基于STM32的直流绝缘监测模块设计

  直流系统是否能够安全可靠运行直接影响着电力系统的安全与稳定,它的绝缘性能降低直接会导致电力系统安全故障。因此基于现有绝缘监测技术的基础,利用ST公司芯片开发了一款模块化的直流绝缘监测模块,可实现直流绝缘在线检测并及时给出告警。在100V直流系统中测试,实验结果证明该装置具有高可靠性、申论微模块高稳定性。

  平衡桥-非平衡桥检测法是通过模拟平衡状态和非平衡状态来实现的。绝缘电阻对地检测原理如图1所示。

  在需要检测直流系统绝缘时,首先控制K1闭合,K2、K3断开,CPU采集到CL+对地电压UL1及CL-对地电压UN1,得出公式(1):

  注:R1:平衡桥CL+对地电阻;R2:平衡桥CL-对地电阻;R5:CL+对地电阻;R6:CL-对地电阻。

  然后对CL+对地电压及CL-对地电压进行比较,当CL+对地电压大于CL-对地电压时,CPU控制K2闭合,采集到CL+对地电压UL2及CL-对地电压UN2,得出公式(2):

  注:R1:平衡桥CL+对地电阻;R2:平衡桥CL-对地电阻;R3:非平衡桥CL+对地电阻;R4:非平衡桥CL-对地电阻;R5:CL+对地电阻;R6:CL-对地电阻。

  如果当CL+对地电压小于CL-对地电压时,CPU控制K3闭合,采集到CL+对地电压UL3及CL-对地电压UN3,得出公式(3):

  注:R1:平衡桥CL+对地电阻;R2:平衡桥CL-对地电阻;R5:CL+对地电阻;R6:CL-对地电阻;R3:非平衡桥CL+对地电阻;R4:非平衡桥CL-对地电阻。

  通过公式(1)与公式(2)或公式(3)可以计算出CL+对地电阻R5及CL-对地电阻R6.

  系统在收到后台监控的命令后开始检测绝缘状态,通过控制切换平衡桥与非平衡桥采集相关电压数据,经处理后送人CPU,CPU根据平衡桥-非平衡桥检测法对数据进行处理后得到实际直流母线对地绝缘值,然后通过通讯送到后台,当绝缘值达到一定范围时,向后台发出告警,后台提示相关人员进行处理。

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