[發明專利]一種快速直流絕緣監測電路和方法

在審

• 申請號: 202010195859.8
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111289859A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 杜吉飛;趙紅雁;張棟彬;張宇航;宋永攀
• 申請（專利權）人: 南京雁展科技有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

本發明公開了一種快速直流絕緣監測電路和方法，通過對采樣電阻兩端的電壓進行等時間間隔的有限次采樣，進而估計出采樣電壓曲線方程。注入電源的兩種輸出電壓交替變換，每輸出一種電壓后連續進行五次采樣，經過運算得到一個電壓曲線方程參數，根據兩種輸出電壓得到的兩個電壓曲線方程參數計算得到絕緣電阻值。本發明可以當直流系統存在接地電容及線路感抗的情況下，實現快速監測，而且受采樣誤差的影響很小，提高了監測精度。

技術領域

本發明屬于電氣監測領域，特別涉及了對直流系統的絕緣監測。

背景技術

隨著新能源及電力行業對的快速發展，直流系統大量應用于工業及民用的各種場合，然而直流系統無法運用傳統交流電原理的漏電保護技術，于是實時地進行絕緣監測就成了直流系統主要的安全監測手段，這里的絕緣監測是求出直流對地的絕緣電阻值。然而在實際應用中，當線路較遠端出現絕緣下降的時候，線路感抗是不容忽略的，以及直流系統可能存在不同的接地電容。當存在接地電容及線路感抗情況下，傳統絕緣監測方法是等待接地電容及線路感抗充電完成后再進行采樣，即可得到穩定采樣值，但由于監測電流極小，充電時間會很長，傳統絕緣監測方法會大大降低絕緣監測速度，不利于滿足監測的實時性和快速性要求。

發明內容

為了解決上述背景技術提出的技術問題，本發明提供了一種快速直流絕緣監測電路和方法，解決了直流系統存在接地電容及線路感抗的情況下，絕緣監測速度過慢的問題。

為了實現上述技術目的，本發明的技術方案為：

一種快速直流絕緣監測電路，包括正電橋電阻、負電橋電阻、采樣電阻和注入電源；所述注入電源能夠輸出兩種不同的電壓值v_g1和v_g2；所述正電橋電阻的一端與直流系統的正極連接，所述負電橋電阻的一端與直流系統的負極連接，正電橋電阻的另一端與負電橋電阻的另一端連接；所述采樣電阻的一端連接正電橋電阻與負電橋電阻的公共端，采樣電阻的另一端與所述注入電源的負極連接，所述注入電源的正極與大地連接；通過對采樣電阻兩端電壓的連續采樣，實現對直流系統的絕緣監測。

基于上述快速直流絕緣監測電路的快速直流絕緣監測方法，包括以下步驟：

(1)將所述注入電源的輸出電壓翻轉為v_g1，開啟階段1，對采樣電阻兩端電壓進行等時間間隔的連續采樣，依次得到5個采樣電壓v_{e1_0}、v_{e1_1}、v_{e1_2}、v_{e1_3}、v_{e1_4}；

(2)將步驟(1)得到的5個采樣電壓v_{e1_0}、v_{e1_1}、v_{e1_2}、v_{e1_3}、v_{e1_4}代入如下的五元方程組中：

上式中，f_a1x、f_a1y、f_b1、f_e1x、f_e1y分別代表5個不同的函數，A_1x、A_1y、B₁、E_1x、E_1y均為電壓曲線方程參數，且均為未知量，和分別為第i個采樣電壓對應的E_1x和E_1y；

(3)通過求解步驟(2)中的五元方程組來求取電壓曲線方程參數B₁；

(4)將所述注入電源的輸出電壓翻轉為v_g2，開啟階段2，對采樣電阻兩端電壓進行等時間間隔的連續采樣，依次得到5個采樣電壓v_{e2_0}、v_{e2_1}、v_{e2_2}、v_{e2_3}、v_{e2_4}；