为解决方案1存在的弊端,即当两母线同时接地且对地电阻同比例减小时,接地电阻不可求,笔者现在提出第二种方案,在这种方案中,所有情况的接地电阻都可以求得,现分析如下:
如图2框图所示,电阻R1、R2和R3、R4分别构成两对电桥,并由光耦来选择哪对电桥接地;图右半部分为用户负载,M点为漏电流传感器输出点。
接地极性判断:同方案1;
接地电阻值计算:由M点的电压Vm,可以计算出漏电流的大小Im(不同的霍尔漏电流传感器,M点的电压和支路电流有不同的对应关系)。当计算支路电阻时,选择R1、R2电桥,断开R3、R4电桥,即可得出支路电阻为:
其次,选择R3、R4电桥,断开R1、R2电桥,检测正负母线电压U2+,U2-,即可得到:
由方程1和方程2组成的方程组,即可求得母线接地电阻Rx-、Rx+。
图2 电桥法测接地电阻2
图3 系统框图
如图3所示,该设计大致可分为:采集部分、电桥选择部分、通讯部分、显示部分、报警部分,所有部分由CPU统一管理。首先,CPU根据不同方案选择不同的电桥,然后采集母线电压和霍尔电流传感器M点电压,将采集到的电压在CPU内进行处理,最终将处理后的信息通过通讯模块上传给主卡或上位机,且同时实时在显示模块上显示并根据上传数据进行实时报警。
结语
本文主要介绍了在电力系统中直流检测的两种方法,由于直流检测比之交流法检测有着很多优点,所以目前大多数直流系统都采用直流检测法去监控,但是目前的直流检测方法还存在着很多弊端,针对这种情况,笔者提出这两套方案。由于这两套方案的电路实现简单,软件结构也并不复杂,所以其具有很好的应用价值。本文所介绍的方案,已成功的应用在哈尔滨九洲电气股份有限公司的多功能监控装置上,其检测结果理想,最小可检测27K欧姆的接地电阻故障,精度可达到±5%,若精选器件,可达到更高的精度。