CN115840083B - 一种绝缘阻抗检测电路及其系统 - Google Patents
一种绝缘阻抗检测电路及其系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115840083B CN115840083B CN202310160860.0A CN202310160860A CN115840083B CN 115840083 B CN115840083 B CN 115840083B CN 202310160860 A CN202310160860 A CN 202310160860A CN 115840083 B CN115840083 B CN 115840083B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resistor
- voltage
- detection circuit
- circuit
- switching tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
本发明实施方式公开了一种绝缘阻抗检测电路及其系统,该电路包括:被配置为响应于PE电压的降低,导通正母线和保护地线,以获取第一测量电压;或响应于PE电压的升高,导通负母线和保护地线,以获取第二测量电压的主动检测电路;被配置为提供第一阈值电压和第二阈值电压至主动检测电路的阈值设定电路;被配置为启用后,使第一测量电压变化至第三测量电压,或使第二测量电压变化至第四测量电压的辅助检测电路;PE电压响应于绝缘阻抗的变化而变化,绝缘阻抗包括光伏方阵的正极到保护地线的绝缘阻抗,以及光伏方阵的负极到保护地线的绝缘阻抗。通过上述方式,本发明实施方式能够实时地监测光伏方阵的绝缘阻抗变化情况。
Description
技术领域
本发明实施方式涉及阻抗检测领域,特别是涉及一种绝缘阻抗检测电路及其系统。
背景技术
绝缘阻抗检测对光伏逆变器的安全可靠运行至关重要。许多国家和地区都对光伏方阵的绝缘阻抗提出了要求。GB/T37408规定与不接地的光伏方阵连接的逆变器应具有光伏方阵直流绝缘阻抗的检测功能,当阻抗小于Vmaxpv/30mA时,应指示故障,且不应并网。因此,光伏逆变器在并网前需要检测光伏组件对地的绝缘阻抗。当绝缘阻抗大于规定阈值时才能将光伏逆变器并入电网发电。
现有的绝缘阻抗检测技术是通过多次施加电阻扰动或电压扰动然后求解代数方程间接检测出光伏输出端对机壳的绝缘阻抗。比如,专利CN 106997008 A提出的绝缘阻抗检测方法,通过两次改变Boost输出电压施加电压扰动,或通过闭合或断开检测开关施加电阻扰动与改变Boost输出电压施加电压扰动相结合,利用基尔霍夫电流定律求出绝缘阻抗的大小。这种检测方法存在的问题是特别依赖于检测开关的动作,而且只在并网前检测绝缘阻抗是否满足安规要求,不能做到实时检测。在潮湿的阴雨天,电缆老化磨损处绝缘阻抗会发生变化,这在逆变器并网运行期间存在很大的安全隐患。如果要在逆变器并网运行期间进行检测,需要频繁操作开关或调整Boost输出电压,不仅检测步骤繁琐,而且这也是不现实的。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明实施方式采用的一个技术方案是:提供一种绝缘阻抗检测电路,应用于光伏逆变器系统,所述光伏逆变器系统包括光伏方阵、逆变器以及分别连接至所述光伏方阵的正极和负极的保护地线,所述逆变器包括正母线和负母线,其特征在于,所述电路包括:被配置为响应于PE电压的降低,导通所述正母线和所述保护地线,以获取第一测量电压;或响应于PE电压的升高,导通所述负母线和所述保护地线,以获取第二测量电压的主动检测电路;被配置为提供第一阈值电压和第二阈值电压至所述主动检测电路的阈值设定电路;被配置为启用后,使所述第一测量电压变化至第三测量电压,或使所述第二测量电压变化至第四测量电压的辅助检测电路;所述PE电压为所述保护地线与所述负母线之间的电压差值,所述PE电压响应于绝缘阻抗的变化而变化,所述绝缘阻抗为所述光伏方阵的正极到所述光伏方阵的负极的绝缘阻抗。
