龙健
遵义光明电力实业有限公司 贵州省遵义市 563000
摘要：本次研究中笔者针对传统监测方式的不足，提出了新型直流系统绝缘在线监测方法---动态差值法，这一项方式主要采取了将绝缘监测装置与监控主机相互配合的方式，在通过CAN总线的连接与构成中形成监测系统，进而完成多个直流系统的绝缘监测系统。其中在本次试验之中通过注入直流电流的方式进而提高了监测的精度，这种情况在一定程度上将传统直流系统的监测方式进行打破。
关键词：直流系统；绝缘；在线监测；监测方法
1、引言
通常情况下，发电厂与变电站的直流系统是控制信号以及自动装置的主要工作电源，其中它的运行状态从本质上决定了发电厂以及变电站能不能正常进行运行。[1]其中在直流系统之中比较常见的一种绝缘破坏装置主要是支路接地，如果在发生故障的时候无法及时的将接地点进行排除，那么在会导致直流电源出现短路的现象，进而会出现比较严重的后果。现如今，我国主要采取直流系统的绝缘监测主要分为单个方法，其一是电桥法、其二是注入信号法、其三是直流漏电监测接地监测法。[3]这三种方法均有着比较明显的缺点，其中在使用电桥法进行监测的时候，仅仅对直流系统的绝缘状态进行分析，并无法实现故障的分支定位，在使用变频探测法对故障进行监测的时候，会在一定程度上增大系统电压的纹波系数，这样一来则会对供电的质量产生影响，并且还在一定程度上会受到系统分布电容量的影响。在使用直流漏电电流监测方法的时候，如果漏电流比较小，会无法进行测量，并且也会在一定程度上对故障监测的准确度产生影响。
在本次研究中笔者主要采取的直流系统绝缘在线监测方法是一种能够在短时间内监测出故障支路的一种方法，这种方法被称为动态差值法，所谓的动态差值法主要是指在通过控制两侧投切电阻之后会获得母线的漏电流，并且也会实现母线的绝缘监测，并且能够获得支路电压变化的基本情况，能够以漏电流变化量的数值对支路绝缘监测进行分析。从整体角度分析，这种监测方法不仅可以监测出多条支路同时接地的故障，并且也不会产生影响，这样能够消除传感器零点漂移所引发的漏报，也在一定程度上提高了监测的精度。
2、新型绝缘监测电路工作的基本原理
图1 新型绝缘监测电路的基本原理图中可以得知，在虚线框内绝缘监测装置的主电路部分以及直流信号所产生的采样电阻能够根据具体的情况进行改变，这样一来才能真正调整采样信号的大小[3]。在图2 之中，R1与R2的阻值要超过绝缘电阻的分压电阻，在组成分压电路之后能够完成对正母线以及父母先的电压采用。其中在二极管D1与D2阻止直流系统的电流流行信号能够产生电路，这样能够避免注入信号所产生的电路所造成的干扰，在二极管D2参与测量的负母线绝缘电阻之中，能够有效阻止电流在注入信号之后所产生的电路流回负母线。
图1 绝缘监测系统的基本结构
其中，新型的绝缘监测电路的具体工作主要包括以下阶段：是直流系统绝缘电阻作为一种缓变参数，这种情况下测量的时间比较多，所以会导致整个测量过程中会保持整个待测绝缘电阻会保持不变，在这种发展现状下，相对于的注入信号会导致整个电路无法正常工作，并且在根据图2等效电路图中可以得出直流系统的总电压：
[4]
另外，在通过对U+、U-的大小对比，可以得知两个绝缘电阻的R-、R+的大小关系，其中在根据图2的对比分析之中，会得出相应的直流母线总电压的分压比：
图2 新型绝缘监测电路工作等效电路
3、绝缘监测电路的设计
图3 绝缘监测电路结构框架图
