[发明专利]一种基于绝缘监测的全桥不控整流器故障诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种IT配电系统内不控整流器的故障诊断方法，具体涉及一种基于绝缘监测的全桥不控整流器故障诊断方法。

背景技术

整流器的故障主要是指整流桥中的二极管发生故障。二极管自身反向击穿或是桥臂的绝缘层被破坏等原因，会造成二极管发生短路，导致电流快速升高、导通压降陡降，严重时将损坏设备，使系统瘫痪；当出现二极管接线不良或是过流烧毁等情况，会造成二级管发生开路，可能导致其他二级管电流越限、输出直流电压纹波变大，影响设备的正常运行；这些是整流器最常见的故障以及危害。

通常情况下，整流器故障的形成是一个不断劣化的过程，表现在二极管的导通压降上，当导通压降升高或者降低到一定的限值时，即发生二极管的开路或者短路故障。所以，若能在故障发生初期，即故障的整流器还未造成巨大危害时，及时发现故障，则能够减小发生事故的概率，并能够为系统的维护工作提供方便。目前国内外用于诊断整流器故障的主要方法有：1.谱分析法；2.直接检测法；3.字典库诊断方法；4.专家系统方法；5.神经网络故障诊断等方法。

谱分析法是将故障的时域信号提取出来，通常采用傅里叶变化将故障时域信号变化到频域内进行分析，但此方法并未考虑二极管逐渐劣化的过程，仅以二极管直接开路和短路进行分析；直接检测法通过检测二极管两端的电压或是整流桥臂的电流来判断二极管是否发生故障，但是此方法需要较多的电压电流传感器，无形中增大了系统的成本和复杂性，导致系统可能要为传感器的故障付出更大代价；字典库诊断方法需要进行大量的数值仿真与实验来获得故障值和特征值，在实际系统中难以实现；专家系统方法和神经网络故障诊断方法都是具有强推算能力和人工智能模拟能力的方法，但是其训练样本不易获取、诊断能力不强、网络权值表现形式模糊等缺点导致这种方法的实际应用范围有限。

IT系统的应用需要依靠绝缘监测装置（IMD），其主要目的是对系统内发生的第一次接地故障进行监测并发出声、光报警；若能利用IT系统本身装设的IMD来监测二极管故障劣化，就能在整流器发生极端故障（短路故障、开路故障）之前，对整流器进行维护，达到消除隐患、防范事故发生的目的、且无需外加测量仪器仪表。特别是对于小型的、低功率的整流器，指示出故障二极管的范围意义不大，因为低功率二极管造价便宜，整流桥制作模块化，二极管没有拆卸与更换的必要；但是其一旦发生二极管短路或是开路故障，所带来的危害远比整流器的成本要高，所以在IT系统范畴内，若能利用本身自带的IMD来诊断故障整流器，提醒维护人员对整流器及时进行处理，则能够为整流器的维护工作带来便利，对于保证整个系统的安全性和电能质量也有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是，提出一种基于绝缘监测的整流器故障诊断方法。利用IT系统本身装设的IMD来监测二极管故障劣化过程，在整流器发生极端故障（短路故障、开路故障）之前，对整流器进行维护，达到消除隐患、防范事故发生的目的、且无需外加测量仪器仪表。利用本身自带的IMD来诊断故障整流器，提醒维护人员对整流器及时进行处理，能够为整流器的维护工作带来便利，对于保证整个系统的安全性和电能质量也有十分重要的意义。

本发明的技术方案是：一种基于绝缘监测的全桥不控整流器故障诊断方法，具体步骤如下：

a）、测量得到系统正常运行情况下的绝缘电阻R_t；

b）、将基于直流注入法的绝缘监测装置IMD注入源的正负极分别与IT系统带全桥不控整流器电路的中性线和大地相连，整个通路中，直流侧充当“激励电源”角色，交流侧充当“负载”角色，对于直流侧来说，交流侧可等值为一个直流电阻网络，从交流侧的等值直流网络端口看，等效认为承受一个直流电压源的作用；

简化后的直流阻抗等效网络具体如下：包括IMD注入源电压U_s、采样电阻R_s、干扰源电压U_c、干扰源等效内阻R_c、交流线路对地等效绝缘电阻R；R_s一端信号连接至R和R_c、一端信号连接至U_s一端，U_s另一端接地；R一端信号连接至R_s和R_c、一端接地；R_c一端信号连接至R和R_s、一端信号连接至U_c正极接线端，U_c负极接线端子接地；