[发明专利]微电网三相IT系统电能质量与绝缘性能在线检测装置

说明书

一种微电网三相IT系统电能质量与绝缘性能在线检测方法，由包括控制器单元、绝缘信号取样单元、电压电流取样单元的装置实现。电压电流取样单元、绝缘信号取样单元分别用于获取三相电压电流信号和监测窄脉冲电压信号、对地窄脉冲电压信号并送至控制器单元进行电能质量与绝缘性能在线检测；对地窄脉冲电压信号由控制器单元控制第一信号取样支路、第二信号取样支路、第三信号取样支路中的第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关开通获取。所述方法无需注入外加独立信号，即可实现对三相三线制交流IT系统的电能质量与绝缘性能在线监测；能够准确计算出3根母线各自的对地绝缘电阻值，除能够监测短路故障外，还能够判断母线绝缘劣化的程度。

技术领域

本发明涉及一种电网性能在线监测方法与设备，尤其是一种微电网三相IT系统电能质量与绝缘性能在线检测方法及装置。

背景技术

太阳能、风能、地热能发电系统，以及移动发电车、汽柴油发电机等微电网系统对矿井、野外医疗车、船舶等负荷供电时，要求供电的可靠性高，安全性好。采用IT系统供电是一种很好的选择。IT系统出现第一次故障时故障电流小，电气设备金属外壳不会产生危险性的接触电压，因此可以不切断电源，使电气设备继续运行，但需要对其电能质量及绝缘性能进行在线监测并通过报警装置告知，及时检查消除故障。

目前的IT系统绝缘在线监测中，广泛采用基于注入信号的检测方法，通过采集注入信号时采样电阻的电压或者IT系统相线上的电流，当IT系统对地短路或者绝缘劣化时，其对地绝缘电阻下降，注入信号时采样电阻上的电压或者IT系统相线上的电流中故障特征量剧增，可据此进行判断。采用注入信号法监测IT系统绝缘时，不管注入的是直流信号、单频交流信号，还是双频交流信号，都需要相应的独立信号源，系统复杂；且独立信号源的电压有效值不允许超过50V，给故障特征量的判断及故障选线定位带来困难。

发明内容

为了解决IT系统绝缘在线监测中存在的问题，本发明提供了一种微电网三相IT系统电能质量与绝缘性能在线检测方法，所述方法将监测窄脉冲电压加载在相线之间通过保护地形成的回路上，形成相应的对地窄脉冲电压；依据监测窄脉冲电压及相应的对地窄脉冲电压进行绝缘性能在线检测；依据三相交流电压、电流数据分析电能质量。

所述监测窄脉冲电压为将所述三相IT系统的线电压以脉冲导通方式加载形成，通过电子开关脉冲式开通实现。所述电子开关脉冲式开通的时刻为三相IT系统线电压的过零点。

所述监测窄脉冲电压及相应的对地窄脉冲电压至少有3组。

本发明还提供了一种微电网三相IT系统电能质量与绝缘性能在线检测装置，用于实现上述电能质量与绝缘性能在线检测方法。所述装置包括控制器单元、绝缘信号取样单元、电压电流取样单元。

所述绝缘信号取样单元包括第一信号取样支路、第二信号取样支路、第三信号取样支路以及取样电阻；第一信号取样支路包括串联连接的第一电子开关、第一限流电阻，第二信号取样支路包括串联连接的第二电子开关、第二限流电阻，第三信号取样支路包括串联连接的第三电子开关、第三限流电阻；第一信号取样支路的一端连接至三相交流IT系统的相线 A，第二信号取样支路的一端连接至三相交流IT系统的相线B，第三信号取样支路的一端连接至三相交流IT系统的相线C；第一信号取样支路的另外一端、第二信号取样支路的另外一端、第三信号取样支路的另外一端与取样电阻的一端连接，取样电阻的另外一端连接至保护地。

所述三相交流IT系统的对地窄脉冲电压包括相线A对地窄脉冲电压、相线B对地窄脉冲电压、相线C对地窄脉冲电压，由控制器单元分别控制第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关开通获取。

所述装置实现电能质量与绝缘性能在线检测的具体步骤包括：

步骤1、采样获取相线A对地窄脉冲电压、相线B对地窄脉冲电压、相线C对地窄脉冲电压；采样获取三相交流电压、电流数据；