一種基于絕緣監(jiān)測(cè)的全橋不控整流器故障診斷方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于絕緣監(jiān)測(cè)的整流器故障診斷方法，首先對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下的絕緣電阻Rt進(jìn)行測(cè)量。將基于直流注入法的IMD注入源的正、負(fù)極分別與中性線與大地相連，測(cè)量得到IMD正向注入時(shí)的系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)值Rf，改變IMD注入信號(hào)的方向，將IMD注入源的正、負(fù)極分別與大地和中性線相連，可測(cè)得IMD反向注入時(shí)的絕緣監(jiān)測(cè)值Rr，若Rf或Rr不等于Rt，系統(tǒng)進(jìn)入故障診斷流程，利用采集的Rf和Rr，計(jì)算系統(tǒng)真實(shí)的絕緣電阻Rm，然后與系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下的絕緣電阻值Rt相比較，得出絕緣電阻的變化是否由整流器的故障引起。
【專利說(shuō)明】一種基于絕緣監(jiān)測(cè)的全橋不控整流器故障診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種IT配電系統(tǒng)內(nèi)不控整流器的故障診斷方法，具體涉及一種基于絕緣監(jiān)測(cè)的全橋不控整流器故障診斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]整流器的故障主要是指整流橋中的二極管發(fā)生故障。二極管自身反向擊穿或是橋臂的絕緣層被破壞等原因，會(huì)造成二極管發(fā)生短路，導(dǎo)致電流快速升高、導(dǎo)通壓降陡降，嚴(yán)重時(shí)將損壞設(shè)備，使系統(tǒng)癱瘓；當(dāng)出現(xiàn)二極管接線不良或是過(guò)流燒毀等情況，會(huì)造成二級(jí)管發(fā)生開路，可能導(dǎo)致其他二級(jí)管電流越限、輸出直流電壓紋波變大，影響設(shè)備的正常運(yùn)行；這些是整流器最常見的故障以及危害。
[0003]通常情況下，整流器故障的形成是一個(gè)不斷劣化的過(guò)程，表現(xiàn)在二極管的導(dǎo)通壓降上，當(dāng)導(dǎo)通壓降升高或者降低到一定的限值時(shí)，即發(fā)生二極管的開路或者短路故障。所以，若能在故障發(fā)生初期，即故障的整流器還未造成巨大危害時(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，則能夠減小發(fā)生事故的概率，并能夠?yàn)橄到y(tǒng)的維護(hù)工作提供方便。目前國(guó)內(nèi)外用于診斷整流器故障的主要方法有:1.譜分析法；2.直接檢測(cè)法；3.字典庫(kù)診斷方法；4.專家系統(tǒng)方法；5.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷等方法。
[0004]譜分析法是將故障的時(shí)域信號(hào)提取出來(lái)，通常采用傅里葉變化將故障時(shí)域信號(hào)變化到頻域內(nèi)進(jìn)行分析，但此方法并未考慮二極管逐漸劣化的過(guò)程，僅以二極管直接開路和短路進(jìn)行分析；直接檢測(cè)法通過(guò)檢測(cè)二極管兩端的電壓或是整流橋臂的電流來(lái)判斷二極管是否發(fā)生故障，但是此方法需要較多的電壓電流傳感器，無(wú)形中增大了系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性，導(dǎo)致系統(tǒng)可能要為傳感器的故障付出更大代價(jià)；字典庫(kù)診斷方法需要進(jìn)行大量的數(shù)值仿真與實(shí)驗(yàn)來(lái)獲得故障值和特征值，在實(shí)際系統(tǒng)中難以實(shí)現(xiàn)；專家系統(tǒng)方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法都是具有強(qiáng)推算能力和人工智能模擬能力的方法，但是其訓(xùn)練樣本不易獲取、診斷能力不強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)權(quán)值表現(xiàn)形式模糊等缺點(diǎn)導(dǎo)致這種方法的實(shí)際應(yīng)用范圍有限。
[0005]IT系統(tǒng)的應(yīng)用需要依靠絕緣監(jiān)測(cè)裝置(MD)，其主要目的是對(duì)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的第一次接地故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)并發(fā)出聲、光報(bào)警；若能利用IT系統(tǒng)本身裝設(shè)的MD來(lái)監(jiān)測(cè)二極管故障劣化，就能在整流器發(fā)生極端故障(短路故障、開路故障)之前，對(duì)整流器進(jìn)行維護(hù)，達(dá)到消除隱患、防范事故發(fā)生的目的、且無(wú)需外加測(cè)量?jī)x器儀表。特別是對(duì)于小型的、低功率的整流器，指示出故障二極管的范圍意義不大，因?yàn)榈凸β识O管造價(jià)便宜，整流橋制作模塊化，二極管沒(méi)有拆卸與更換的必要；但是其一旦發(fā)生二極管短路或是開路故障，所帶來(lái)的危害遠(yuǎn)比整流器的成本要高，所以在IT系統(tǒng)范疇內(nèi)，若能利用本身自帶的MD來(lái)診斷故障整流器，提醒維護(hù)人員對(duì)整流器及時(shí)進(jìn)行處理，則能夠?yàn)檎髌鞯木S護(hù)工作帶來(lái)便利，對(duì)于保證整個(gè)系統(tǒng)的安全性和電能質(zhì)量也有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是，提出一種基于絕緣監(jiān)測(cè)的整流器故障診斷方法。