[发明专利]监测交流电串入直流系统的装置及方法

权利要求书

1.一种监测交流电串入直流系统的装置，其特征在于包括：

交流电量采集电路，用于提取串入到直流系统的交流电信号；

采样信号调理电路，用于对提取的交流电信号进行调理，其输入接自交流电量采集电路的输出；

AD转换器，用于将调理后的交流模拟电信号转换成数字信号，其输入接采样信号调理电路的输出；

处理器，用于对AD转换器输出的数字信号进行运算，计算串入交流电压，并进行判断，在检测到交流电串入直流系统后，发出报警并记录直流母线的电压波形。

2.如权利要求1所述的监测交流电串入直流系统的装置，其特征在于：

所述的交流电量采集电路包括两个平衡电阻，两个平衡电阻分别连接在直流母线正极与地之间、直流母线负极与地之间。

3.如权利要求1所述的监测交流电串入直流系统的装置，其特征在于：

所述的交流电量采集电路包括两个平衡电阻、至少两个由分压电阻和隔直电容串联组成的交流信号提取电路；

两个平衡电阻分别连接在直流母线正极与地之间以及直流母线负极与地之间；

若是一个交流信号提取电路，则该交流信号提取电路接在直流母线正极和大地之间或接在直流母线负极和大地之间；

若是两个交流信号提取电路，则直流母线正极与大地之间及直流母线负极与大地之间各自连接一个交流信号提取电路。

4.如权利要求1所述的监测交流电串入直流系统的装置，其特征在于：

所述的交流电量采集电路包括至少一个由隔直电容和交流电压互感器的初级串联组成的交流信号提取电路；

若是一个交流信号提取电路，则该交流信号提取电路接在直流母线正极和大地之间或接在直流母线负极和大地之间；

若是两个交流信号提取电路，则直流母线正极与大地之间及直流母线负极与大地之间各自连接一个交流信号提取电路；

交流电压互感器的次级与采样信号调理电路连接。

5.一种监测交流电串入直流系统的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)用以下方法采集直流母线正极对地的电压U+和直流母线负极对地的电压U-：

设直流系统内可能串入的交流电频率为f，电压采样时间间隔为Δt，则在一个周期内的采样点数为：

n=1f×Δt]]>

设在第一个周期内采集到的电压分别为u₁、u₂……u_n，下一周期采集到的电压分别为u_n+1、u_n+2……u_2n，对采集到的各电压按如下运算得出各电压与上一个电压的差值：

Δu₁＝u₂-u₁

……

Δu_n＝u_n+1-u_n

……

Δu_2n-1＝u_2n-u_2n-1

在采集到u_n+1即采集n+1个电压后，对计算得到的Δu₁……Δu_n进行如下运算：

Uac=A×Δu12+......+Δun2n]]>

U_ac即为当前串入到直流系统的交流电的有效值，其中A为校正系数，

2)对计算得到的U_ac与设定的报警值U_aca进行比较，若U_ac大于设定的报警值U_aca，则实施报警，并对故障波形进行记录，否则继续步骤3)；

3)在采集第n+1个点以后，以后每采集一点即计算该点电压与上一个电压的差值，

在采集u_x即采集x个电压后，此处x为电压采集的序号，其值大于n+1，对计算得到的Δu_x-n……Δu_x进行如下运算：

Uac=A×Δux-n2+......+Δux2n]]>

4)在每个采样时间间隔Δt内，对计算得到的U_ac与设定的报警值U_aca进行比较；

5)若U_ac大于设定的报警值U_aca，则实施报警，并对故障波形进行记录，否则返回步骤3)。