在一些实施例中,所述主动检测电路包括第一电阻、第一开关管、第二电阻和第二开关管,其中,所述第一电阻的一端连接至所述正母线,所述第一电阻的另一端连接至所述第一开关管的集电极;所述第一开关管的发射极连接至所述第二开关管的发射极,形成第一连接点;所述第二开关管的集电极连接至所述第二电阻的一端,所述第二电阻的另一端连接至所述负母线;所述第一连接点连接至所述保护地线。
在一些实施例中,所述阈值设定电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻,其中,所述第三电阻的一端连接至所述正母线,所述第三电阻的另一端连接至所述第一开关管的基极;所述第四电阻的一端连接至所述第三电阻的另一端,所述第四电阻的另一端连接至所述负母线;所述第六电阻的一端连接至所述负母线,所述第六电阻的另一端连接至所述第二开关管的基极;所述第五电阻的一端连接至所述第六电阻的另一端,所述第五电阻的另一端连接至所述正母线。
在一些实施例中,所述辅助检测电路包括第一检测电路或第二检测电路,其中所述第一检测电路包括第七电阻和第一控制开关,其中,所述第七电阻的一端连接至所述第一连接点,所述第七电阻的另一端连接至所述第一控制开关的一端,所述第一控制开关的另一端连接至所述负母线;所述第一控制开关在初始状态下为断开状态。
在一些实施例中,所述第二检测电路包括第八电阻、第九电阻和第三开关管,其中,所述第八电阻的一端连接至所述第一连接点,所述第八电阻的另一端连接至所述第三开关管的集电极;所述第三开关管的基极连接至所述第九电阻的一端,所述第三开关管的发射极连接至所述负母线;所述第九电阻的另一端作为控制信号输入端,用于引入控制信号。
在一些实施例中,当导通所述正母线和所述保护地线时,所述绝缘阻抗根据下式进行计算:
,
其中,Rm为所述绝缘阻抗,Vpe1为所述第一测量电压,Vpe3为所述第三测量电压,R1为所述第一电阻,R7为所述第七电阻;当导通所述负母线和所述保护地线时,所述绝缘阻抗根据下式进行计算:
,
其中,Vpe2为所述第二测量电压,Vpe4为所述第四测量电压,R2为所述第二电阻。
在一些实施例中,所述第三电阻、所述第四电阻、所述第五电阻和所述第六电阻的阻值满足下式:
,
其中,R3为所述第三电阻,R4为所述第四电阻,R5为所述第五电阻,R6为所述第六电阻。
为解决上述技术问题,本发明实施方式采用的另一个技术方案是:提供一种绝缘阻抗检测系统,该系统包括:包括正母线和负母线的逆变器;包括若干个光伏组件和/或若干个电池的功率输出单元,若干个光伏组件和/或若干个电池的输出端均连接至所述正母线;分别连接至所述若干个光伏组件和/或若干个电池的正极和负极的保护地线;以及如上所述的一种绝缘阻抗检测电路,所述绝缘阻抗检测电路分别连接至所述正母线、所述负母线和所述保护地线。
在一些实施例中,当所述绝缘阻抗检测电路中的辅助检测电路为第二辅助电路时,所述系统还包括:被配置为输入控制信号至所述辅助检测电路,以启用所述辅助检测电路或停用所述辅助检测电路的控制信号输入单元。
在一些实施例中,当所述控制信号为高电平时,启用所述辅助检测电路;当所述控制信号为低电平时,停用所述辅助检测电路。
在一些实施例中,所述系统还包括:分别连接至所述若干个电池和或/若干个光伏组件的输出端的若干个升压电路,所述升压电路的输出端均连接至所述正母线。
在一些实施例中,所述系统还包括:分别连接至所述保护地线和所述负母线的阻抗计算单元;所述阻抗计算单元被配置为在PE电压降低时,根据PE电压和负母线电压获得第一测量电压,并在启用所述辅助检测电路后,根据所述负母线电压和变化后的PE电压计算出第三测试电压,并根据所述第一测量电压和所述第三测量电压计算出所述绝缘阻抗;或在PE电压升高时,根据所述PE电压和所述负母线电压获得第二测量电压,并在启用所述辅助检测电路后,根据所述负母线电压和变化后的PE电压计算出第四测试电压,并根据所述第二测量电压和所述第四测量电压计算出所述绝缘阻抗。
