[发明专利]一种用于ITN系统的低频交流注入绝缘性能在线监测系统与检测方法

说明书

本发明用于ITN系统的低频交流注入绝缘性能在线监测系统与检测方法，在三相交流供电系统的变压器线路中性点连接一交流注入源，三相星形输出线路的四相输出线路上分别连接有虚拟等效电路，每相输出线路的虚拟等效电路分别并联连接有等效绝缘电阻和分布电容，四相输出线路的虚拟等效电路一端分别连接至每相输出线路上，另一端汇总连接至接地端；在中性点注入一个特定频率的低频交流信号，然后对电路中的三点进行取样，取样信号经放大调理、滤波、量化、再滤波、运算，算出系统的绝缘电阻和对地分布电容，评估ITN系统的绝缘状况；能够同时在线监测系统绝缘电阻和对地分布电容，确保系统运行安全可靠，结构简单，操作方便。

技术领域

本发明涉及电力行业输配电系统中一种用于ITN系统的低频交流注入绝缘性能在线监测系统与检测方法。

背景技术

电力行业的输配电系统的绝缘性能是输配电系统安全运行的关键指标，需随时监测系统绝缘电阻和对地分布电容，以评估系统整体绝缘状态，确保系统运行稳定、安全可靠；而ITN系统对地分布电容达到一定限值，系统等同于TT接地系统，系统绝缘故障会引发危险接触电压，易造成设备损坏、人身安全事故，存在重大安全隐患，现有技术中一般通过直流注入法进行系统绝缘监测，无法检测系统对地分布电容。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够同时在线监测系统绝缘电阻和对地分布电容，确保系统运行安全可靠，结构简单，操作方便，用于ITN系统的低频交流注入绝缘性能在线监测系统与检测方法。

本发明用于ITN系统的低频交流注入绝缘性能在线监测系统，其特征在于：包括输出线路按照星形连接的三相交流供电系统，三相交流供电系统的变压器线路中性点连接一交流注入源，交流注入源一端一限流电阻连接至三相星形输出线路的中性点，另一端连接至接地端；三相星形输出线路的四相输出线路上分别连接有虚拟等效电路，每相输出线路的虚拟等效电路分别并联连接有等效绝缘电阻和分布电容，四相输出线路的虚拟等效电路一端分别连接至每相输出线路上，另一端汇总连接至接地端；

所述交流注入源包括有一MCU，MCU连接有两路调制电路，每路调制电路分别连接有RC滤波模块，每个RC滤波模块分别连接一片增强型隔离式双通道栅极驱动器，两片增强型隔离式双通道栅极驱动器驱动四个场效应管，构成能够输出正弦交流信号的全桥电路；

所述正弦交流信号为2.5Hz，40v的低频交流信号；

所述MCU连接的调制电路为能够产生PWM(Pulse Width Modulation)调制信号的调制电路；

所述增强型隔离式双通道栅极驱动器型号为UCC21540；

本发明还涉及一种根据上述用于ITN系统的低频交流注入绝缘性能在线监测系统的检测方法，其特征在于：首先在ITN供电系统的中性点注入一个特定频率的低频交流信号，然后对电路中的三点进行取样，取样信号经调理，第一次滤波，使得取样信号峰-峰值尽量达到A/D的满档值，然后送入A/D转换器进行量化，量化后的数字信号通过串行外设接口(SPI)串行传送给MCU，对其进行软件算法第二次滤波，第二次滤波后的信号进行运算，分析出2.5Hz这一谐波分量的大小和相位，代入相关公式，计算出系统的绝缘电阻和对地分布电容，评估ITN系统的绝缘状况；

所述信号调理为通过信号调节电路进行信号放大处理；

所述第一次滤波经LPF低通滤波器进行滤除信号中的高次谐波；

所述第二次滤波经FIR滤波器进行滤波处理后，再经DFT离散傅里叶变换运算；