基于STM32的直流絕緣監測模塊設計

　　直流系統是否能夠安全可靠運行直接影響著(zhù)電力系統的安全與穩定，它的絕緣性能降低直接會(huì )導致電力系統安全故障。因此基于現有絕緣監測技術(shù)的基礎，利用ST公司Cotex-m3芯片開(kāi)發(fā)了一款模塊化的直流絕緣監測模塊，可實(shí)現直流絕緣在線(xiàn)檢測并及時(shí)給出告警。在100V直流系統中測試，實(shí)驗結果證明該裝置具有高可靠性、高穩定性。

　　1.系統絕緣檢測原理

　　1.1 平衡橋-非平衡橋檢測法

　　平衡橋-非平衡橋檢測法是通過(guò)模擬平衡狀態(tài)和非平衡狀態(tài)來(lái)實(shí)現的。絕緣電阻對地檢測原理如圖1所示。

　　在需要檢測直流系統絕緣時(shí)，首先控制K1閉合，K2、K3斷開(kāi)，CPU采集到CL+對地電壓UL1及CL-對地電壓UN1，得出公式(1)：

　　注：R1：平衡橋CL+對地電阻;R2：平衡橋CL-對地電阻;R5:CL+對地電阻;R6:CL-對地電阻。

　　然后對CL+對地電壓及CL-對地電壓進(jìn)行比較，當CL+對地電壓大于CL-對地電壓時(shí)，CPU控制K2閉合，采集到CL+對地電壓UL2及CL-對地電壓UN2，得出公式(2)：

　　注：R1：平衡橋CL+對地電阻;R2：平衡橋CL-對地電阻;R3：非平衡橋CL+對地電阻;R4：非平衡橋CL-對地電阻;R5:CL+對地電阻;R6:CL-對地電阻。

　　如果當CL+對地電壓小于CL-對地電壓時(shí)，CPU控制K3閉合，采集到CL+對地電壓UL3及CL-對地電壓UN3，得出公式(3)：

　　注：R1：平衡橋CL+對地電阻;R2：平衡橋CL-對地電阻;R5:CL+對地電阻;R6:CL-對地電阻;R3：非平衡橋CL+對地電阻;R4：非平衡橋CL-對地電阻。

　　通過(guò)公式(1)與公式(2)或公式(3)可以計算出CL+對地電阻R5及CL-對地電阻R6.

　　1.2 系統整體功能介紹

　　直流絕緣監測模塊整體框圖如圖2所示：

　　系統在收到后臺監控的命令后開(kāi)始檢測絕緣狀態(tài)，通過(guò)控制切換平衡橋與非平衡橋采集相關(guān)電壓數據，經(jīng)處理后送人CPU，CPU根據平衡橋-非平衡橋檢測法對數據進(jìn)行處理后得到實(shí)際直流母線(xiàn)對地絕緣值，然后通過(guò)通訊送到后臺，當絕緣值達到一定范圍時(shí)，向后臺發(fā)出告警，后臺提示相關(guān)人員進(jìn)行處理。