[发明专利]一种高压直流电源闪络检测和参数计量系统及方法

说明书

本发明提供一种高压直流电源闪络检测和参数计量系统，包括信号采集部分和信号处理部分；信号采集部分包括第一取样电路、调理电路以及压频转换电路；信号处理部分用于进行是否发生闪络的判断；利用这样的一种高压直流电源闪络检测和参数计量系统闪络现象发生时，压频转换电路工作于超频范围，可以超高速的检测闪络现象。

技术领域

本发明涉及电源检测技术领域，具体是高压直流电源闪络检测和参数计量系统及方法。

背景技术

在高压直流电源的应用场景下，为了提高效率，追求让电场在尽可能高电压的状态下运行。电场处于闪络的临界状态，此时电场环境轻微扰动就会发生闪络。而在实际应用环境中，电场内环境每时每刻都会发生剧烈变化。这种条件下，电场内闪络现象的发生是不可避免的。闪络发生时电场瞬间短路，此时电流非常大。对高压直流电源及其负载(电除尘塔、电捕焦油器)的冲击很大。电源和负载零部件的损坏多是闪络导致的。闪络越是频繁，持续的时间越长，电源和负载的零部件损坏的情况就越多。只有尽快的检测闪络的发生，才有可能尽快停止电源对负载输出能量，进而减小闪络过程中的能量，从而最大程度的减小闪络现象对高压直流电源及其负载的伤害。同时可以看出，在这样恶劣的环境，对电源参数计量电路的抗干扰能力有很高的要求。

当前高压直流电源的闪络检测方案可以分为两大类，硬件电路检测和软件算法检测。

硬件电路检测速度快，但多存在适应性差、容易误判或漏判、需要在现场调整电路器件参数、闪络状态下容易损坏等问题。同时硬件电路判断结果，都是与上下限比较得到的开关量信号，无法得到高压直流电源输出电压电流的计量值。参数计量需要并行一条用于计量的信号传递通道。

软件算法检测准确性高、适应性强、可以兼顾闪络判断和参数计量，但存在反应速度慢的问题。此类方案能达到的判断时间最短都在数百微秒以上。

发明内容

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

一种高压直流电源闪络检测和参数计量系统，包括信号采集部分和信号处理部分；

信号采集部分包括第一取样电路、调理电路以及第一压频转换电路；

第一取样电路，用于获取与电源串联的取样电阻两端的电压值，所述第一取样电路的输入端与电源输出端连接，获取电源输出电流信号，输出端与调理电路连接；

调理电路，用于对取样电阻两端电压值的信号进行滤波和放大，其输入端与取样电路连接，其输出端与第一压频转换电路连接；

第一压频转换电路，用于将电压信号转换为第一频率方波信号，其输出端与信号处理部分连接；

所述信号处理部分通过第一频率方波信号进行是否发生闪络的判断。

优选的，所述信号采集部分还包括光信号传输电路，光信号传输电路用于将第一压频转换电路输出的第一频率方波信号由电信号转换为光信号便于传输，与信号处理部分连接前将信号还原为电信号便于处理；

闪络检测模块通过信号采集部分采集的信号进行是否发生闪络的判断。

优选的，所述信号处理部分包括逻辑芯片，逻辑芯片包括闪络检测模块，闪络检测模块通过第一频率方波信号进行是否发生闪络的判断。

闪络检测模块通过第一频率方波的间隔时间判断是否发生闪络。

优选的，所述信号处理部分包括第一频率计量模块，第一频率计量模块获取第一频率方波信号，根据输入的第一频率方波信号计量第一频率方波，并输出计量值。

优选的，所述信号处理部分还包括辅助检测模块，辅助检测模块与所述闪络检测模块连接；

辅助检测模块获取来自第一取样电路多个连续的方波的时间做平均，闪络检测模块获取平均值作为检测结果，进行校准判断是否发生闪络。