基于DSP的直流系統對地絕緣檢測電路技術方案

本實用新型專利技術涉及一種基于DSP的直流系統對地絕緣檢測電路，包括兩組電橋電路、電壓信號采集電路、DSP控制電路、RS485通訊電路、CAN總線通信電路和選通開關，兩組電橋電路分別與電壓信號采集電路連接，電壓信號采集電路與DSP控制電路連接，DSP控制電路分別與兩組電橋電路、RS485通訊電路、CAN總線通信電路和選通開關連接。本實用新型專利技術具有簡便操作，測量準確的優點。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種對地絕緣檢測電路，具體涉及一種基于DSP的直流系統對地絕緣檢測電路。
技術介紹
在現代電力系統中，直流系統必不可少，因此直流系統的安全性就顯得異常重要，其中的直流系統對地絕緣檢測技術就是一個很重要的問題。當直流系統發生單點接地故障時，一般情況下是不會立即產生危害性后果，但是，若發生兩點或多點同時接地，則可能造成信號裝置、控制回路和繼電保護裝置的誤動作，致使斷路器跳閘，或直接造成直流操作電源短路，從而引發嚴重的電力系統事故。因此，在直流系統中，絕對不允許在一點或多點長時間接地的情況下使用設備。必須對直流系統進行連續的在線監視，一旦發現有接地故障，監控系統應立即發出報警，提示現場工作人員檢查并排除接地故障，以避免發生嚴重的電力系統故障。目前測量對地絕緣電阻的方法有交流法和直流法兩種。交流法采用輸出交流信號，利用交流漏電流傳感器檢測信號，從而計算對地電阻，但此種方法易受到分布電容的影響，同時因為施加信號易造成系統的不穩定性等缺點。
技術實現思路
基于以上不足之處，本技術的目的是公開了一種基于DSP的直流系統對地絕緣檢測電路。本電路采用了直流法測量，應用于直流系統中直流母線及饋線支路對地阻值的檢測方案中。本技術所采用的技術如下:一種基于DSP的直流系統對地絕緣檢測電路，包括兩組電橋電路、電壓信號采集電路、DSP控制電路、RS485通訊電路、CAN總線通信電路和選通開關，兩組電橋電路分別與電壓信號采集電路連接，電壓信號采集電路與DSP控制電路連接，DSP控制電路分別與兩組電橋電路、RS485通訊電路、CAN總線通信電路和選通開關連接。本技術還具有如下技術特征:1、所述的兩組電橋將直流系統正/負母線分壓，采用大地作為中間點，兩組電橋將直流母線分壓提供平衡。2、所述的電壓信號采集電路采用集成運放構成了反比例電路，采用大地作為電壓信號采集中間點，采集電壓值有正值和負值，在負電壓信號采集處連接有一級翻轉電路將負電壓信號轉變成正電壓信號。3、所述的DSP控制電路采用TMS320F28035作為主控芯片。4、所述的選通開關采用⑶4051作為選通開關。5、所述的RS485通訊電路采用ADM2483芯片。6、所述的CAN總線通信電路采用IS01050DUB進行CAN總線通訊方式。本技術具有簡便操作，測量準確的優點。附圖說明圖1為DSP控制電路圖；圖2為電壓信號采樣電路圖；圖3為電橋電路圖；圖4為本技術電路原理框圖。具體實施方式下邊根據附圖舉例進一步說明:實施例1:一種基于DSP的直流系統對地絕緣檢測電路，包括兩組電橋電路1、電壓信號采集電路2、DSP控制電路3、RS485通訊電路4、CAN總線通信電路5和選通開關6，兩組電橋電路分別與電壓信號采集電路連接，電壓信號采集電路與DSP控制電路連接，DSP控制電路分別與兩組電橋電路、RS485通訊電路、CAN總線通信電路和選通開關連接。通過在直流正負母線之間搭建電橋，使正負母線對地電壓基本相等。由電壓信號采集部分提供電壓給DSP做實時信號分析處理。DSP綜合分析了母線電壓拉偏情況和支路漏電流值后計算出母線對地電阻及支路對地電阻，并通過485/CAN總線方式通訊，將數據及報警信號上傳給上位機，實現了直流系統對地絕緣的自動檢測。