逆變器及其方陣絕緣阻抗檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及光伏技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種逆變器及其方陣絕緣阻抗檢測系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 光伏作為一種綠色能源受到普遍關(guān)注，這對其安全性提出了更高的要求。為了防 止電池板由于絕緣損壞而帶來觸電危險(xiǎn)，要求光伏并網(wǎng)逆變器擁有方陣絕緣阻抗檢測功 能。例如，在《并網(wǎng)光伏發(fā)電專用逆變器技術(shù)條件》中規(guī)定，與不接地的光伏方陣連接的逆變 器應(yīng)在系統(tǒng)啟動(dòng)前測量組件方陣輸入端與地之間的直流絕緣阻抗，當(dāng)絕緣阻抗超過規(guī)定的 限值時(shí)，需要指示故障，或者進(jìn)行處理。
[0003] 現(xiàn)有的方陣絕緣阻抗檢測均是通過獲取輔助支路的電壓，然后通過放大和濾波后 送去微處理器做運(yùn)算。這種方案難以實(shí)施弱電與強(qiáng)電隔離的方案，需要復(fù)雜的信號調(diào)理電 路，并且均是針對固定光伏輸入做絕緣阻抗檢測，難以適應(yīng)不同情況的光伏輸入。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的一個(gè)目的是實(shí)現(xiàn)一種新型的方陣絕緣阻抗檢測方案。
[0005] 本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是實(shí)現(xiàn)強(qiáng)電與弱電的隔離。
[0006] 本實(shí)用新型的再一個(gè)目的是簡化信號調(diào)理電路。
[0007] 本實(shí)用新型的又一個(gè)目的是實(shí)現(xiàn)不定光伏輸入情況下的方陣絕緣阻抗檢測。
[0008] -方面，本實(shí)用新型提出一種方陣絕緣阻抗檢測系統(tǒng)，包括:待檢測的光伏輸入支 路，所述光伏輸入支路的輔助支路設(shè)有用以構(gòu)建不同電路結(jié)構(gòu)的繼電器；用于將電流信號 轉(zhuǎn)換成電壓信號的電信號轉(zhuǎn)換裝置；以及計(jì)算單元;其中，所述光伏輸入支路的輔助支路電 流經(jīng)所述電信號轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成支路電壓，所述計(jì)算單元采集不同電路結(jié)構(gòu)下的支路電 壓，根據(jù)不同電路結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的支路電壓構(gòu)建方程計(jì)算方陣絕緣阻抗。
[0009] 其中，光伏輸入支路包括接觸器和輔助支路，輔助支路包括串聯(lián)的繼電器和電阻， 接觸器的兩端分別與光伏正母線和輔助支路繼電器電連接，輔助支路電阻接地。
[0010] 其中，所述電信號轉(zhuǎn)換裝置包括線性光耦和采樣電阻；線性光耦原邊第一端子連 接限流電阻，限流電阻分別接地和輔助支路電阻，線性光耦原邊第二端子接光伏負(fù)母線，線 性光耦副邊第一端子連接電源，線性光耦副邊第二端子連接采樣電阻，采樣電阻接地。 [0011]其中，在線性光耦副邊第二端子與計(jì)算單元連接的線路上還設(shè)置有濾波電路。
[0012] 可選的，方陣絕緣阻抗檢測系統(tǒng)還包括:故障指示單元，與計(jì)算單元電連接。
[0013] 可選的，方陣絕緣阻抗檢測系統(tǒng)還包括:故障處理單元，與計(jì)算單元電連接。
[0014] 其中，計(jì)算單元例如可以是微處理器。
[0015] 另一方面，本實(shí)用新型還提出一種逆變器，包括前述任一種方式的方陣絕緣阻抗 檢測系統(tǒng)。
