[發(fā)明專利]帶電壓偏差補償?shù)慕^緣監(jiān)測裝置及其電壓偏差補償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410835527.6
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104505808B
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張萬征;劉國永;徐學來;許克;袁義智;李常勇
• 申請（專利權(quán)）人: 山東智洋電氣股份有限公司
• 主分類號: H02H3/26
• 分類號: H02H3/26;G01R31/12
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標代理有限公司37212
• 代理人: 耿霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種絕緣監(jiān)測裝置壓差調(diào)節(jié)裝置，具體涉及一種帶電壓偏差補償?shù)慕^緣監(jiān)測裝置及其電壓偏差補償方法。

背景技術(shù)

直流電源的安全可靠運行對于變電站的安全可靠運行至關(guān)重要。但由于直流電源供電設(shè)備多，供電線纜長，在實際運行中經(jīng)常出現(xiàn)直流接地等故障。雖然直流系統(tǒng)浮地運行，單點接地不影響系統(tǒng)的正常運行，但必須盡快查找故障予以消除，否則發(fā)生第二點接地時，就會造成繼電器或保護裝置誤動作，引起嚴重后果。目前，變電站中普遍使用了直流系統(tǒng)絕緣及選線裝置，起到了較好的效果。

直流絕緣監(jiān)測裝置只能監(jiān)測到直流系統(tǒng)絕緣降低，但是直流系統(tǒng)發(fā)生單極或兩極絕緣降低時，如果造成直流系統(tǒng)對地電壓偏差過大，即使對地絕緣電阻沒有降低到絕緣告警的程度，也會對直流系統(tǒng)的安全運行留有隱患。這個時候比較好的方法是采取相應(yīng)的補償措施減小直流系統(tǒng)對地電壓的偏差，使其恢復到安全范圍，從而保證直流系統(tǒng)的安全運行。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題中的不足，本發(fā)明的目的在于：提供一種帶電壓偏差補償?shù)慕^緣監(jiān)測裝置，精確補償直流系統(tǒng)對地電壓的偏差，保證直流系統(tǒng)的安全運行，消除安全隱患，提供一種電壓偏差補償方法，實現(xiàn)集電極與發(fā)射極之間的電流大小的平滑控制，補償直流系統(tǒng)對地電壓的偏差。

本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

所述帶電壓偏差補償功能的絕緣監(jiān)測裝置，包括絕緣監(jiān)測器和平衡橋電路，還包括補償電路和控制單元，補償電路包括正極補償三極管和負極補償三極管，正極補償三極管集電極連接至直流母線正極，發(fā)射極通過限流電阻R3連接至地線，負極補償三極管集電極連接至地線，發(fā)射極通過限流電阻R4連接至直流母線負極，正、負極補償三極管的基極分別通過限流電阻R5和限流電阻R6連接至切換開關(guān)，切換開關(guān)和絕緣監(jiān)測器連接至控制單元。

本發(fā)明所述平衡橋電路由連接到直流母線正極和地線之間的平衡電阻R1、連接到直流母線負極和地線之間的平衡電阻R2組成，正常情況下，正、負極補償三極管的基極電壓均0，兩者工作在截止區(qū)，集電極與發(fā)射極之間無電流流過，絕緣監(jiān)測器監(jiān)測到的直流母線正極對地電阻和直流母線負極對地電阻阻值發(fā)送至控制單元。

假設(shè)直流母線正極對地電阻為R+，當R+降低時，將導致直流母線正、負極對地電壓偏差過大。根據(jù)基爾霍夫定律，流過平衡電阻R1和直流母線正極對地電阻R+的電流之和等于流過平衡電阻R2的電流，可寫作I₁+I₊＝I₂。此時，切換開關(guān)連接負極補償三極管與控制單元，通過控制單元調(diào)節(jié)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出電壓V2，使負極補償三極管工作在放大區(qū)，此時負極補償三極管集電極與發(fā)射極之間會有電流I_C流過，當I_C的大小與I₊一致時，那么直流母線正、負極對地電壓即可達到平衡，實現(xiàn)對地電壓偏差的精確補償。

其中，優(yōu)選方案為：

所述切換開關(guān)通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接至控制單元，數(shù)模轉(zhuǎn)換器將控制單元輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，以供正、負極補償三極管使用。

所述切換開關(guān)采用繼電器，繼電器常開觸點和常閉觸點分別與限流電阻R6和限流電阻R5相連，繼電器線圈與控制單元相連，控制單元根據(jù)當前電路情況，切換與控制單元連接的補償三極管。

所述控制單元為單片機，例如51系列，應(yīng)用廣泛，成本較低。

本發(fā)明還提供一種電壓偏差補償方法，包括以下步驟：

第一步，絕緣檢測裝置將采集的直流母線正極對地電阻R+和直流母線負極對地電阻R-傳輸至控制單元；

第二步，控制單元對直流母線正極對地電阻R+和直流母線負極對地電阻R-的阻值進行判斷，如果控制單元檢測到直流母線正極對地電阻R+降低，控制單元控制切換開關(guān)與限流電阻R6相連，調(diào)節(jié)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出電壓V2，控制通過限流電阻R4的電流，使其與通過電阻R+的電流相等，如果控制單元檢測到直流母線負極對地電阻R-降低，控制單元控制切換開關(guān)與限流電阻R5相連，調(diào)節(jié)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出電壓V1，控制通過限流電阻R3的電流，使其與通過電阻R-的電流相等，完成補償。

數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出電壓V2的調(diào)節(jié)原理為：