公开了一种兼具电容检测功能的绝缘监测装置。该绝缘监测装置包括：变桥电路模块和电桥电路模块，分别与直流系统母线的正、负电压连接；多个交流电流互感器，分别固定安装在直流电源系统的各条分支母线上；超低频交流电流互感器，其穿过直流系统母线的正、负电压引入线；信号采集模块，其多路数据输入端分别与多个交流电流互感器的数据输出端电性连接；超低频信号采集模块，其数据输入端与超低频交流电流互感器的数据输出端电性连接；主MCU电路模块，与信号采集模块和超低频信号采集模块均双向通信连接。本申请能在进行绝缘监测的同时，监测直流电源系统对地电容变化，防止系统绝缘下降时系统对地电容引起继电保护误动或拒动。误动或拒动。误动或拒动。
【技术实现步骤摘要】
一种兼具电容检测功能的绝缘监测装置
[0001]本申请涉及直流电源系统
，具体涉及一种兼具电容检测功能的绝缘监测装置。
技术介绍
[0002]直流系统在变电站中为控制、信号、保护、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源，并且还为操作提供可靠的操作电源。直流系统的可靠与否，对变电站的安全运行起着至关重要的作用，是变电站安全运行的保证。
[0003]直流系统的对地电容量实际上是系统中各负载整合过程中出现的新问题，事先无法控制。随着电网电压等级的不断提高、电站容量的不断增大及电站范围面积的扩大，导线对地的分布电容及高频开关对地的抗干扰电容也不断的增大。系统对地电容也逐步增大，它包括电缆对地分布电容、设备回路对地电容及通讯电源回路对地电容；该电容可以改善直流母线共模干扰，理想状态下不会影响直流系统的安全运行，所以往往被人们忽视。
[0004]现有国家标准和电力行业标准中都存在着一个误区，单点接地不会造成保护设备误动。但实际上在大型变电站中，当直流系统对地电容增大到一定数值且直流负母线对地电压高于继电器动作电压时，直流系统的一点接地就有可能造成继电器误动。
[0005]图1为直流系统存在大电容情况下，一点接地造成继电器误动的示意图：其中R1、R2为绝缘监测仪内部的采样电阻，R+、R－等效母线正、负对地总接地电阻，C+、C－等效母线正、负对地总系统电容。当系统A点接地时，C+对继电器充电、C－对继电器放电，这时继电器内部就有电流流过，当电容器上的电压大于继电器动作电压时继电器就有可能误动。
[0006]鉴于以上原因，直流系统监测设备分析直流系统绝缘降低的情况考虑了各种绝缘降低情况，对系统绝缘降低进行监测，但没有考虑对直流系统对地电容的容量进行检测，也没有对电容进行检测的专门设备。
技术实现思路
[0007]为此，本申请提供一种兼具电容检测功能的绝缘监测装置，以解决现有技术存在的现有直流系统绝缘监测设备没有考虑检测直流系统对地电容的问题。
[0008]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0009]一种兼具电容检测功能的绝缘监测装置，包括：
[0010]变桥电路模块，与直流系统母线的正、负电压连接；
[0011]电桥电路模块，与直流系统母线的正、负电压连接；
[0012]多个交流电流互感器，分别固定安装在直流电源系统的各条分支母线上；
[0013]超低频交流电流互感器，穿过直流系统母线的正、负电压引入线；
[0014]信号采集模块，其多路数据输入端分别与所述多个交流电流互感器的数据输出端电性连接；所述信号采集模块用于根据所述多个交流电流互感器所采集到的电流信号，计算直流系统的各条分支母线的对地电容和对地电阻；
[0015]超低频信号采集模块，其数据输入端与所述超低频交流电流互感器的数据输出端电性连接；所述超低频信号采集模块用于根据所述超低频交流电流互感器所采集到的电流信号，计算直流系统的总对地电容和总对地电阻；
[0016]主MCU电路模块，与所述信号采集模块和超低频信号采集模块均双向通信连接；所述主MCU电路模块的第一控制信号输出端与所述变桥电路模块的控制信号输入端电性连接，所述主MCU电路模块的第二控制信号输出端与所述电桥电路模块的控制信号输入端电性连接。
[0017]可选地，所述电桥电路模块具体为不平衡桥电路，所述不平衡桥电路包括：
[0018]第一不平衡桥，包括电阻R1、电阻R2和开关K1，所述电阻R1的一端与直流系统母线的正电压引入线连接，所述电阻R1的另一端经过所述电阻R2接地，所述电阻R1的另一端还经过所述开关K1接地；
[0019]第二不平衡桥，包括电阻R3、电阻R4和开关K2，所述电阻R3的一端与直流系统母线的负电压引入线连接，所述电阻R3的另一端经过所述电阻R4接地，所述电阻R3的另一端还经过所述开关K2接地。
[0020]进一步可选地，所述电阻R1与电阻R3相同，所述电阻R2与电阻R4相同。
[0021]可选地，所述信号采集模块包括：