本发明实施方式的有益效果是:区别于现有技术的情况,本发明提出的实时主动式绝缘阻抗检测电路能够实时监测绝缘阻抗的变化。通过引入主动检测电路和辅助检测电路,可以实时地监测光伏方阵的绝缘阻抗变化情况。由绝缘阻抗变化引起的主动检测电路响应会直接触发互补开关,辅助电路再次响应主动检测电路,从而根据两次检测的保护地线电压求出绝缘阻抗大小。这种检测方法在PE电压超过设定阈值电压时才会启动输出,而且启动阈值满足滞回调节特性,具有一定的抗干扰性,弥补了传统绝缘阻抗检测实时性差的不足。
附图说明
图1是本发明实施方式提供的一种绝缘阻抗检测电路的结构示意图;
图2是本发明实施方式提供的一种主动检测电路的电路拓扑图;
图3是本发明实施方式提供的一种阈值设定电路的电路拓扑图;
图4是本发明实施方式提供的一种辅助检测电路的电路拓扑图;
图5是本发明实施方式提供的一种绝缘阻抗检测电路的电路拓扑图;
图6是阈值电压调节范围的滞回特性曲线;
图7是本发明实施方式提供的另一种辅助检测电路的电路拓扑图;
图8是本发明实施方式提供的另一种绝缘阻抗检测电路的电路拓扑图;
图9是本发明实施方式提供的一种绝缘阻抗检测系统的结构示意图。
具体实施方式
在本发明的实施例中提供了一种绝缘阻抗检测电路,该电路应用于光伏逆变器系统,光伏逆变器系统包括光伏方阵、逆变器以及分别连接至所述光伏方阵的正极和负极的保护地线。绝缘阻抗检测电路的结构示意图如图1所示。为方便说明,在该电路的结构示意图中,添加了逆变器的正母线、负母线以及保护地线。该绝缘阻抗检测电路包括主动检测电路100、阈值设定电路200和辅助检测电路300。
其中,主动检测电路100连接在正母线和负母线之间,并且还连接至保护地线的一端。主动检测电路100被配置为响应于PE电压的降低,导通正母线和保护地线,以获取第一测量电压;或响应于PE电压的升高,导通负母线和保护地线,以获取第二测量电压。
需要说明的是,PE电压为保护地线与负母线之间的电压差值,PE电压响应于绝缘阻抗的变化而变化,绝缘阻抗包括光伏方阵的正极到保护地线的绝缘阻抗,以及光伏方阵的负极到保护地线的绝缘阻抗;第一测量电压和第二测量电压为不同时间点采集到的保护地线与负母线之间的电压差值。
阈值设定电路200连接在正母线和负母线之间,并且还连接至主动检测电路100,阈值设定电路200被配置为提供第一阈值电压和第二阈值电压至主动检测电路100。
需要说明的是,第一阈值电压和第二阈值电压均为预设可调电压,具体是通过配置阈值设定电路200中的电阻阻值以改变阈值设定电路200分别输入至主动检测电路100的第一阈值电压和第二阈值电压。
辅助检测电路300分别连接至负母线和保护地线,并被配置为当其启用后,使第一测量电压变化至第三测量电压,或使第二测量电压变化至第四测量电压。
在一些实施例中,主动检测电路100的电路拓扑图如图2所示,该主动检测电路100具体包括第一电阻R1、第一开关管Q1、第二电阻R2和第二开关管Q2,其中,
第一开关管Q1和第二开关管Q2的类型不做限制,可以为三极管或MOS管,在本实施例中第一开关管Q1以NPN型三极管为例,第二开关管Q2以PNP型三极管为例进行说明。
第一电阻R1的一端连接至第一开关管Q1的集电极,第一开关管Q1的发射极连接至第二开关管Q2的发射极,第二开关管Q2的集电极连接至第二电阻R2的一端。
在一些实施例中,阈值设定电路200的电路拓扑图如图3所示,该阈值设定电路200具体包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6。
其中,第四电阻R4的一端连接至第三电阻R3的一端,第五电阻R5的一端连接至第六电阻R6的一端。
需要说明的是,辅助检测电路300包括第一检测电路310或第二检测电路320。
在一些实施例中,第一检测电路310的电路拓扑图如图4所示,该第一检测电路310具体包括第七电阻R7和第一控制开关S1。