[0016] 本實(shí)用新型基于輔助支路的電流實(shí)現(xiàn)了一種新型的方陣絕緣阻抗檢測方案。輔助 支路的電流經(jīng)過線性光耦隔離后轉(zhuǎn)換成電壓信號，并經(jīng)過計(jì)算得到方陣絕緣阻抗，一方面 利用線性光耦的隔離功能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)電與弱電的隔離，另一方面線性光耦本身具有放大功能， 后續(xù)信號調(diào)理電路無需考慮放大，只需要考慮濾波，從而簡化了信號調(diào)理電路。此外，還可 以支持單路光伏輸入和多路光伏輸入情況下的方陣絕緣阻抗檢測，增強(qiáng)了檢測系統(tǒng)的靈活 性和可擴(kuò)展性。
【附圖說明】
[0017] 為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前 提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018] 圖1是本實(shí)用新型方陣絕緣阻抗檢測系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖2和圖3分別示出本實(shí)用新型在單路光伏輸入情況下輔助支路繼電器斷開和閉 合時(shí)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖4是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的方陣絕緣阻抗檢測過程的示意圖。
[0021 ]圖5是本實(shí)用新型計(jì)算單元的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]其中，附圖中各符號的含義如下：
[0023] Vpvl、Vpv2…Vpvm，光伏輸入1…!!!的輸入電壓；
[0024] KM1、ΚΜ2···ΚΜπι，光伏輸入 1 ·，的接觸器；
[0025] ΚΙ、Κ2···Κπι，光伏輸入l· · ·πι的輔助支路繼電器；
[0026] R1、R2…Rm，光伏輸入1···πι的輔助支路電阻；
[0027] Rxl、Rx2'"Rxm光伏輸入1···ηι的正母線對地絕緣阻抗；
[0028] Ryn，光伏負(fù)母線對地絕緣阻抗；
[0029] Rs，采樣電阻；
[0030] Rn，限流電阻；
[0031] Viso,支路電壓；
[0032] Vcc，電源；
[0033] 10,電信號轉(zhuǎn)換裝置；
[0034] 11，線性光耦；
[0035] 20,計(jì)算單元；
[0036] 21，控制模塊；
[0037] 22,電壓采集模塊；
[0038] 23,阻抗計(jì)算模塊；
[0039] 30,濾波電路；
[0040] 40,故障指示單元；
[0041 ] 50,故障處理單元。
【具體實(shí)施方式】
[0042]本實(shí)用新型提出一種基于輔助支路的電流實(shí)現(xiàn)的新型的方陣絕緣阻抗檢測方案。 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0043] 圖1是本實(shí)用新型方陣絕緣阻抗檢測系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044] 如圖1所示，本實(shí)用新型的方陣絕緣阻抗檢測系統(tǒng)包括待檢測的若干光伏輸入支 路，例如，圖1中示出的m路光伏輸入支路。光伏輸入支路包括接觸器KM1、KM2…冗!!!!和輔助支 路以及光伏正母線PVl+、PV2+."PVm+和光伏負(fù)母線PV-。通過控制各個(gè)接觸器ΚΜ1、ΚΜ2···ΚΜι? 的閉合和斷開狀態(tài)，可以接入相應(yīng)的光伏輸入，以便對接入的光伏輸入支路的絕緣阻抗進(jìn) 行檢測。