专利名称：可减小母线电压波动的直流绝缘监测系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种可减小母线电压波动的直流绝缘监测系统及方法，属于直流IT 系统绝缘监测领域。
背景技术：
发电厂和变电站的直流系统为控制、保护、信号以及自动装置提供电源，为了保证供电的连续性和可靠性，直流系统一般设计为不接地系统，即IT系统。根据电力工程直流系统设计要求，需要对直流IT系统进行绝缘监测。目前大多数绝缘监测装置是通过平衡桥与不平衡桥结合的方法进行绝缘监测。通过切换不平衡电桥，测量在不平衡桥处于不同状态时正负极对地的电压值，利用测量的正负极对地电压值计算正负母线绝缘电阻。切换不平衡电桥，会引起母线电压的波动。近几年来从发电厂和变电站反馈的事故信息知道，直流系统母线电压波动太大，可能会发生继电保护误动。下面对绝缘监测装置切换电桥进行母线绝缘电阻测量时，引起母线电压的变化量进行分析。如
图1，绝缘监测电桥1由平衡桥电路11和不平衡桥电路12构成，设队=& = Rtl，R3 = R4 = Rc ；假设系统存在绝缘下降2，且正极对地绝缘电阻为R+，负极对地绝缘电阻为 R—，直流系统的母线电压为U。测量母线绝缘电阻值的工作过程为1.开关K2断开，开关K1断开，测量正极对地电压Utl+和负极对地电压Uch
丄+丄丄+丄U0= 1 1 R° 2 U ；U0=- 1 R+ 1 R° 2 U
--1----1-- --1---1--
R+ R_ R0R+ R_ R02.开关K2闭合，开关K1断开，测量正极对地电压U1+和负极对地电压U1-
丄丄1 1 1
_1] u^1 ^ + R2° 1 1R+1R°2RC1 u
--j---1---- H------1---1---1--
R+ R- R0 RcR+ R- R0 Rc3.开关K2断开，开关K1闭合，测量正极对地电压U2+和负极对地电压U2_
111 11
--1---1-- --1--U2= A1W U ；U2- 1 予》1 U
--1---h--1----——H---1---1-——
R+ R- R0 RrR+ R_ R0 Rc4.开关K1断开，计算正极对地绝缘电阻R+和负极对地绝缘电阻R_ R+=、;R=、
可以计算在开关K1或K2闭合时，正负母线对地电压的瞬时波动值为
权利要求
1.一种可减小母线电压波动的直流绝缘监测系统，包括平衡桥电路和不平衡桥电路两部分，平衡桥电路由接在母线正极与地之间的平衡电阻以及接在母线负极与地之间的平衡电阻组成，其特征在于所述不平衡桥电路由负极对地不平衡电阻、负极对地不平衡电阻切换开关、正极对地不平衡电阻、正极对地不平衡电阻切换开关构成；负极对地不平衡电阻与负极对地不平衡电阻切换开关串接并连接于母线负极与地之间；正极对地不平衡电阻与正极对地不平衡电阻切换开关串接并连接于母线正极与地之间；在所述不平衡桥电路的负极对地不平衡电阻与正极对地不平衡电阻中，至少有一个电阻的阻值是可变的。
2.如权利要求1所述的可减小母线电压波动的直流绝缘监测系统，其特征在于 所述负极对地不平衡电阻是单个电阻，所述负极对地不平衡电阻切换开关是单个开关。
3.如权利要求1所述的可减小母线电压波动的直流绝缘监测系统，其特征在于 所述负极对地不平衡电阻由若干个电阻经串联、或经并联或经串并联构成；所述负极对地不平衡电阻切换开关为多个开关。
4.如权利要求1所述的可减小母线电压波动的直流绝缘监测系统，其特征在于 所述正极对地不平衡电阻是单个电阻，所述正极对地不平衡电阻切换开关是单个开关。
5.如权利要求1所述的可减小母线电压波动的直流绝缘监测系统，其特征在于 所述正极对地不平衡电阻由若干个电阻经串联、或经并联或经串并联构成；所述正极对地不平衡电阻切换开关为多个开关。
