[发明专利]电压检测装置、阻抗隔离电路及控制方法

说明书

本发明涉及电压检测装置、阻抗隔离电路及控制方法，电压检测装置包括电压采集模块和阻抗隔离电路，电压采集模块的两个采集端分别连接电压互感器中检测阻抗的两端，检测阻抗与一条备用阻抗支路并联设置，该备用阻抗支路上串设有备用阻抗和控制开关，电压采集模块与电压互感器之间的连接线路上也串设有控制开关，当电压采集模块故障时，断开电压采集模块与电压互感器之间的连接，并投入备用阻抗。即便电压采集模块内的内部阻抗发生变化，也不会对电压互感器造成影响，隔离电压采集模块的异常阻抗对电压互感器阻抗的影响，保证其他采集回路测量的精度，而且能够提升直流电力系统运行的稳定性，保证了直流电力系统的正常工作。

技术领域

本发明涉及电压检测装置、阻抗隔离电路及控制方法，涉及高压直流电压检测技术领域。

背景技术

电压检测装置是电力系统中重要的测量设备。如图1所示，常规的电压检测装置主要包括两部分，为电压互感器和电压采集模块(电压采集模块通常为二次转换器或合并单元)，在应用中，电压互感器接入待测线路中，电压采集模块采集电压互感器上的电压，通过相应地转换得到待测线路的电压信息，并输出到其他设备。工程中电压采集模块可以采用冗余设计，即多个电压采集模块连接同一个电压互感器，电压采集模块之间可以理解为并联设置。通常情况下，电压互感器采集的母线输出电压较高，而电压采集模块所允许的输入电压较低，所以电压互感器需要将高电压转换成低电压。直流电压互感器的电压信号一般采用电阻分压或阻容分压的方式，如图1所示，电压互感器包括两种电阻，分别是分压阻抗R1和检测阻抗R2，分压阻抗R1是高压臂阻抗，阻抗值较大，检测阻抗R2是低压臂阻抗，阻抗值较小。其中，电压采集模块连接检测电阻R2的两端，用于采集检测电阻R2两端的电压。

电压采集模块的内部阻抗Rin是千欧级至兆欧级的，而直流电压互感器的检测阻抗R2是百欧级至千欧级的，所以电压采集模块对直流电压互感器的精度是有一定影响的，不过一般情况下这种影响是可控的。但是当电压采集模块出现故障时，电压采集模块内的内部阻抗就会发生变化，并且变化范围较大，最大到无穷大，最小可能到零，这对直流电压互感器阻抗的影响非常大，并且是不可预知的，不但造成测量误差变大，而且还有可能造成电力系统无法正常工作。另外，与交流互感器不同，直流电压互感器无法采用光耦隔离或磁隔离的方式对前后级进行阻抗及电气的隔离。

发明内容

本发明的目的是提供一种电压检测装置及控制方法，用以解决当电压采集模块出现故障时，由于电压采集模块内的输入阻抗变化范围较大而可能导致电力系统无法正常工作的问题。本发明同时提供一种阻抗隔离电路。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种电压检测装置，包括电压采集模块，其特征在于，还包括阻抗隔离电路，所述阻抗隔离电路包括备用阻抗支路和两条隔离支路，所述备用阻抗支路用于与电压互感器中的检测阻抗并联设置，备用阻抗支路上串设有备用阻抗和第一控制开关，所述备用阻抗与所述电压采集模块的内部阻抗的阻抗值相同；第一隔离支路的两端用于分别连接电压采集模块的其中一个采集端与所述检测阻抗的其中一端，第二隔离支路的两端用于分别连接电压采集模块的另一个采集端与所述检测阻抗的另一端，第一隔离支路和/或第二隔离支路上设置有第二控制开关。

所述电压检测装置还包括控制模块，所述控制模块控制连接所述第一控制开关和第二控制开关。

所述第一控制开关由控制开关K3和控制开关K4构成，所述备用阻抗支路上依次串设所述控制开关K3、所述备用阻抗和所述控制开关K4。

所述第二控制开关由控制开关K1和控制开关K2构成，所述第一隔离支路上设置所述控制开关K1，所述第二隔离支路上设置所述控制开关K2。

所述第一控制开关和第二控制开关为MOSFET。