直流屏电源监控与绝缘检测系统设计

摘要：直流屏电源监控与绝缘检测体系规划是电力工程电气规划研讨的重点课题，体系规划成功，关于直流屏电源监控和管理含义重大。本文以监控检测体系规划为研讨目标，结合直流屏使用特点剖析规划需求，规划监控与绝缘检测体系的基本框架，并在终究使用乒乓式变电桥丈量法承认体系作用，经过实践作用研讨，承认本文规划的检测体系具有精度高、速度快以及稳定性高级优势，适合推广使用。

要害词：直流屏电源；绝缘检测体系；规划

引言：直流屏是电力体系工作的重要保障，继电保护、断路器等设备工作都需求依托直流屏工作保障。电力体系建设中，为保证直流屏高效工作，规划使用直流屏监控体系，该体系可以对直流屏工作状况进行监控，发现设备存在反常状况，立刻预警或报警，通知相关保护人员对体系进行维修。监控体系对直流屏电源监控体系十分重要，可是在经过实践研讨中发现，直流屏在使用的过程中，电源设备极容易呈现毛病。因而，为优化直流屏使用，相关专家需求针对性规划电源监控与绝缘检测体系，保证电源使用杰出。

一、直流屏电源监控与绝缘检测体系规划需求剖析

直流屏电源监控与绝缘检测体系规划应先明确需求，剖析电源工作特点和影响要素，了解绝缘功用。

（一）详细功用需求

1.监控体系在使用的过程中，应以电源监控为中心功用，经过监控了解电源的工作状况，继而为电源工作调整提供数据参阅。经过对直流屏电源工作进行发现，影响电源的首要要素包括电池电压、电池温度、机壳温度、母线电压等参数，因而监控目标以上要素。

2.绝缘检测功用。绝缘检测体系应具备体系电源的绝缘功用检测功用，该功用在使用时，要求可以实时收集直流屏电源的绝缘功用，承认绝缘性是否杰出。

（二）安全性需求

体系规划应遵从安全性准则，要求在体系检测和监测功用发挥的过程中，体系本身和直流屏电源均可以保证安全，体系可以在安全环境下主动工作。

二、直流屏电源监控与绝缘检测体系详细规划剖析

（一）体系全体结构

根据直流屏电源监控与绝缘检测体系规划需求，规划全体结构分为AD芯片、微处理器、CPLD、绝缘检测模块等。在后续规划的过程中，各模块的要害结构选型及使用均十分重要，在设备元件选型时应根据安全、高效以及本钱等需求施行，选择归纳功用高、性价比高的元件，提高体系使用效率。

（二）各模块规划

1.AD芯片。AD芯片的规划是保证体系具有监控丈量精度的要害模块，可以实现电池电压、电池温度、机壳温度、母线电压等丈量。AD芯片是体系中心之一，要求芯片规划具有稳定性，收集速度快等优势。一起，根据体系功用需求，要求AD芯片也可以满足直流量改变转化丈量功用需求。本次体系规划的过程中，选用MSP430F149自带的AD进行丈量，该丈量模块可以实现沟通电压监控，监控速度比传统监控模块提高数倍。另外，该体系在使用的过程中，沟通量收集选用了专用的沟通电压收集芯片，不需求外接电压互感器，不但简化了电路规划，还大大降低了硬件本钱、提高了丈量精度。

2.微处理器选择。微处理器也是体系的中心，是驱动体系的要害设备。选择监控体系的微处理器应保证微处理器的处理速度，容量以及先进性，保证体系使用合理。经过规划研讨发现，微处理器规划过程中，选用MSP430F149。该处理器具有高速工作、大容量储存等许多优势。（1）处理器具有6个八位接口，并行衔接，提高了体系的串联性。（2）体系具有模拟设定功用，该功用可以控制转化器ADC。（3）MSP430F149具备守时功用，16位守时器，可以切实满足体系工作速度的曲线守时[1]。

3.CPLD。经过上述剖析研讨发现，体系在使用的过程中，需求收集数据相对比较多，因而为拓展数据收集模块，在本次规划的过程中，要求使用CPLD扩展MCU接口。在CPLD扩展后，将端口规划为SPI两口，一个端口衔接AD芯片通讯，另一个端口与MSP430F149构成衔接，然后构建全体体系。