其中,第七电阻R7的一端连接至第一控制开关S1的一端,第一控制开关S1在初始状态下为断开状态。
基于上述的主动检测电路100、阈值设定电路200和第一检测电路310,本发明所提供的一种绝缘阻抗检测电路10的电路拓扑图如图5所示,为方便说明,该电路拓扑图还增加了3个光伏组件,分别为PV1、PV2和PV3;三个升压电路,分别为升压电路1、升压电路2和升压电路3,保护地线以及逆变器的正母线和负母线。
光伏组件PV1、光伏组件PV2和光伏组件PV3的正极分别连接至升压电路1、升压电路2和升压电路3的一端,升压电路1、升压电路2和升压电路3的另一端均连接至正母线。光伏组件PV1、光伏组件PV2和光伏组件PV3的负极均连接至负母线。
并且为使该绝缘阻抗检测电路10的功能鲜明,将光伏组件PV1的绝缘阻抗等效为R10和R11,PV2的绝缘阻抗等效为R12和R13,PV3的绝缘阻抗等效为R14和R15。
具体地,第一电阻R1的一端连接至正母线,第一电阻R1的另一端连接至第一开关管Q1的集电极,第一开关管Q1的发射极连接至第二开关管Q2的发射极,形成第一连接点。
第二开关管Q2的集电极连接至第二电阻R2的一端,第二电阻R2的另一端连接至负母线,第一连接点连接至保护地线。
其中,第一电阻R1和第二电阻R2的作用均是限流。第一开关管Q1和第二开关管Q2共发射极连接构成一组推挽输出电路。
第三电阻R3的一端连接至正母线,第三电阻R3的另一端连接至第一开关管Q1的基极,连接点为B1。第四电阻R4的一端连接至第三电阻R3的另一端,第四电阻R4的另一端连接至负母线。
连接点为B1的电压VB1可以通过改变第三电阻R3和/或第四电阻R4的阻值进行设定。并且VB1即上述的第一阈值电压。
具体地,VB1可由下式进行计算设定:
,
其中,VBUS为逆变器的正母线和负母线之间的电压。
第六电阻R6的一端连接至负母线,第六电阻R6的另一端连接至第二开关管Q2的基极,连接点为B2。第五电阻R5的一端连接至第六电阻R6的另一端,第五电阻R5的另一端连接至正母线。
连接点为B2的电压VB2可以通过改变第五电阻R5和/或第六电阻R6的阻值进行设定。并且VB2即上述的第二阈值电压。
具体地,VB2可由下式进行计算设定:
。
需要说明的是,设定阈值电压时需要满足VB1<VB2的条件。并且阈值电压调节范围满足滞回特性,其滞回特性曲线如图6所示。
第七电阻R7的一端连接至第一连接点,第七电阻R7的另一端连接至第一控制开关S1的一端,第一控制开关S1的另一端连接至负母线。
其中,第七电阻R7的作用为限流。第一控制开关S1的类型不做限制,可以为继电器、三极管或MOS管,在本实施例中以继电器为例进行说明。
具体检测原理如下:当PE电压小于VB1时,第一开关管Q1导通;当PE电压大于VB2时,第二开关管Q2导通。绝缘阻抗变化会引起PE电压变化。当PV正极对地的绝缘阻抗变小时,PE电压升高。当PV负极对地的绝缘阻抗变小时,PE电压降低。
因此,绝缘阻抗变化时第一开关管Q1或第二开关管Q2的开关状态就会改变,于是就实现了实时绝缘阻抗检测。
当PE电压降低时,具体检测步骤如下:
第一步:PE电压降低,第一开关管Q1导通,第二开关管Q2截止。测量保护地线对负母线的电压为VPE1,即第一测量电压。根据电路原理有如下方程:
, (1)
其中,Vpv1为光伏组件PV1的输出电压,Vpv2为光伏组件PV2的输出电压,Vpv3为光伏组件PV3的输出电压。
第二步,检测到PE电压降低到某一阈值时,闭合第一控制开关S1,此时测量保护地线对负母线的电压为VPE3,即第三测量电压。根据电路原理有如下方程:
, (2)
由(1)式、(2)式两式相减可得:
, (3)
可解得:
, (4)
其中,Rm为绝缘阻抗。
由式(4)可知,绝缘阻抗的大小取决于两次检测到的PE电压、第一电阻R1和第七电阻R7,而与直流母线电压无关。因此,这种检测方法在母线电压波动时也具有很高的检测精度。
当PE电压升高时,具体检测步骤如下:
第一步:PE电压升高,第二开关管Q2导通,第一开关管Q1截止。测量保护地线对负母线的电压为VPE2, 即第二测量电压。根据电路原理有如下方程:
, (5)
第二步,检测到PE电压降低到某一阈值时,闭合第一控制开关S1,此时测量保护地线对负母线的电压为VPE4,即第四测量电压。根据电路原理有如下方程:
, (6)
由(5)式、(6)式两式相减可得:
, (7)
可解得:
, (8)
由式(8)同样可知,绝缘阻抗的大小取决于两次检测到的PE电压、第一电阻R2和第七电阻R7,而与直流母线电压无关。因此,这种检测方法在母线电压波动时也具有很高的检测精度。
区别于现有技术,本发明提出的实时主动式绝缘阻抗检测电路能够实时监测绝缘阻抗的变化。通过引入主动检测电路和辅助检测电路,可以实时地监测光伏方阵的绝缘阻抗变化情况。由绝缘阻抗变化引起的主动检测电路响应会直接触发互补开关,辅助电路再次响应主动检测电路,从而根据两次检测的保护地线电压求出绝缘阻抗大小。这种检测方法在PE电压超过设定阈值电压时才会启动输出,而且启动阈值满足滞回调节特性,具有一定的抗干扰性,弥补了传统绝缘阻抗检测实时性差的不足。特别是对于光伏系统运行环境日益恶劣的情形,该绝缘阻抗主动检测技术对保证光伏发电系统的安全可靠运行具有深远的意义。
本发明实施方式还提供了第二检测电路320,其电路拓扑图如图7所示,该电路包括第八电阻R8、第九电阻R9和第三开关管Q3,其中,
第八电阻R8的另一端连接至第三开关管Q3的集电极,第三开关管Q3的基极连接至第九电阻R9的一端。第九电阻R9的另一端作为控制信号输入端,用于引入控制信号。
基于第二检测电路320,本发明实施方式提供了另一种绝缘阻抗检测电路,其结构示意图如图8所示,
为方便说明,该电路拓扑图还增加了3个光伏组件,分别为PV1、PV2和PV3;三个升压电路,分别为升压电路1、升压电路2和升压电路3,保护地线以及逆变器的正母线和负母线。
光伏组件PV1、光伏组件PV2和光伏组件PV3的正极分别连接至升压电路1、升压电路2和升压电路3的一端,升压电路1、升压电路2和升压电路3的另一端均连接至正母线。光伏组件PV1、光伏组件PV2和光伏组件PV3的负极均连接至负母线。
并且为使该绝缘阻抗检测电路10的功能鲜明,将光伏组件PV1的绝缘阻抗等效为R10和R11,PV2的绝缘阻抗等效为R12和R13,PV3的绝缘阻抗等效为R14和R15。
具体地,第一电阻R1的一端连接至正母线,第一电阻R1的另一端连接至第一开关管Q1的集电极,第一开关管Q1的发射极连接至第二开关管Q2的发射极,形成第一连接点。
第二开关管Q2的集电极连接至第二电阻R2的一端,第二电阻R2的另一端连接至负母线,第一连接点连接至保护地线。
其中,第一电阻R1和第二电阻R2的作用均是限流。第一开关管Q1和第二开关管Q2共发射极连接构成一组推挽输出电路。
第三电阻R3的一端连接至正母线,第三电阻R3的另一端连接至第一开关管Q1的基极,连接点为B1。第四电阻R4的一端连接至第三电阻R3的另一端,第四电阻R4的另一端连接至负母线。
连接点为B1的电压VB1可以通过改变第三电阻R3和/或第四电阻R4的阻值进行设定。并且VB1即上述的第一阈值电压。
具体地,VB1可由下式进行计算设定:
,
其中,VBUS为逆变器的正母线和负母线之间的电压。
第六电阻R6的一端连接至负母线,第六电阻R6的另一端连接至第二开关管Q2的基极,连接点为B2。第五电阻R5的一端连接至第六电阻R6的另一端,第五电阻R5的另一端连接至正母线。
连接点为B2的电压VB2可以通过改变第五电阻R5和/或第六电阻R6的阻值进行设定。并且VB2即上述的第二阈值电压。
具体地,VB2可由下式进行计算设定:
。
需要说明的是,设定阈值电压时需要满足VB1<VB2的条件。并且阈值电压调节范围满足滞回特性,其滞回特性曲线如图6所示。
第七电阻R7的一端连接至第一连接点,第七电阻R7的另一端连接至第一控制开关S1的一端,第一控制开关S1的另一端连接至负母线。
