1.一种具有绝缘监测及主动防范功能的控制保护系统,其特征在于,包括dc/dc电源模块、开入元件线性光耦采样模块以及绝缘监测装置;
所述dc/dc电源模块的输出端和开入元件输入端口的电源接口相连接;
所述开入元件线性光耦采样模块用于监测开入元件输入端口的电压,判断其是否开入,并监测其电压u开入n,n为正整数;
所述绝缘监测装置连接在dc/dc电源模块的输出端和开入元件输入端口的电源接口相连接的线路上,用以检测判断母线的正负极是否正常运行,当判断为负极接地、正极接地时启动母线对地电阻检测流程,计算出母线接地电阻,然后启动支路选线功能,选出故障支路后再进行接地电阻计算流程。
2.如权利要求1所述的具有绝缘监测及主动防范功能的控制保护系统,其特征在于,所述绝缘监测装置包括两母线电压监测模块和一检测桥电阻模块;其中,一母线电压监测模块的一端接在正极母线上,另一端接地;另一母线电压监测模块的一端接在负极母线上,另一端接地;检测桥电阻模块的一端接在负极母线上,另一端通过刀闸开关来接地。
3.如权利要求2所述的具有绝缘监测及主动防范功能的控制保护系统,其特征在于,所述母线电压监测模块和所述开入元件线性光耦采样模块结构相同,均包括依次连接的线性电阻分压单元、电容滤波单元、线性光耦采样单元以及数模转换单元;所述性电阻分压单元用于将流经线性光耦的电流调整到线性光耦的线性区,所述电容滤波单元用于将非正常的干扰阻止进入到线性光耦采样单元,所述线性光耦采样单元用于采集流经线性光耦的电流,并将其转换成数模采样单元适应的模拟量,所述数模转换单元用于将线性光耦转换后的模拟量转换成数字量,根据转换后的数字量判断是否存在交流窜入,并对其窜入干扰电压进行计算。
4.如权利要求3所述的具有绝缘监测及主动防范功能的控制保护系统,其特征在于,所述绝缘监测装置检测判断母线的正负极是否正常运行的方式为:
其中,线性电阻分压压单元的电阻为r1,检测桥电阻模块的电阻为r2,正常运行时,刀闸断开;
正常运行时,母线正极的母线电压为um正,
正常运行时,母线负极的母线电压为um负,
正常运行时,开入测量模块测得的开入两端电压为u开入n,
正常运行,绝缘无异常时,um正=um负;
当um正>um负时,并且差值超出第一设定值,则判断为负极接地;
当um负>um正时,并且差值超出第二设定值,则判断为正极接地。
5.如权利要求2所述的具有绝缘监测及主动防范功能的控制保护系统,其特征在于,所述绝缘监测装置启动母线对地电阻检测流程的方式为:先记录刀闸开关合闸前后的母线电压,根据母线电压的变化计算母线对地电阻;
母线正极的对地电阻为rm+,母线负极的对地电阻为rm-;
刀闸开关合闸前,母线正极的母线电压为um正1,母线负极的母线电压为um负1,
刀闸开关合闸后,母线正极的母线电压为um正2,母线负极的母线电压为um负2,
则
6.如权利要求3所述的具有绝缘监测及主动防范功能的控制保护系统,其特征在于,所述绝缘监测装置启动支路选线功能的方式为:
当u开入n=um负时,则认为该电缆芯支路金属性接地;
当u开入n<um负且大于设定的干扰值时,则认为该电缆芯支路存在电阻接地,进入电缆芯接地电阻计算流程:
7.如权利要求4所述的具有绝缘监测及主动防范功能的控制保护系统,其特征在于,当母线正极的母线电压为um正,或者母线负极的母线电压为um负,又或者开入元件线性光耦采样模块测得的开入两端电压u开入n的交流分量大于设定值时,报交流窜入;如果某个开入元件u开入n的交流分量大于um正,um负的交流分量,则判断为干扰从该开入元件窜入,否则判断为干扰从母线窜入。
8.如权利要求1所述的具有绝缘监测及主动防范功能的保护系统,其特征在于,当判断为母线的正极接地时,则根据设定主动提高所有开入元件的动作电压或者加大其防抖动延时;当判断为母线的负极负极接地,并且选线出某个光耦外部电缆芯支路接地时,则根据设定主动提高该开入元件的动作电压或者加大其防抖动延时,甚至将其闭锁。
9.如权利要求7所述的具有绝缘监测及主动防范功能的控制保护系统,其特征在于,当判断为交流干扰从母线窜入时,则根据设定主动提高所有开入元件的动作电压或者加大其防抖动延时;当判断为开入元件窜入时,则根据设定主动提高该开入元件的动作电压或者加大其防抖动延时。
10.如权利要求7所述的具有绝缘监测及主动防范功能的控制保护系统,其特征在于,当判断为干扰从母线或者开入元件窜入时,则根据设定增加滤波功能,将交流分量过滤,以避免交流干扰对开入元件的影响。