4.绝缘检测使用。电源绝缘检测是体系另外一个功用，为保证绝缘检测功用杰出，在体系检测使用的过程中，规划多种绝缘检测办法进行比选。（1）电桥法。电桥法是比较常用的电源绝缘检测办法，该检测办法在使用的过程中设置两个电阻构成电桥，使用电桥对直流体系正负极进行检测，体系在正常工作的过程中，电桥坚持平衡状况。而体系在工作的过程中，电桥开始呈现失衡，继而发出报警信号，承认体系的绝缘功用受到影响。经过上述研讨发现，该绝缘检测办法相对比较简单，可是其缺陷也十分明显，首要在于正负极接地电阻值十分挨近时，尽管已经失掉平衡，可是由于检测模块的精度性，导致部分很小的数值无法提示或报警，或者说该办法的绝缘检测精度较差。（2）沟通讯号注入法。沟通讯号注入法在使用的过程中，也被称作为低频信号法，该办法在使用之时可以在直流体系母线和大地之间注入沟通讯号，沟通讯号注入后可以对接地毛病进行监测，经过承认接地毛病来承认体系绝缘功用是否杰出。经过研讨发现，低频沟通讯号在使用过程中，分布点容量较大，容易在检测的过程中构成互相干扰，然后导致检测精度和灵敏度均有所下降。（3）直流露点检测办法。直流漏电检测办法在使用时首要是检测直流体系支路继而剖析体系的绝缘性，体系直流支路假如存在不平衡电流，将会导致支路毛病。体系检测计划剖析中针对直流露点检测办法进行研讨，该办法漏电流相对较小时将会失掉本来的精度，因而也不适合在本次规划中使用。（4）乒乓变电桥检测理论。该理论是一种新式绝缘检测理论，检测使用过程中，使用电桥两臂检测承认绝缘性，施行检测时先对两臂电阻值大小进行检测，在电源无平衡点的情况下，检测不同状况下的电压，终究经过核算绝缘值承认体系的绝缘性。经过对绝缘检测技能进行研讨发现，该办法尽管也是丈量电阻值和均衡值，可是在终究核算阶段进行重复校准，保证电阻丈量精准，可以精确代表体系的绝缘性。因而，根据上述绝缘检测计划的比选，在本次规划中选用乒乓式变电桥检测技能。规划中，设置两片AQW214开关芯片，将芯片装置于机壳和负母线之间，然后保证绝缘检测杰出施行

[2]。

5.通讯模块规划。体系通讯模块的规划是为保证信息同享与沟通。本次规划选用RS845总线，总线与MAX485芯片构建数据传输体系。整个通讯模块衔接选用屏蔽双绞线，双绞线内部接120Ω电阻，以保证通讯模块合理使用。

三、直流屏电源监控与绝缘检测体系实践使用验证

上述规划直流屏电源监控与绝缘检测体系，首要功用是监控与绝缘检测，为验证本次体系规划，在电源监控与绝缘检测体系规划完成后，对该体系进行实践验证。按照上述规划拟定监控与绝缘检测体系计划。

规划使用MSP430F149单片机的监控体系，以EPM240T100直流屏电源为研讨目标对体系的各项功用进行研讨。

1.经过实验，承认MSP430F149单片机监控体系的电源监控功用，经过监控功用实践验证发现，体系在使用后每0.2s就可收集一次电源电压、电池电电流等数据，收集数据与实际数据误差在0.1%之内，契合监控体系使用规范，0.2s的速度也代表该体系在监控中使用具有杰出的速度[3]。

2.经过实验验证，承认绝缘检测功用。针对EPM240T100直流屏电源进行绝缘检测剖析发现，该体系绝缘检测速度为0.3s每次，绝缘检测精度契合规范。

结束语：

直流屏电源监控体系与绝缘检测体系的使用十分要害，关于电力工程建设有十分重要的含义。本文研讨中提出一种监控和绝缘检测体系，经过规划和实践验证，证明该体系在使用过程中，检测速度快，检测精准，契合使用需求，值得推广使用。