其中,第七电阻R7的作用为限流。第一控制开关S1的类型不做限制,可以为继电器、三极管或MOS管,在本实施例中以继电器为例进行说明。
第八电阻R8的一端连接至第一连接点,第八电阻R8的另一端连接至第三开关管Q3的集电极,第三开关管Q3的基极连接至第九电阻R9的一端,第三开关管Q3的发射极连接至负母线。第九电阻R9的另一端作为控制信号输入端,用于引入控制信号。
具体检测原理同上一绝缘阻抗检测电路,在此不作赘述。
需要说明的是,上述实施例中的两种绝缘阻抗检测电路皆应用于光伏组件中,实际上上述的绝缘阻抗检测电路还可应用于电池、储能逆变器和DC/DC变换器等。
基于上述的绝缘阻抗检测电路,以图8所示绝缘阻抗检测电路为基础,本发明实施方式还提供了一种绝缘阻抗检测系统,其结构示意图如图9所示,具体包括:
包括正母线和负母线的逆变器40。
包括若干个光伏组件和/或若干个电池的功率输出单元20。
在本实施例中,功率输出单元20包括光伏组件210、第一电池220和第二电池230。
光伏组件210的绝缘阻抗等效为R10和R11,第一电池220的绝缘阻抗等效为R12和R13,第二电池230的绝缘阻抗等效为R14和R15。
设置在若干个电池和正母线之间的升压电路60,升压电路60用于提升功率输出单元20的输出功率。
在本实施例中,升压电路60包括第一升压电路61、第二升压电路62和第三升压电路63。
具体地,光伏组件210的正输出端连接至第三升压电路63的输入端,第三升压电路63的输出端连接至正母线;第一电池220的正输出端连接至第一升压电路61的输入端,第一升压电路61的输出端连接至正母线;第二电池230的正输出端连接至第二升压电路62的输入端,第二升压电路62的输出端连接至正母线。
分别连接至若干个光伏组件和/或若干个电池的正极和负极的保护地线。
被配置为输入高电平的控制信号至第二检测电路320,以启用第二检测电路320或停用第二检测电路320的控制信号输入单元50。
如上述实施例所述的绝缘阻抗检测电路10,绝缘阻抗检测电路10分别连接至正母线、负母线和保护地线。
以及分别连接至保护地线和负母线的阻抗计算单元30。阻抗计算单元30被配置为在PE电压降低时,根据PE电压和负母线电压获得第一测量电压,并在启用第二检测电路320后,根据负母线电压和变化后的PE电压计算出第三测试电压,并根据第一测量电压和第三测量电压计算出绝缘阻抗;
或在PE电压升高时,根据PE电压和负母线电压获得第二测量电压,并在启用第二检测电路320后,根据负母线电压和变化后的PE电压计算出第四测试电压,并根据第二测量电压和第四测量电压计算出绝缘阻抗。
具体原理在上述实施例中已有说明,在此不做赘述。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;在本申请的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上的本申请的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (12)
1.一种绝缘阻抗检测电路,应用于光伏逆变器系统,所述光伏逆变器系统包括光伏方阵、逆变器以及分别连接至所述光伏方阵的正极和负极的保护地线,所述逆变器包括正母线和负母线,其特征在于,所述电路包括:
被配置为响应于PE电压的降低,导通所述正母线和所述保护地线,以获取第一测量电压;或响应于PE电压的升高,导通所述负母线和所述保护地线,以获取第二测量电压的主动检测电路;
被配置为提供第一阈值电压和第二阈值电压至所述主动检测电路的阈值设定电路;
被配置为启用后,使所述第一测量电压变化至第三测量电压,或使所述第二测量电压变化至第四测量电压的辅助检测电路;
所述PE电压为所述保护地线与所述负母线之间的电压差值,所述PE电压响应于绝缘阻抗的变化而变化,所述绝缘阻抗为所述光伏方阵的正极到所述光伏方阵的负极的绝缘阻抗。
