[发明专利]监测直流系统两极对地绝缘同时同比例下降的方法

说明书

技术领域

本发明涉及直流IT系统的绝缘监测技术。

背景技术

发电厂和变电站的直流系统为控制、保护、信号以及自动装置提供电源，直流系统安全、可靠、连续地运行对保证正常发电、供电具有极为重要的意义。为了保证供电的连续性和可靠性，直流系统一般设计为浮空制的不接地系统，即IT系统。根据电力工程直流系统的设计要求，需对直流IT系统进行绝缘监测。

现有的绝缘监测技术以电桥法为主，按照实现原理可以分为“平衡桥法”和“不平衡桥法”。两者在监测直流系统的接地故障时都存在缺陷：“平衡桥法”难以监测直流系统两极对地绝缘同时同比例下降的故障，且无法计算母线正、负极的对地电阻值；“不平衡桥法”不存在上述的缺陷，但电桥电路切换时却会引起母线电压的剧烈波动，严重时甚至导致保护继电器的误动。现有技术多采用“不平衡桥法”监测直流系统两极对地绝缘同时同比例下降的故障，同时，采取相应的措施，如定时投入不平衡桥等，尽量减少不平衡电路的切换次数。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种监测方法，可以有效确定直流系统是否存在两极对地绝缘同比例下降，且发生正极绝缘下降与负极绝缘下降的时间相差Δt的故障，并可以此作为触发条件，启动不平衡桥进行故障检测。

本发明采用以下技术方案：

一种监测直流系统两极对地绝缘同时同比例下降的方法，其步骤是：

实时采样母线正极的对地电压U₊及母线负极的对地电压U_-；

分析时间段T内母线正极的对地电压，或者母线负极的对地电压，又或者母线正、负极对地电压的绝对值差值的状态变化；

判断直流系统是否发生两极对地绝缘同比例下降，且两极绝缘下降的时间相差Δt的故障；

若发生所述故障，则启动不平衡桥进行故障检测。

进一步地：

当检测到直流系统母线正极的对地电压U₊发生变化：先上升ΔU_+r，经时间Δt后下降ΔU_+f，或者先下降ΔU_+f，经时间Δt后再上升ΔU_+r，且满足下列关系式：

ΔU_+r≥NU_d或ΔU_+f≥NU_d

且|ΔU_+r-ΔU_+f|≤ΔU₀

则确定直流系统已发生两极对地绝缘同时同比例下降的故障。

当检测到直流系统母线负极的对地电压U_-发生变化：先上升ΔU_-r，经时间Δt后下降ΔU_-f，或者先下降ΔU_-f，经时间Δt后再上升ΔU_-r，且满足下列关系式：

ΔU_-r≥NU_d或ΔU_-f≥NU_d

且ΔU_-r-ΔU_-f|≤ΔU₀

则确定直流系统已发生两极对地绝缘同时同比例下降的故障。

当检测到直流系统母线正、负极对地电压的绝对值差值U_abs发生变化：先上升ΔU_abr，经时间Δt后下降ΔU_abf，或者先下降ΔU_abf，经时间Δt后再上升ΔU_abr，且满足下列关系式：

U_abs＝|U₊|-|U_-|，ΔU_abr≥2NU_d或ΔU_abf≥2NU_d

且|ΔU_abr-ΔU_abf|≤2ΔU₀

则确定直流系统已发生两极对地绝缘同时同比例下降的故障。

所述的直流系统母线正极绝缘下降与负极绝缘下降的时间间隔Δt受下式约束：

Δt≥-τ₁*ln[1-(N*U_d)/(K*U)]

当母线负极先于母线正极出现绝缘下降故障时：