[发明专利]一种直流绝缘监测电路和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体地说，涉及一种直流绝缘监测电路和方法。

背景技术

变流器等电力设备直流侧的运行状态直接影响到电力系统的安全性和可靠性。这些电力设备的直流侧一旦发生绝缘事故，将导致继电保护装置误动作，造成供电故障甚至大功率器件的损毁。为了防止此类事故发生，就需要用到绝缘监测电路。

绝缘监测主要是检测直流系统接地电阻，通过检测到的电阻来判断直流系统是否发生直流接地故障。现有的检测直流系统接地电阻的方法主要有平衡电桥法和双不平衡电桥法。

图1示出了平衡电桥法的电路原理图。

如图1所示，平衡电桥法是用直流系统的正负极等效接地电阻R_z、R_f和两个阻值相同的电阻R101、R102组成的电桥进行检测。

当系统正常，即系统的绝缘状况良好时，因为此时正极与负极对地绝缘电阻R_z和R_z的阻值相等，所以继电器103中仅有微小的不平衡电流流过，且小于继电器103的工作电流，所以此时继电器不工作，无报警信号产生。

当系统发生故障，即系统的正极或负极接地时，由电阻R101和电阻R102构成的电桥失去平衡，此时继电器103中由较大的不平衡电流流过。当该电流大于继电器103的工作电流时，继电器103工作，产生报警信号。

但是对于正负极等效接地电阻R_z和R_f同等下降或数值接近时，即使系统的正负极电压已经下降到了报警界限以下，该继电器103仍不工作。所以该电路无法实现上述情况的报警。

图2示出了双不平衡电桥法的电路原理图。

如图2所示，双不平衡电桥法是在直流系统的的正负母线之间设置两组电阻。其中第一组电阻包括电阻R201和电阻R202，第二组电阻包括电阻R203和电阻R204，其中电阻R201的阻值与电阻R204的阻值均为R，电阻R202和电阻R203的阻值均为R'，R和R'的取值不相等。在开关K切换的过程中，可以看作是R201和R202的位置互换。分别采样开关K处于不同位置时电阻Rj两端的电压，根据该电压即可计算出正负母线的对地等效电阻Rz和Rf。

双不平衡电桥法在正负极接地电阻同等下降的情况下，也能通过Uj1、Uj2(Uj1、Uj2分别为图2中K拨至左边和右边时Rj两端的电压)检测出来，从而弥补电桥法的缺陷。但双不平衡电桥法需要使用两套电路来回切换，电路加装的电子元器件过多。

基于上述情况，亟需一种能够有效、可靠地监测直流系统绝缘状态的电路。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种直流绝缘监测电路，包括：

电阻切换单元，其包括至少三个端部，其中，第一端部与被监测直流系统的正极连接，第二端部与所述被监测直流系统的负极连接，所述电阻切换单元能够将第一端部与第三端部之间的电阻阻值和第二端部与第三端部之间的电阻阻值相互切换；

第一电阻，其一端与所述电阻切换单元的第三端部连接，另一端与地连接；

第一电压测量单元，其连接在所述被监测直流系统的正负极两端；

第二电压测量单元，其连接在所述第一电阻两端。

根据本发明的一个实施例，所述第二电压测量单元改为连接在所述电阻切换单元的第二端部和第三端部之间，用于测量所述第二端部和第三端部之间的电压。

根据本发明的一个实施例，所述电阻切换单元包括：

串联在所述电阻切换单元的第一端部与第三端部之间的第二电阻和第三电阻；

串联在所诉电阻切换单元的第二端部与第三端部之间的第四电阻和第五电阻，其中所述第四电阻与所述第三电阻的阻值相等，所述第五电阻与所述第二电阻的阻值相等；

与所述第三电阻并联的第一切换开关；

与所述第四电阻并联的第二切换开关。

根据本发明的一个实施例，所述第一切换开关改为与所述第二电阻并联，所述第二切换开关改为与所述第五电阻并联。

根据本发明的一个实施例，所述第一切换开关和所述第二切换开关包括电子继电器。

根据本发明的一个实施例，所述第一电压测量单元和第二电压测量单元包括电压互感器。

本发明还提供了一种基于如上所述的直流绝缘监测电路的直流绝缘监测方法，所述方法包括以下步骤：

通过第一电压测量单元和第二电压测量单元分别获取第一电压和第二电压；