[发明专利]基于24V电源系统的直流绝缘监测模块及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种绝缘监测模块，具体地说，是涉及一种基于24V电源系统的直流绝缘监测模块及其实现方法。

背景技术

目前，发电厂和变电站的直流系统中分24V、48V、110V、220V等电压等级，其中，24V直流电源通常作为辅助电源被各设备广泛使用，现有技术中的监测模块往往采用不接地（单端接地）的方式，当出现一端接地时无法监测接地故障，若另一端再次出现接地点，会引起电源烧坏或发出误报警，导致继电器误动作，十分不利于电力系统的正常运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于24V电源系统的直流绝缘监测模块及其实现方法，主要解决现有技术中存在的监测模块无法对辅助电源的接地检测实现准确监测，不利于电力系统正常运行的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于24V电源系统的直流绝缘监测模块，包括负载M，还包括微处理器和与微处理器相连的用于对母线进行绝缘监测的不平衡电桥检测电路，以及与微处理器相连且设置于负载M两端的控制回路。

具体地说，所述不平衡电桥检测电路包括均连接于微处理器与地之间的电路U1、电路U2、电阻R1、电阻Rz、电阻R2、电阻Rf，所述电路U1由相互串联的电阻Ra、开关S1构成，电路U2由相互串联的电阻Rb、开关S2构成，其中，电阻R1与电阻R2的阻值相同，电阻Ra与电阻Rb的阻值相同。

进一步地，所述控制回路包括连接于负载M与地之间的接触器K，一端与微处理器相连、另一端通过接触器K与地相连的开关S3，均连接于微处理器与地之间的电阻R3、电阻R4，其中，电阻R3与电阻R4的阻值相同。

考虑到实际需求，所述微处理器还连接有显示屏和操作单元。

作为优选，所述显示屏为液晶触摸显示屏，所述操作单元为键盘。

基于上述硬件设备，本发明还提供了一种基于24V电源系统的直流绝缘监测模块的实现方法，包括以下步骤：

（1）将不平衡电桥检测电路与母线相连，并将控制回路与负载M相连；

（2）设定母线对地电压的变化上限值，微处理器对母线的对地电压进行实时监测，在监测到母线对地电压发生变化超过已设定的变化上限值时控制不平衡电桥检测电路中的开关K1和开关K2进行切换。

本发明中，所述不平衡电桥检测电路包括均连接于微处理器与地之间的电路U1、电路U2、电阻R1、电阻Rz、电阻R2、电阻Rf，所述电路U1由相互串联的电阻Ra、开关S1构成，电路U2由相互串联的电阻Rb、开关S2构成，其中，电阻R1与电阻R2的阻值相同，电阻Ra与电阻Rb的阻值相同，所述电阻Rz和电阻Rf的阻值由以下方式得出：

将开关S1和开关S2均断开，设此时电阻Rz两端的电压为Uz，电阻Rf两端的电压为Uf，根据欧姆定律得出方程式一：

Uz（R1+Rz）/R1Rz=Uf（R1+Rf）/R1Rf，并测量出此时的电压Uz和电压Uf；

将开关S1闭合，并将开关S2断开，设此时电阻Rz两端的电压为Uz1，电阻Rf两端的电压为Uf1，根据欧姆定律得出方程式二：

Uz1（R1Rz+RaRz+R1Ra）/R1RaRz=Uf1（R1+Rf）/R1Rf，并测量出此时的电压Uz1和电压Uf1；

将开关S1断开，并将开关S2闭合，设此时电阻Rz两端的电压为Uz2，电阻Rf两端的电压为Uf2，根据欧姆定律得出方程式三：

Uz2（R2+Rz）/R2Rz=Uf2（R2Rf+RaRf+R2Ra）/R2RaRf，并测量出此时的电压Uz2和电压Uf2；

其中，电压Uz、电压Uf、电压Uz1、电压Uf1、电压Uz2、电压Uf2均为测量得出的已知值，电阻R1、电阻R2、电阻Ra均为已知的固定值，联立上述方程式便可得出电阻Rz 和电阻Rf的值。

更进一步地，所述控制回路中，负载M为跳闸出口中间继电器，相应地，所述控制回路为跳闸出口中间继电器线圈控制回路。

本发明中，所述电阻R3和电阻R4的阻值相等且大于跳闸出口中间继电器阻值R的1.33倍；所述跳闸出口中间继电器的动作功率大于/等于5W。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）通过使用本发明能够对24V电源系统实现较为准确的绝缘监测，且所使用的元器件较少，因而模块体积小巧，便于安装，成本低廉。