一种隔离放大器回路断线的识别方法及直流保护系统与流程

本发明涉及一种隔离放大器回路断线的识别方法及直流保护系统。

背景技术：

在中低压直流配电网系统中，一次电流和电压的采集不同于交流系统，交流系统通过ct和pt采集电流和电压，而直流系统是通过如图1所示的隔离放大器实现采集一次电流和电压，一次电压采集需经过电压隔离放大器隔离变换后，输出二次信号到保护装置；一次电流采集需经过分流器输出电压小信号，电压小信号经过电流隔离放大器隔离变换后，输出二次信号到保护装置，保护装置把收到的二次信号转换成一次值进行逻辑判断。

当中低压直流配电网系统未发生故障，但隔离放大器回路断线时，会造成直流保护装置误动作，因此，需要及时发现隔离放大器是否存在回路断线问题，防止因隔离放大器回路断线引起保护误动作的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种隔离放大器回路断线的识别方法及直流保护系统，以解决现有隔离放大器回路断线时会造成直流保护装置误动作的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种隔离放大器回路断线的识别方法，若隔离放大器输出电流值的绝对值小于隔离放大器零漂输出门槛值时，判断隔离放大器回路断线。

有益效果：本发明考虑到隔离放大器输出值会发生零漂，而零漂会影响判断隔离放大器回路断线的准确性，因此，通过判断隔离放大器输出电流值的绝对值小于隔离放大器零漂输出门槛值时，能够避免零漂的影响，准确的判断出隔离放大器回路是否真的断线，从而提高直流保护系统动作的准确性，进而提高直流系统的稳定性。

进一步的，所述隔离放大器包括电压隔离放大器和电流隔离放大器；

如果电压隔离放大器靠近母线侧，电流隔离放大器靠近接地侧时，当满足|ii2|＜k1且u＞uk时，判定电流隔离放大器回路断线；

其中，ii2为电流隔离放大器输出的电流值，k1为电流隔离放大器零漂输出门槛值，u为电压隔离放大器输入电压值，uk为电压隔离放大器输入电压门槛值。

进一步的，所述隔离放大器包括电压隔离放大器和电流隔离放大器；

如果电压隔离放大器靠近母线侧，电流隔离放大器靠近接地侧时，当满足|ii2|＜k1且|iu2|＜k2时，判定电流隔离放大器回路断线；

其中，ii2为电流隔离放大器输出的电流值，k1为电流隔离放大器零漂输出门槛值；iu2为电压隔离放大器输出的电流值，k2为电压隔离放大器零漂输出门槛值。

为实现上述目的，本发明提出一种直流保护系统，包括隔离放大器和直流保护装置；所述直流保护装置采样连接隔离放大器的输出端；

直流保护装置检测到隔离放大器输出电流值的绝对值小于隔离放大器零漂输出门槛值时，判定隔离放大器回路断线。

有益效果：本发明的直流保护系统考虑到隔离放大器输出值会发生零漂，而零漂会影响判断隔离放大器回路断线的准确性，因此，通过判断隔离放大器输出电流值的绝对值小于隔离放大器零漂输出门槛值时，能够避免零漂的影响，准确的判断出隔离放大器回路是否真的断线，从而提高直流保护系统动作的准确性，进而提高直流系统的稳定性。

进一步的，所述隔离放大器包括电压隔离放大器和电流隔离放大器；

如果电压隔离放大器靠近母线侧，电流隔离放大器靠近接地侧时，当满足|ii2|＜k1且u＞uk时，判定电流隔离放大器回路断线；

其中，ii2为电流隔离放大器输出的电流值，k1为电流隔离放大器零漂输出门槛值，u为电压隔离放大器输入电压值，uk为电压隔离放大器输入电压门槛值。

进一步的，所述隔离放大器包括电压隔离放大器和电流隔离放大器；

如果电压隔离放大器靠近母线侧，电流隔离放大器靠近接地侧时，当满足|ii2|＜k1且|iu2|＜k2时，判定电流隔离放大器回路断线；

其中，ii2为电流隔离放大器输出的电流值，k1为电流隔离放大器零漂输出门槛值；iu2为电压隔离放大器输出的电流值，k2为电压隔离放大器零漂输出门槛值。

附图说明

图1为现有直流保护系统原理图；

图2为本发明隔离放大器一次值与二次值之间的变换关系图；

图3为本发明所采用的隔离放大器结构示意图；

图4为本发明对隔离放大器回路断线的判别逻辑图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，下面结合附图及实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式并不局限于此。

