本發明涉及配電自動化終端技術領域，特別是一種配電自動化終端直流接地在線監測系統。

背景技術：

隨著配網自動化項目的全面實施，目前DTU/FTU投入運行數量日益增多，戶外配電自動化裝置對配網設備運行環境提出了更高要求。由于配電網設備點多面廣，周圍環境情況復雜，且沿海區域空氣濕潤，降雨充沛，戶外電氣設備經常產生凝露、腐蝕等問題，從而引起系統絕緣下降。配網自動化設備大量采用電動操作機構，一旦設備控制回路絕緣下降，產生直流接地，將極易導致設備誤動，危害電網設備及人身安全。

如在今年2月份，市區某自動化環網柜直流系統因模塊故障導致正極接地，同時5#聯絡開關合閘控制回路因凝露產生對地絕緣下降，最終導致聯絡開關誤動合閘，使兩條10kV線路合環運行，產生了極大的安全隱患。為解決此類問題，對柜內環境進行除濕、封堵，但是無法取得明顯效果，加之設備存在自身缺陷，在發生直流接地故障時，依舊存在運行風險。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種結構簡單、可靠性好、安全性高的配電自動化終端直流接地在線監測系統。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種配電自動化終端直流接地在線監測系統，其特征在于，包括處理器、直流接地監測儀、正極接地告警信號輸出模塊、負極接地告警信號輸出模塊和電源模塊，所述處理器分別與直流接地監測儀、正極接地告警信號輸出模塊、負極接地告警信號輸出模塊和電源模塊相連接；所述直流接地監測儀包括平衡橋電路、檢測橋電路、電壓采集單元、運算放大器和模數轉換器；所述平衡橋電路包括第一電組和第二電組，第一電組的一端與正母線相連接，第二電組的一端與負母線相連接，第一電組和第二電組的另一端均接地；所述檢測橋電路包括第三電組、第四電組、第一開關和第二開關，所述第三電組的一端經過第一開關后與正母線相連接，第四電組的一端經過第二開關后與負母線相連接，第三電組和第四電組的另一端均接地；所述電壓采集單元包括第一電壓采集單元和第二電壓采集單元，運算放大器包括第一運算放大器和第二運算放大器，模數轉換器包括第一模數轉換器和第二模數轉換器；所述第一電壓采集單元的輸入端與第一電組的兩端相并聯，第一電壓采集單元的輸出端依次連接第一運算放大器、第二模數轉換器，第二模數轉換器的輸出端與處理器相連接；所述第二電壓采集單元的輸入端與第二電組的兩端相并聯，第二電壓采集單元的輸出端依次連接第二運算放大器、第二模數轉換器，第二模數轉換器的輸出端與處理器相連接。

優選地，所述配電自動化終端直流接地在線監測系統還包括通信模塊和上位機，處理器通過通信模塊與上位機相連接。

優選地，所述電源模塊的輸入端依次連接穩壓模塊、電源降壓模塊、母線，即母線通過電源降壓模塊后經過穩壓模塊向電源模塊提供電源。

優選地，所述第一電組和第二電組均采用10個1%精度50kΩ/2W的金屬膜電阻并聯組成。

優選地，所述第三電組和第四電組均采用2個1%精度50kΩ/2W的金屬膜電阻并聯組成。

優選地，所述第一開關和第二開關均采用繼電器，第一開關和第二開關的控制端均與處理器相連接。

本發明與現有技術相比，其顯著優點：本發明配電自動化終端直流接地在線監測系統通過電壓采集單元實時采集直流系統正負母線對地電壓，并將采集的電壓值傳送給處理器，設備上電或者正負母線對地電壓出現偏差后，通過控制檢測橋上繼電器的導通或斷開，使檢測橋臂上的電阻接入或退出直流系統，導致正負母線對地電壓產生波動，利用直流系統正負母線對地電壓的變化可以計算出系統正負母線對地絕緣電阻，將系統絕緣電阻與告警閾值進行比較，輸出告警信號用于告警，有效避免因絕緣下降而導致設備誤動問題，以確保配電網設備的運行安全可靠性。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1為本發明配電自動化終端直流接地在線監測系統的結構示意圖。

