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直流絕緣檢測的研究與應用
來源:作者:本站
  摘要:本文利用不平衡電橋法給出了一個較為精確的,用于電網直流系統計算正負母線絕緣值都出現降低的情況下的正、負絕緣電阻的公式。同時提出了一種主—從式的絕緣監測小系統的設計方案。即用一個絕緣主模塊來測量主回路的絕緣電阻,而用專門的支路模塊來判斷出現絕緣降低的那條支路,并且在實際應用中取得了很好的效果。
  關鍵詞:不平衡電橋 主—從式 絕緣監測

  1.引言

  發電廠和變電站的直流電源作為主要電氣設備的保安電源及控制信號電源,是一個十分龐大的多分支供電網絡。在一般情況下,一點接地并不影響直流系統的運行,但如果不能迅速找到接地故障點并予以修復,又發生另一點接地故障,就可能引起重大故障的發生。

  現有檢測直流系統絕緣的方法主要有電橋平衡原理和低頻探測原理。根據電橋平衡原理實現的絕緣監測裝置被廣泛使用,但它不能檢測直流系統正、負極絕緣同等下降時的情況;絕緣監測裝置即使報警,也不能直接得到系統對地的絕緣電阻大小。用低頻探測原理檢測接地故障是近幾年采用的一種新方法,但它所能檢測的接地電阻受直流系統對地分布電容的制約,而且低頻交流信號容易受外界的干擾,另外注入的低頻交流信號增大直流系統的電壓紋波系數??梢?,電橋平衡原理和低頻探測原理均存在若干難以克服的缺陷。本文提出一種新的檢測方法,即主回路用不平衡電橋檢測總的絕緣電阻,而支路用直流互感器來檢測到底是哪一路出現了絕緣降低。同時用單片機來實現這種檢測方法。 來源:www.tede.cn

  2.主回路的絕緣電阻的測量

  傳統的平衡電橋檢測原理如下圖-1,通過檢測電壓Uj和Um,再加上給定的電阻R來算出R 、R-,但當正負絕緣都出現降低的情況下,檢測的結果將與實際情況不符合。


圖-1

來源:輸配電設備網

  為了能檢測正負都絕緣降低的情況,下文設計一種不平衡電橋測量法。并用MCS 80C196KC單片機來實現,如圖-2所示。首先我們先說明一下電子繼電器AQW214的用法,當AQW214的1、2腳導通時,7、8腳也導通;而且導通的內阻很小。同理,3,4腳導通時,5、6腳也導通。而且,AQW214的耐壓值可以達到400V,即當7、8,或5、6不導通時,它們兩端可以承受400V的電壓。所以我們可以通過控制P10的電平,來控制1、2腳的導通而達到控制JK1的導通與關斷。同理,通過控制P11的電平來控制JK2的導通與關斷。第一步,JK1、JK2都斷開,我們通過80C196單片機的A/D口的AC4通道采集C4兩端的電壓,從而測得Um。第二步,JK1斷開、JK2閉合,通過A/D口的AC5通道采集C2兩端的電壓,從而測算得Uj,記此時測得的電壓Uj為Uj1。第三步,JK1閉合、JK2斷開,記此時測得的電壓Uj為Uj2。很明顯的Uj1與R ,R-有關系,Uj2也與R ,R-有關系。從而可以得到一個二元方程。在此,因為R與R3之和等于R與RW2之和,故將R與R3之和稱為R,將R與RW2之和也稱為R。從而可以得到公式1-1和1-2。
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