利用IT系統(tǒng)本身裝設(shè)的MD來(lái)監(jiān)測(cè)二極管故障劣化過(guò)程，在整流器發(fā)生極端故障(短路故障、開路故障)之前，對(duì)整流器進(jìn)行維護(hù)，達(dá)到消除隱患、防范事故發(fā)生的目的、且無(wú)需外加測(cè)量?jī)x器儀表。利用本身自帶的MD來(lái)診斷故障整流器，提醒維護(hù)人員對(duì)整流器及時(shí)進(jìn)行處理，能夠?yàn)檎髌鞯木S護(hù)工作帶來(lái)便利，對(duì)于保證整個(gè)系統(tǒng)的安全性和電能質(zhì)量也有十分重要的意義。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于絕緣監(jiān)測(cè)的全橋不控整流器故障診斷方法，具體步驟如下:
[0008]a)、測(cè)量得到系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下的絕緣電阻Rt ；
[0009]b)、將基于直流注入法的絕緣監(jiān)測(cè)裝置MD注入源的正負(fù)極分別與IT系統(tǒng)帶全橋不控整流器電路的中性線和大地相連，整個(gè)通路中，直流側(cè)充當(dāng)“激勵(lì)電源”角色，交流側(cè)充當(dāng)“負(fù)載”角色，對(duì)于直流側(cè)來(lái)說(shuō)，交流側(cè)可等值為一個(gè)直流電阻網(wǎng)絡(luò)，從交流側(cè)的等值直流網(wǎng)絡(luò)端口看，等效認(rèn)為承受一個(gè)直流電壓源的作用；
[0010]簡(jiǎn)化后的直流阻抗等效網(wǎng)絡(luò)具體如下:包括MD注入源電壓Us、采樣電阻Rs、干擾源電壓U。、干擾源等效內(nèi)阻R。、交流線路對(duì)地等效絕緣電阻R ;RS—端信號(hào)連接至R和R。、一端信號(hào)連接至Us 一端，Us另一端接地；R —端信號(hào)連接至Rs和R。、一端接地；R。一端信號(hào)連接至R和Rs、一端信號(hào)連接至U。正極接線端，U。負(fù)極接線端子接地；
[0011]C)、利用MD正向注入信號(hào)，即MD注入源電壓Us的正極接線端與采樣電阻Rs信號(hào)連接、負(fù)極接線端接地，所測(cè)量得到的絕緣電阻記為Rf;具體步驟如下:
[0012]利用疊加原理，I。為U。單獨(dú)作用下流過(guò)采樣電阻Rs的電流值，Is為Us單獨(dú)作用下流過(guò)采樣電阻的電流:
[0013]
【權(quán)利要求】
1.一種基于絕緣監(jiān)測(cè)的全橋不控整流器故障診斷方法，其特征在于:具體步驟如下: a)、測(cè)量得到系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下的絕緣電阻Rt； b)、將基于直流注入法的絕緣監(jiān)測(cè)裝置MD注入源的正、負(fù)極分別與IT系統(tǒng)帶全橋不控整流器電路的中性線和大地相連，整個(gè)通路中，直流側(cè)充當(dāng)“激勵(lì)電源”角色，交流側(cè)充當(dāng)“負(fù)載”角色，對(duì)于直流側(cè)激勵(lì)源來(lái)說(shuō)，交流側(cè)可等值為一個(gè)直流電阻網(wǎng)絡(luò)，從交流側(cè)的等值直流網(wǎng)絡(luò)端口看，等效認(rèn)為承受一個(gè)直流電壓源的作用； 簡(jiǎn)化后的直流電阻等效網(wǎng)絡(luò)具體如下:包括MD注入源電壓Us、采樣電阻Rs、干擾源電壓U。、干擾源等效內(nèi)阻R。、交流線路對(duì)地等效絕緣電阻R ;RS—端信號(hào)連接至R和R。、一端信號(hào)連接至Us 一端，Us另一端接地；R —端信號(hào)連接至Rs和R。、一端接地；R。一端信號(hào)連接至R和Rs、一端信號(hào)連接至U。正極接線端，U。負(fù)極接線端子接地； C)、利用MD正向注入信號(hào)，即MD注入源電壓Us的正極接線端與采樣電阻Rs信號(hào)連接、負(fù)極接線端接地，所測(cè)量得到的絕緣電阻記為Rf;具體步驟如下: 利用疊加原理，I。為U。單獨(dú)作用下流過(guò)采樣電阻Rs的電流值，Is為Us單獨(dú)作用下流過(guò)采樣電阻的電流:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于絕緣監(jiān)測(cè)的全橋不控整流器故障診斷方法，其特征在于:步驟f)中所述的系統(tǒng)存在問(wèn)題包括整流器發(fā)生故障、系統(tǒng)本身的絕緣電阻發(fā)生變化、或者系統(tǒng)內(nèi)存在外加直流干擾源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于絕緣監(jiān)測(cè)的全橋不控整流器故障診斷方法，其特征在于:步驟f)中，若Rm古Rt，則診斷為系統(tǒng)本身的絕緣電阻發(fā)生變化、或者系統(tǒng)內(nèi)存在外加直流干擾源。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK103884930SQ201410076825
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】王金全, 李乾, 葉小松, 邢鳴, 徐曄, 趙錦成, 胡亞超, 李建科, 侯朋飛 申請(qǐng)人:王金全, 江蘇鎮(zhèn)安電力設(shè)備有限公司