具體實施方式

實施例1：

如圖1所示，一種配電自動化終端直流接地在線監測系統，包括處理器、直流接地監測儀、正極接地告警信號輸出模塊、負極接地告警信號輸出模塊和電源模塊，所述處理器分別與直流接地監測儀、正極接地告警信號輸出模塊、負極接地告警信號輸出模塊和電源模塊相連接；所述直流接地監測儀包括平衡橋電路、檢測橋電路、電壓采集單元、運算放大器和模數轉換器；所述平衡橋電路包括第一電組R1和第二電組R2，第一電組R1的一端與正母線+KM相連接，第二電組R2的一端與負母線－KM相連接，第一電組R1和第二電組R2的另一端均接地；所述檢測橋電路包括第三電組R3、第四電組R4、第一開關S1和第二開關S2，所述第三電組R3的一端經過第一開關S1后與正母線+KM相連接，第四電組R4的一端經過第二開關S2后與負母線－KM相連接，第三電組R3和第四電組R4的另一端均接地；所述電壓采集單元包括第一電壓采集單元和第二電壓采集單元，運算放大器包括第一運算放大器和第二運算放大器，模數轉換器包括第一模數轉換器和第二模數轉換器；所述第一電壓采集單元的輸入端與第一電組R1的兩端相并聯，第一電壓采集單元的輸出端依次連接第一運算放大器、第二模數轉換器，第二模數轉換器的輸出端與處理器相連接；所述第二電壓采集單元的輸入端與第二電組R2的兩端相并聯，第二電壓采集單元的輸出端依次連接第二運算放大器、第二模數轉換器，第二模數轉換器的輸出端與處理器相連接；其中，所述直流接地監測儀采用無源設計，即直流接地監測儀采用DC48V或者DC24V進行供電，與母線采集端口共用同一個端口，無需額外的供電電源端口，極大地簡化了現場接線，適用于各種型號配電自動化終端的匹配；所述第一開關S1和第二開關S2均采用繼電器，第一開關S1和第二開關S2的控制端均與處理器相連接；所述平衡橋電路用于維持直流系統正負母線對地電壓相等，所述電壓采集單元實時采集直流系統正負母線對地電壓，并將采集的電壓值經過運算放大器、模數轉換器后傳送給處理器，設備上電或者正負母線對地電壓出現偏差后，通過控制檢測橋電路中第一開關S1和第二開關S2的導通或斷開，使橋臂上的電阻接入或退出直流系統，導致正負母線對地電壓產生波動，利用直流系統正負母線對地電壓的變化可以計算出系統正負母線對地絕緣電阻R+、R-，將系統電阻與告警閾值進行比較，輸出告警信號用于告警。

所述配電自動化終端直流接地在線監測系統還包括通信模塊和上位機，處理器通過通信模塊與上位機相連接，處理器通過通信模塊將告警信號傳輸給上位機。

所述電源模塊的輸入端依次連接穩壓模塊、電源降壓模塊、母線，母線通過電源降壓模塊產生裝置所需的直流電壓，通過高穩定性的穩壓芯片，產生3.3V電源給處理器和邏輯電路供電，確保處理器和邏輯電路能正常工作。

所述第一電組R1和第二電組R2均采用10個1%精度50kΩ/2W的金屬膜電阻并聯組成，耐壓值達到330V，具有長期耐受48V直流電壓疊加250V交流電壓的能力，確保交流竄入時設備平衡橋不會造成損壞；所述第三電組R3和第四電組R4均采用2個1%精度50kΩ/2W的金屬膜電阻并聯組成，確保裝置進行接地檢測時引起的對地電位波動不超過10%。

本發明配電自動化終端直流接地在線監測系統的工作原理：

本發明配電自動化終端直流接地在線監測系統通過電壓采集單元實時采集直流系統正負母線對地電壓，并將采集的電壓值經過運算放大器、模數轉換器后傳送給處理器，當配電自動化終端直流系統絕緣接地后，處理器通過控制檢測橋上電阻的投入和退出，計算系統正負母線對地的絕緣電阻，當正極絕緣電阻小于告警閾值時，正極接地告警信號輸出模塊輸出告警信號，當負極絕緣電阻小于告警閾值時，負極接地告警信號輸出模塊輸出告警信號，當正極絕緣電阻和負極絕緣電阻均小于告警閾值時，正極接地告警信號輸出模塊和負極接地告警信號輸出模塊均輸出告警信號；且處理器通過通信模塊將告警信號傳輸給上位機。

綜上所述，本發明配電自動化終端直流接地在線監測系統通過電壓采集單元實時采集直流系統正負母線對地電壓，并將采集的電壓值傳送給處理器，設備上電或者正負母線對地電壓出現偏差后，通過控制檢測橋上繼電器的導通或斷開，使檢測橋臂上的電阻接入或退出直流系統，導致正負母線對地電壓產生波動，利用直流系統正負母線對地電壓的變化可以計算出系統正負母線對地絕緣電阻，將系統絕緣電阻與告警閾值進行比較，輸出告警信號用于告警，有效避免因絕緣下降而導致設備誤動問題，以確保配電網設備的運行安全可靠性。