6.一种可减小母线电压波动的直流绝缘监测方法，其特征在于包括以下步骤(1)在负极对地不平衡电阻切换开关断开时，测量母线正极对地电压仏+和母线负极对地电压U1-；(2)依次闭合负极对地不平衡电阻切换开关，两个切换开关闭合之间要有一段延迟时间；(3)当所有负极对地不平衡电阻切换开关闭合后，测量母线正极对地电压U2+和母线负极对地电压U2_ ；(4)依次断开负极对地不平衡电阻切换开关，两个切换开关断开之间要有一段延迟时间；(5)按下式计算母线正极对地绝缘电阻R+和母线负极对地绝缘电阻R-=R。Rc(u,+u2_ - u2+u, ) — ^^(υ^υ,,-υ^-)+ R0U1^U2.-RC(U1+U2_-U^U1J' - R0U1+U2 -RcCu^ui.-U1+U2_)式中=Rtl为对地平衡电阻的阻值，Rc为负极对地不平衡电阻的阻值。
7.一种可减小母线电压波动的直流绝缘监测方法，其特征在于包括以下步骤(1)正极对地不平衡电阻切换开关断开时，测量母线正极对地电压仏+和母线负极对地电压U1-；(2)依次闭合正极对地不平衡电阻切换开关，两个切换开关闭合之间要有一段延迟时间；(3)当所有正极对地不平衡电阻切换开关闭合后，测量母线正极对地电压U2+和母线负极对地电压U2_ ；(4)依次断开正极对地不平衡电阻切换开关，两个切换开关断开之间要有一段延迟时间；(5)按下式计算母线正极对地绝缘电阻R+和母线负极对地绝缘电阻R- =R。Rc(U1+u2— -U2+U,)— R0Rc(U2+U,_-U,+U2_)+ R0U2tU1.-RC(U1+U2_-U2tU1J' — R0U1+U2+-Rc^U1.-U1+U2_)式中=Rtl为对地平衡电阻的阻值，Rc为正极对地不平衡电阻的阻值。
8. 一种可减小母线电压波动的直流绝缘监测方法，其特征在于包括以下步骤(1)在负极对地不平衡电阻切换开关与正极对地不平衡电阻切换开关断开时，测量母线正极对地电压U0+和母线负极对地电压U0_ ；(2)依次闭合正极对地不平衡电阻切换开关，两个切换开关闭合之间要有一段延迟时间；(3)当所有正极对地不平衡电阻切换开关闭合后，测量母线正极对地电压仏+和母线负极对地电压U1-；(4)依次断开正极对地不平衡电阻切换开关，两个切换开关断开之间要有一段延迟时间，(5)依次闭合负极对地不平衡电阻切换开关，两个切换开关闭合之间要有一段延迟时间；(6)当所有负极对地不平衡电阻切换开关闭合后，测量母线正极对地电压U2+和母线负极对地电压U2_ ；(7)依次断开负极对地不平衡电阻切换开关，两个切换开关断开之间要有一段延迟时间；(8)按以下公式之一计算母线正极对地绝缘电阻R+和母线负极对地绝缘电阻R-R - RoRcQJ1--Uj R — R0Rc(U2+-U1+)+ R0U2--Rc(H)' - R0U1+-Rc(u2+-U1+)pt/ . 'τΛ ·R — RqRo(Uo+U2--U2+Uo-) r _ R0Rc(U2+U0_-U0+U2.) + r0u0_u2 -rc(u0+u2_-u2+u0_)' “ r0u0+u2_-rc(u2+u0_-u0+u2_)pt/ . 'τΛ ·R — R0RC(U0+U 丨—-U1+U0—)_ R0Rc(Uhm)K ,--τ-r ； I\-_--7-τ-RoU^U,,.-^^^.-^^) — R0U0+U1+-RC(U1+U0_-U0tU1J 式中=Rtl为对地平衡电阻的阻值，&为正极对地不平衡电阻和负极对地不平衡电阻的阻值。
全文摘要
本发明涉及可减小母线电压波动的直流绝缘监测系统及方法，系统由平衡桥电路和不平衡桥电路两部分构成。平衡桥电路由正极对地平衡电阻和负极对地平衡电阻构成。不平衡桥电路由负极对地不平衡电阻和正极对地不平衡电阻构成。负极对地不平衡电阻与正极对地不平衡电阻至少有一个，负极对地不平衡电阻与正极对地不平衡电阻的阻值至少有一个可以是可控、可变的，阻值是可以连续或阶梯变化。进行直流绝缘监测时，使正极、负极对地不平衡电阻连续变化或呈阶梯状变化，测量正极与负极的对地电压，计算出正母线与负母线的绝缘电阻。通过本发明进行绝缘监测时，不会引起母线正极与负极对地电压值瞬时过大的波动。
文档编号G01R31/12GK102486518SQ201010580870
公开日2012年6月6日 申请日期2010年12月3日 优先权日2010年12月3日
发明者南寅, 张广辉, 王亚非, 王洪, 王雪楠, 邢静原 申请人:北京人民电器厂有限公司