1、DSP控制電路:如圖1所示，TMS320F28035作為主控芯片，實現了系統的電壓采集功能，邏輯運算功能，報警切換功能以及與上位機的通訊功能。由J2構成了 JTAG燒寫部分。DSP的外部晶振為20MHz。DSP在本設計中通過輸出C0N1-C0N4四個控制信號來控制電橋導通，輸出INHU INH2、SW165等信號控制選通開關將支路漏電流傳感器的信號送至電壓處理電路，通過RXD/TXD信號實現與ADM2483數據交換保證了對上位機可以實現485通訊。待電壓采樣處理后將信號送至DSP的PIN10、PIN11、PIN13、PIN14引腳進行AD轉換。DSP將綜合分析處理所有數據后計算母線及支路對地電阻，并發出報警信號。2、電壓信號采樣電路:電壓采樣電路采用了集成運放構成了反比例電路，將實際IlOV的電壓信號縮小為2.5V。因采用大地作為中間點，所以采樣電壓值有正值也有負值。因此在負電壓信號處理處增加了一級翻轉電路將負電壓信號轉變成正電壓信號，方便DSP進行AD采集處理。采用大地作為中間點，利用兩組電橋將直流系統正負母線分壓，提供了一個可供參考的平衡電壓系統。采用隔離運放將直流系統電壓去除雜波并縮小至可測量電壓范圍，按照一定比例提供給DSP使其能夠根據直流系統電壓分析系統接地情況。3、電橋電路:電橋電路如圖3所示，其等效于在正負母線之間串接了兩個51K電阻，將兩個51K電阻的中間點與大地相接。利用大地作為中間點，采用兩組電橋將直流母線分壓提供平衡。則正母線與大地和負母線與大地的電壓都是110V。當正母線(或負母線)對地短接時，正母線(或負母線)的對地電阻等效于51K電阻與實際接地電阻并聯，從而造成正母線(或負母線)與負母線(或正母線)的對地電阻不等，從而造成電壓拉偏。此時，DSP通過控制電橋的開通關斷采集正負母線電壓拉偏即可計算出母線拉偏電阻。4、通訊電路:本設計采用RS485方式與上位進行通訊，這里主要采用了 ADM2483作為收發器。為防止DSP的驅動能力不足，特增加了 7047增強驅動能力。ADM2483兩端采用隔離電源防止了外界干擾信號串接到數字系統。DSP將按照一定時序對ADM2483進行讀寫使能操作，將報警及相關數據上傳處理。本設計同時擁有CAN總線通訊方式，采用IS01050DUB作為CAN總線收發器。兩種通訊的收發器分別與DSP通訊，保證了 RS485總線和CAN總線兩種通訊方式可同時進行，互不影響。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于DSP的直流系統對地絕緣檢測電路，包括兩組電橋電路、電壓信號采集電路、DSP控制電路、RS485通訊電路、CAN總線通信電路和選通開關，其特征在于：兩組電橋電路分別與電壓信號采集電路連接，電壓信號采集電路與DSP控制電路連接，DSP控制電路分別與兩組電橋電路、RS485通訊電路、CAN總線通信電路和選通開關連接。

【技術特征摘要】
1.一種基于DSP的直流系統對地絕緣檢測電路，包括兩組電橋電路、電壓信號采集電路、DSP控制電路、RS485通訊電路、CAN總線通信電路和選通開關，其特征在于:兩組電橋電路分別與電壓信號采集電路連接，電壓信號采集電路與DSP控制電路連接，DSP控制電路分別與兩組電橋電路、RS485通訊電路、CAN總線通信電路和選通開關連接。2.根據權利要求1所示的一種基于DSP的直流系統對地絕緣檢測電路，其特征在于:所述的兩組電橋將直流系統正/負母線分壓，采用大地作為中間點，兩組電橋將直流母線分壓提供平衡。3.根據權利要求1所示的一種基于DSP的直流系統對地絕緣檢測電路，其特征在于:所述的電壓信號采集電路采用集成運放構成了反比例電路，采用大地作為電壓...

【專利技術屬性】
技術研發人員：任立明，鄭金龍，劉富利，
申請(專利權)人：哈爾濱九洲電氣股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：