2.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述主动检测电路包括第一电阻、第一开关管、第二电阻和第二开关管,其中,
所述第一电阻的一端连接至所述正母线,所述第一电阻的另一端连接至所述第一开关管的集电极;
所述第一开关管的发射极连接至所述第二开关管的发射极,形成第一连接点;
所述第二开关管的集电极连接至所述第二电阻的一端,所述第二电阻的另一端连接至所述负母线;
所述第一连接点连接至所述保护地线。
3.根据权利要求2所述的电路,其特征在于,所述阈值设定电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻,其中,
所述第三电阻的一端连接至所述正母线,所述第三电阻的另一端连接至所述第一开关管的基极;
所述第四电阻的一端连接至所述第三电阻的另一端,所述第四电阻的另一端连接至所述负母线;
所述第六电阻的一端连接至所述负母线,所述第六电阻的另一端连接至所述第二开关管的基极;
所述第五电阻的一端连接至所述第六电阻的另一端,所述第五电阻的另一端连接至所述正母线。
4.根据权利要求3所述的电路,其特征在于,所述辅助检测电路包括第一检测电路或第二检测电路,其中
所述第一检测电路包括第七电阻和第一控制开关,其中,
所述第七电阻的一端连接至所述第一连接点,所述第七电阻的另一端连接至所述第一控制开关的一端,所述第一控制开关的另一端连接至所述负母线;
所述第一控制开关在初始状态下为断开状态。
5.根据权利要求4所述的电路,其特征在于,所述第二检测电路包括第八电阻、第九电阻和第三开关管,其中,
所述第八电阻的一端连接至所述第一连接点,所述第八电阻的另一端连接至所述第三开关管的集电极;
所述第三开关管的基极连接至所述第九电阻的一端,所述第三开关管的发射极连接至所述负母线;
所述第九电阻的另一端作为控制信号输入端,用于引入控制信号。
6.根据权利要求5所述的电路,其特征在于,当导通所述正母线和所述保护地线时,所述绝缘阻抗根据下式进行计算:
,
其中,Rm为所述绝缘阻抗,Vpe1为所述第一测量电压,Vpe3为所述第三测量电压,R1为所述第一电阻,R7为所述第七电阻;
当导通所述负母线和所述保护地线时,所述绝缘阻抗根据下式进行计算:
,
其中,Vpe2为所述第二测量电压,Vpe4为所述第四测量电压,R2为所述第二电阻。
7.根据权利要求3所述的电路,其特征在于,所述第三电阻、所述第四电阻、所述第五电阻和所述第六电阻的阻值满足下式:
,
其中,R3为所述第三电阻,R4为所述第四电阻,R5为所述第五电阻,R6为所述第六电阻。
8.一种绝缘阻抗检测系统,其特征在于,包括:
包括正母线和负母线的逆变器;
包括若干个光伏组件和/或若干个电池的功率输出单元,若干个光伏组件和/或若干个电池的输出端均连接至所述正母线;
分别连接至所述若干个光伏组件和/或若干个电池的正极和负极的保护地线;
以及如权利要求1-7任一项所述的一种绝缘阻抗检测电路,所述绝缘阻抗检测电路分别连接至所述正母线、所述负母线和所述保护地线。
9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,当所述绝缘阻抗检测电路中的辅助检测电路为第二辅助电路时,所述系统还包括:
被配置为输入控制信号至所述辅助检测电路,以启用所述辅助检测电路或停用所述辅助检测电路的控制信号输入单元。
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,当所述控制信号为高电平时,启用所述辅助检测电路;
当所述控制信号为低电平时,停用所述辅助检测电路。
11.根据权利要求10所述的系统,其特征在于,还包括:
分别连接至所述若干个电池或/若干个光伏组件的输出端的若干个升压电路,所述升压电路的输出端均连接至所述正母线。
12.根据权利要求11所述的系统,其特征在于,还包括:
分别连接至所述保护地线和所述负母线的阻抗计算单元;