例如，接觸器ΚΜ1閉合，其他接觸器ΚΜ2…{^!!!斷開，則可以接入第1路光伏輸入;接觸 器ΚΜ2閉合，其他接觸器ΚΜ1、ΚΜ3…KMm斷開，則可以接入第2路光伏輸入。接觸器ΚΜ1、ΚΜ2… KMm例如可以選用直流接觸器。輔助支路包括串聯(lián)的繼電器K1、K2…Km和電阻Rl、R2…Rm，接 觸器ΚΜ1、ΚΜ2···ΚΜπι的兩端分別與該光伏輸入支路的光伏正母線PVl+、PV2+'"PVm+和輔助支 路繼電器ΚΙ、K2…咖電連接，輔助支路電阻Rl、R2…Rm接地。通過控制輔助支路繼電器K1、 K2…Km的閉合和斷開狀態(tài)，可以構(gòu)建不同的電路結(jié)構(gòu)，基于不同的電路結(jié)構(gòu)構(gòu)建方程，就可 以計(jì)算出方陣絕艷阻抗檢測。每個(gè)輔助支路僅需要一個(gè)繼電器開關(guān)就可以完成方陣絕艷阻 抗檢測。其中，方陣絕緣阻抗包括各個(gè)光伏輸入支路的正母線對地絕緣阻抗Rxl、Rx2···Rxm 以及光伏負(fù)母線對地絕緣阻抗Ryn。
[0045] 如圖1所示，本實(shí)用新型的方陣絕緣阻抗檢測系統(tǒng)還包括用于將電流信號轉(zhuǎn)換成 電壓信號的電信號轉(zhuǎn)換裝置10和計(jì)算單元20,光伏輸入支路的輔助支路電流經(jīng)電信號轉(zhuǎn)換 裝置10轉(zhuǎn)換成支路電壓，計(jì)算單元20采集不同電路結(jié)構(gòu)下的支路電壓，根據(jù)不同電路結(jié)構(gòu) 以及相應(yīng)的支路電壓構(gòu)建方程計(jì)算方陣絕緣阻抗。
[0046] 電信號轉(zhuǎn)換裝置10包括線性光耦11和采樣電阻Rs。線性光耦11分為原邊和副邊， 兩邊沒有電氣連接，因此是隔離的，并且線性光耦11能把原邊的電流以一定的比例反映到 副邊，兼有放大的功能。線性光耦11原邊第一端子連接限流電阻Rn，限流電阻Rn分別接地和 輔助支路電阻1?1、1?2"_1? 111，通過調(diào)整限流電阻1?11的阻值可以使支路電流在線性光耦最佳的 工作范圍。線性光耦11原邊第二端子接光伏負(fù)母線PV-，線性光耦11副邊第一端子連接電源 Vcc，線性光耦11副邊第二端子連接采樣電阻Rs，采樣電阻Rs接地。通過采用電阻Rs可以將 支路電流信號轉(zhuǎn)換成支路電壓信號，方便后續(xù)處理。
[0047] 計(jì)算單元20例如可以采用微處理器實(shí)現(xiàn)。計(jì)算單元20連接線性光耦11副邊第二端 子，用于采集支路電壓Vi so，在線性光親11副邊第二端子與計(jì)算單元20連接的線路上還設(shè) 置有濾波電路30。由于線性光耦本身具有放大功能，后續(xù)信號調(diào)理電路無需考慮放大，只需 要考慮濾波，從而簡化了信號調(diào)理電路。計(jì)算單元20與每個(gè)光伏輸入支路中的接觸器KM1、 ΚΜ2···ΚΜπι和輔助支路繼電器ΚΙ、Κ2···Κπι均可操作性連接。所謂可操作性連接是指基于控制 需要計(jì)算單元20可以控制改變接觸器或繼電器的開合狀態(tài)。
[0048] 計(jì)算單元20通過自動(dòng)控制接觸器ΚΜ1、ΚΜ2···ΚΜπι分別接入各路光伏輸入，然后針對 被接入的光伏輸入支路控制其輔助支路繼電器Κ1、Κ2···Κπι的閉合和斷開，以構(gòu)建不同的電 路結(jié)構(gòu)，例如可參考圖2和圖3示出的單路光伏輸入情況下輔助支路繼電器Κ1斷開和閉合時(shí) 的電路結(jié)構(gòu)示意圖，隨后分別采集不同電路結(jié)構(gòu)下的支路電壓，最后根據(jù)不同的電路結(jié)構(gòu) 以及相應(yīng)的支路電壓構(gòu)建方程，就可以計(jì)算出被接入的光伏輸入支路的正母線對地絕緣阻 抗以及光伏負(fù)母線對地絕緣阻抗。具體可以參考圖4實(shí)施例的描述。
[0049] 如圖1所示，本實(shí)