直流系统微机型绝缘监察装置桥电阻选择的依据

1、直流系统微机型绝缘监察装置桥电阻选择的依据0 概述近十多年来 , 直流系统绝缘监察装置由单一的告警继电器 , 发展为微机型接地检测装置 ,除了告警功能外 , 还可测量母线电 压, 正负极对地电压 ,查找接地支路 ,与后台监控进行通讯 , 可将 接地故障及装置故障等信息上传 , 适用了无人值班的要求。以前的绝缘告警继电器有统一的规范 , 大都是漏电流达到2mA左右继电器发出告警信号，此时绝缘电阻大约为25k Q。而微 机型绝缘监察装置 , 各生产企业由于采用的算法、测量原理和参 数配置的不同 , 使得相同绝缘电阻接地时 , 对地电压相差很大。 有 些绝缘监察装置在接地告警检测和接地支路选线过程中

2、 , 也会造 成对地电压大幅波动 , 据现场实测 , 最高达到 100%直流电压波动 范围 , 不但给运行维护带来麻烦 , 而且还是近年来诸多保护控制 设备误动的主要问题所在 , 给电力系统的安全稳定运行带来极大 的隐患1 。因此 , 如何规范微机化绝缘监察装置的参数配置 , 已 到了刻不容缓的程度。1 接地告警检测基本原理 目前国内微机型绝缘监察装置接地检测原理如图 1 所示 ,U 为由充电机和蓄电池组成的直流电压源 ，R1、R2为绝缘监察装置 内部存在的平衡桥电阻和切换桥电阻,R3、R4分别代表直流系统正负极对地绝缘电阻。其中平衡桥电阻 R1 固定接在正负极对地之间 , 切换桥电阻 R2由

3、绝缘监察装置CPU空制K1和K2开关，交替接入正极或负极 对地之间，通过测量K1和K2处于不同状态下的正负极对地电压 可以计算得出正负极对地绝缘电阻R3 R4的阻值。现有的微机型绝缘监察装置 , 平衡桥、切换桥电阻阻值的选 择相差很大，从10 k Q到200 k Q不等。有些仅有平衡桥电阻， 这类型的装置不能正确检测直流系统正负极同时接地 , 有些仅有 切换桥电阻 , 这类型的装置在正常运行时会造成正负极对地电压 大幅波动 2 。2 平衡桥、切换桥电阻阻值的选择依据2.1 平衡桥电阻平衡桥电阻的主要作用是确保直流系统正常运行时正负极 对地电压保持在 50%的母线电压 , 当有单极接地故障发生时

4、 , 接地 极对地电压降低 , 非接地极电压升高 , 因而可通过测量对地电压 的变化 , 感知是否有接地故障 , 及发生接地故障严重程度 （即接地 电阻的大小 ） 。平衡桥电阻越大 , 对地电压偏移幅度越大 , 接地电 阻检测灵敏度越高。 这也是诸多厂家选用较大阻值平衡桥的原因 之一。但平衡桥电阻越大 , 绝缘降时低对地电压越容易发生偏移 , 根据相关试验结果 , 对地电压偏离越多 , 越容易造成一点接地引 起保护误动。因此从系统安全角度考虑 , 应该选用较小阻值的平 衡桥电阻。另一方面 , 考虑到跳闸出口中间继电器线圈接地 , 如图 2 中接触器 K3 闭合。由于平衡桥电阻的存在 , 将在继

5、电器线圈两端产生分压 :VJ=V*(RJ/R1)/(RJ/R1+R1)(1)式中:VJ为继电器J两端的电压；V为直流电压源U的电压。按继电保护反措要求 , 出口中间继电器的动作电压应不小于 额定电压的 50%,如果在继电器 J 上的分压小于 30%额定电压 , 可 确保继电器不会误动 , 即:V*(RJ/R1)/(RJ/R1+R1)1.33RJ(3) 按继电保护反措要求 , 出口中间继电器的动作功率应不小于5W,对于220V系统来说,RJ应不大于9.6 k Q ,110V系统RJ应不 大于2.4k k Q ,代入(3),可计算出平衡桥电阻 R1的最小值，如表 1。又根据电力系统继电保护及安全自

6、动装置反事故措施要点第4.1条,220V直流系统绝缘装置桥电阻不小于20 k Q ,110V系统不小于 10 kQ 的规定,我们认为平衡桥电阻可选的参考值如 表 2。2.2 切换桥电阻切换桥电阻主要是为了克服平衡桥电阻不能检测两极同时 接地故障而增加的。 但切换桥电阻的投切会造成正负极对地电压 变化,切换桥电阻越小 , 电压波动越大 ,检测灵敏度也会越高 ,但 从防止保护误动的角度应选择较大阻值的切换桥电阻以减小对 地电压波动 ,从检测精度看 ,对地电压有 5%的变化幅度 ,就能精确 测量出正、负极绝缘电阻 , 因此可选择 :切换桥电阻值不小于 4倍 的平衡桥电阻值 , 具体数值如表 2。3 桥电阻功率选择 直流系统最严重的接地故障是交流串入直流系统引起的接 地故障。如图3所示，正极串入交流220V接地，施加在负极桥电阻上 的电压为直流母线电压与 220V交流电压的叠加，可计算出平衡 桥和切换桥电阻的功耗如表 3所示:考虑到直流系统均衡充电或交流系统电压有时会偏高 , 选择 平衡桥电阻的功率10W以上,切换桥电阻的功率3W以上,可满足 绝缘监察装置长