[0022]信号选择通道，其多路数据输入端与所述多个交流电流互感器的数据输出端电性连接；
[0023]第一MCU，其数据输入端与所述信号选择通道的数据输出端电性连接；所述第一MCU与所述主MCU电路模块双向通信连接。
[0024]可选地，所述超低频信号采集模块包括低通滤波电路、放大电路、模数转换芯片和第二MCU；
[0025]所述低通滤波电路的数据输入端与所述超低频交流电流互感器的数据输出端电性连接，所述低通滤波电路的数据输出端依次经过所述放大电路、模数转换芯片与所述第二MCU的数据输入端电性连接；所述第二MCU与所述主MCU电路模块双向通信连接。
[0026]进一步可选地，所述放大电路包括依次连接的程控前置放大电路、二级放大电路和三级放大电路，所述程控前置放大电路的控制信号输入端与所述第二MCU的控制信号输出端电性连接。
[0027]可选地，所述主MCU电路模块与所述信号采集模块和超低频信号采集模块均通过串口双向通信连接。
[0028]相比现有技术，本申请至少具有以下有益效果：
[0029]本申请实施例提供了一种直流系统绝缘检测装置的新的硬件架构，是在现有绝缘监测装置的基础上，增加了超低频交流电流互感器和超低频信号采集模块；基于本申请所提出的硬件架构，在通过变桥电路模块向母线发送低频交流信号后，利用在各条支路上安装的交流电流互感器，能够感应到各支路上的故障电流信号，从而结合本领域人员所公知的测量方法，信号采集模块能够得到支路电容和支路接地电阻；类似地，在电桥电路模块以恒定频率投、切，使母线正、负对地电压以恒定频率摆动后，利用穿过母线正负电压引入线的超低频交流电流互感器，能够感应到总母线上与电桥投切同频率的电流信号，从而结合本领域人员所公知的测量方法，超低频信号采集模块能够得到系统电容和系统接地电阻；
本申请所提供的绝缘监测装置同时具备电容检测和绝缘检测功能，在现有直流系统绝缘监测装置的基础上增加对系统电容的检测功能，能在进行绝缘监测的同时，监测直流电源系统对地电容变化，防止系统绝缘下降时系统对地电容引起继电保护误动或拒动。
附图说明
[0030]为了更直观地说明现有技术以及本申请，下面给出几个示例性的附图。应当理解，附图中所示的具体形状、构造，通常不应视为实现本申请时的限定条件；例如，本领域技术人员基于本申请揭示的技术构思和示例性的附图，有能力对某些单元(部件)的增/减/归属划分、具体形状、位置关系、连接方式、尺寸比例关系等容易作出常规的调整或进一步的优化。
[0031]图1为一点接地引发继电器误动的示意图；
[0032]图2为本申请实施例提供的一种兼具电容检测功能的绝缘监测装置的模块结构示意图；
[0033]图3为本申请实施例中支路电容和支路接地电阻的检测原理示意图；
[0034]图4为本申请实施例中故障电流结构本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种兼具电容检测功能的绝缘监测装置，其特征在于，包括：变桥电路模块，与直流系统母线的正、负电压连接；电桥电路模块，与直流系统母线的正、负电压连接；多个交流电流互感器，分别固定安装在直流电源系统的各条分支母线上；超低频交流电流互感器，穿过直流系统母线的正、负电压引入线；信号采集模块，其多路数据输入端分别与所述多个交流电流互感器的数据输出端电性连接；所述信号采集模块用于根据所述多个交流电流互感器所采集到的电流信号，计算直流系统的各条分支母线的对地电容和对地电阻；超低频信号采集模块，其数据输入端与所述超低频交流电流互感器的数据输出端电性连接；所述超低频信号采集模块用于根据所述超低频交流电流互感器所采集到的电流信号，计算直流系统的总对地电容和总对地电阻；主MCU电路模块，与所述信号采集模块和超低频信号采集模块均双向通信连接；所述主MCU电路模块的第一控制信号输出端与所述变桥电路模块的控制信号输入端电性连接，所述主MCU电路模块的第二控制信号输出端与所述电桥电路模块的控制信号输入端电性连接。2.根据权利要求1所述的兼具电容检测功能的绝缘监测装置，其特征在于，所述电桥电路模块具体为不平衡桥电路，所述不平衡桥电路包括：第一不平衡桥，包括电阻R1、电阻R2和开关K1，所述电阻R1的一端与直流系统母线的正电压引入线连接，所述电阻R1的另一端经过所述电阻R2接地，所述电阻R1的另一端还经过所述开关K1接地；第二不平衡桥，包括电阻R3、电阻R4和开关K2，所述电阻R3的一端与直流...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘诗扬，王丽平，庞陆阳，翟瑞龙，陈勉，沈嘉棋，
申请(专利权)人：福建宁德核电有限公司，
类型：新型
国别省市：
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