在图3之中绝缘监测电路的结构框架图主要包括了外围电路、监测装置主电路、采样电路、通信接口等部分，其中在绝缘监测电路之中的CPU主要采取了16位的单片机，将其作为监测系统的控制核心，其中具有多种片内外设，并且还具有一定的抗干扰能力，这样一来能够在比较复杂的环境之中实现对系统的所有要求。此外，在电路通信部分主要分为了两个部分，这两个部分能够实现与监控系统主机的数据交换，并且能够在主机的影响下发出相应的绝缘监测命令，等到CPU受到命令之后进行转换，这样一来能够控制继电器的开关，能够产生相应的脉冲信号，在这种情况下所计算出的绝缘电阻值能够通过485总线送回到监控系统主机之中。[5]其中如果出现绝缘故障，那么监测系统的CPU控制系统会发出警报，与此同时为进一步考虑到拓展的需要，需要在通信部分加入接口，这样一来，能够实现对程度升级以及对参数调整的功能。但是从整体角度分析，由于在线监测的直流系统的母线电压数量比较大，为从根本上保证CPU的正常工作，需要对继电器进行控制，并且要对通信部分采取隔离，这样一来才能进一步实现在线监测。
4、实验结果
在整个实验系统之中直流母线电压主要采取了稳流电压，并且最大的输出电压数量为1000V，在相应的范围之内电阻要并入到直流母线模拟直流系统的绝缘电阻之中，能够保证新型绝缘监测的方式与绝缘电阻的结果保持一致。[6]在整个实验过程之中，直流系统的正母线以及父母先对绝缘电阻的测量误差比较小，这种情况属于工程的需要，并且根据绝缘监测实验数据可以得知，绝缘电阻的实际数值之间的误差比较小，之所以产生小误差的原因是由于A/D采样的分辨率有限，并且在整个实验过程之中会导致舍入误差的影响，但是从整体角度分析，这种误差不会对直流系统的本身产生影响。[7]在根据整个实验可以得知，绝缘监测装置所监测出的绝缘电阻的数值具有一定的准确度，这种情况在一定程度上满足了设计的要求。
除此之外，在整个实验过程之中采用母线接入电阻切换的方式能够对监测系统的绝缘故障预警进行模拟，在根据以往数据的分析过程之中，能够根据绝缘电阻的整体变化量对预设判据的整体结果进行判断，其中可以得知预警结果的准确率比较高，甚至接近100%。
结语
在本次研究中所提出的新型直流系统绝缘在线监测方法，主要采取了监测装置与监控主机相结合的一种模式，从整体角度分下，这种方法能够对多个直流系统进行绝缘监测，并且能够实现绝缘故障保障以及故障预警的主要功能，在整个实验过程滞洪根据所预设的判据进行实施监测，其预警的结果准确率比较高，甚至高达100%。因此可以得知，在利用新型监测系统，不仅可靠，并且其监测的精度符合相关的标准要求。
参考文献：
[1]朱博楠.新型直流系统绝缘在线监测装置[J].科协论坛（下半月），2013，12：43-44.
[2]周军，朱博楠，杨圣强，王鹏.基于动态差值法的直流系统绝缘监测技术[J].电工技术学报，2015，01：235-241.
[3]聂海涛.新型直流系统绝缘在线监测及选线装置[J].电力学报，2007，01：94-95+99.
[4]赵强宝.新型直流系统绝缘在线巡检装置[J].中国集体经济（下半月），2007，07：160-161.
[5]李立伟，陈伟斌，马平.新型直流系统绝缘监测装置及其实现[J].高电压技术，2008，11：2322-2326.
[6]成林俞，戴瑜兴，熊书华，李显国.直流系统在线绝缘监测的研究及其实现[J].电子测量与仪器学报，2015，06：860-865.
[7]鲍谚，姜久春，张维戈，王嘉悦，温家鹏.新型直流系统绝缘在线监测方法[J].高电压技术，2011，02：333-337.
论文作者:龙健
论文发表刊物:《基层建设》2015年23期供稿
论文发表时间:2016/4/6
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