本发明中所针对的隔离放大器是三口隔离模式，包括输入、输出和供电部分，具体如图3所示，输入部分为一次输入回路，输出部分为二次输出回路，供电部分为24v的工作电源回路。正常情况下，工作电源为24v时，二次输出回路输出的二次值为4～20ma。隔离放大器回路断线分为三种情况，隔离放大器输入回路断线、隔离放大器24v工作电源回路断线和隔离放大器二次输出回路断线。

当隔离放大器输入断线时，直流保护装置接收到的二次信号为12ma，12ma转换为保护一次值为零，直流保护装置不会发生保护动作，即电流或电压为零时不会造成保护误动。

当隔离放大器24v电源回路或二次输出回路断线时，直流保护装置接收到的二次信号为0ma，二次值0ma转换为一次值为1.5倍下限值，会造成电压和电流保护误动。

具体来说，是因为保护装置根据采集到的二次直流小信号，转换为一次值用于逻辑计算，隔离放大器一次值与二次值之间的变换关系如图2所示，对于任意二次采样值x折算至一次值y的折算关系表达式为：

式中：x为采样的二次值；y为变换后的一次值；xmin为隔离放大器的二次值下限；xmax为隔离放大器的二次值上限；ymin为隔离放大器的一次值下限；ymax为隔离放大器的一次值上限。

需要说明的是，二次值指隔离放大器输出的电流值，一次值指隔离放大器输入电流值。

当隔离放大器24v工作电源回路断线或二次输出回路断线时，保护装置测量到二次信号为0ma，根据公式(1)能够计算出一次值为1.5倍一次下限值，就会造成电压或电流保护误动作，因此，需要及时识别该断线，才能准确的采取防误动措施。

因此，本发明的方法实施例为：

在正常输出时，采样的二次值会发生零漂，而零漂值(二次值)一般都小于0.01ma，因此，考虑到零漂会对24v工作电源回路断线或二次输出回路断线的影响，会造成不能有效识别出断线故障，因此，本发明针对隔离放大器断线采用如图4所示的判别逻辑，对隔离放大器的断线故障进行识别，其所基于的直流系统如图1所示，电压隔离放大器靠近母线侧，电流隔离放大器靠近接地侧。

对于电压隔离放大器的逻辑判别为：

|iu2|＜k2(2)

其中，iu2为电压隔离放大器输出电流值，k2为电压隔离放大器输出门槛值(0.01ma≤k2≤0.02ma，默认取0.01ma)。

如果满足上述逻辑判别式(2)，则可以判定为电压隔离放大器回路断线，瞬时对其实施闭锁电压保护,发出电压隔离放大器断线告警信号，否则实施开放电压类保护。

对于电流隔离放大器的逻辑判别为：

|ii2|＜k1(3)

|ii2|＜k1且u＞uk(4)

|ii2|＜k1且|iu2|＜k2(5)

其中，ii2为电流隔离放大器输出电流值，u为电压隔离放大器输入电压值；uk为电压隔离放大器输入电压门槛值(0.6un≤uk≤0.9un，默认取0.7un，un为额定电压值)，k1为电流隔离放大器输出门槛值(0.01ma≤k1≤0.02ma，默认取0.01ma)。

如果满足上述逻辑判别式(3)，则可以判定为电流隔离放大器回路断线，瞬时对其实施闭锁电流保护,发出电流隔离放大器断线告警信号，否则实施开放电流类保护。

为了进一步判断电流隔离放大器回路是否真的断线，可以通过增加判断电压隔离放大器有电压即逻辑判别式(4)或判断电压隔离放大器输出无电流即逻辑判别式(5)，判定电流隔离放大器回路断线，瞬时对其实施闭锁电流保护,发出电流隔离放大器断线告警信号，否则实施开放电流类保护。通过增加对电压隔离放大器电压信号或电流信号的判断，进一步提高对电流隔离放大器判断的可靠性。

直流保护系统实施例：

直流保护系统包括隔离放大器和直流保护装置，直流保护装置采样连接隔离放大器的输出端；直流保护装置检测到隔离放大器输出电流值的绝对值小于隔离放大器零漂输出门槛值时，判定隔离放大器回路断线。具体的判断逻辑在方法实施例中已详细介绍，此处不再赘述。

最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在本发明的权利要求保护范围之内。