所述阻抗计算单元被配置为在PE电压降低时,根据PE电压和负母线电压获得第一测量电压,并在启用所述辅助检测电路后,根据所述负母线电压和变化后的PE电压计算出第三测量电压,并根据所述第一测量电压和所述第三测量电压计算出所述绝缘阻抗;
或在PE电压升高时,根据所述PE电压和所述负母线电压获得第二测量电压,并在启用所述辅助检测电路后,根据所述负母线电压和变化后的PE电压计算出第四测量电压,并根据所述第二测量电压和所述第四测量电压计算出所述绝缘阻抗。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310160860.0A CN115840083B (zh) | 2023-02-24 | 2023-02-24 | 一种绝缘阻抗检测电路及其系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310160860.0A CN115840083B (zh) | 2023-02-24 | 2023-02-24 | 一种绝缘阻抗检测电路及其系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115840083A CN115840083A (zh) | 2023-03-24 |
CN115840083B true CN115840083B (zh) | 2023-04-28 |
Family
ID=85580161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310160860.0A Active CN115840083B (zh) | 2023-02-24 | 2023-02-24 | 一种绝缘阻抗检测电路及其系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115840083B (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN202583327U (zh) * | 2012-05-09 | 2012-12-05 | 江苏博纬新能源科技有限公司 | 一种双路mppt的光伏并网逆变器绝缘阻抗检测电路 |
CN103389436A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-11-13 | 中达电通股份有限公司 | 直流供电系统的投切式绝缘监测方法及系统 |
KR20150026334A (ko) * | 2013-09-02 | 2015-03-11 | 엘에스산전 주식회사 | 태양광 인버터 |
CN107305224A (zh) * | 2016-04-19 | 2017-10-31 | 台达电子企业管理(上海)有限公司 | 光伏逆变器的绝缘阻抗检测电路、检测方法及光伏逆变器 |
CN111812406A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-10-23 | 上海正泰电源系统有限公司 | 一种多路不共极输入电路的绝缘阻抗检测电路及方法 |
CN112924752A (zh) * | 2019-12-06 | 2021-06-08 | 台达电子企业管理(上海)有限公司 | 光伏逆变器系统的绝缘阻抗检测电路及绝缘阻抗检测方法 |
WO2022178656A1 (zh) * | 2021-02-23 | 2022-09-01 | 华为数字能源技术有限公司 | 一种光伏系统、电源系统及绝缘故障检测方法 |
-
2023
- 2023-02-24 CN CN202310160860.0A patent/CN115840083B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN202583327U (zh) * | 2012-05-09 | 2012-12-05 | 江苏博纬新能源科技有限公司 | 一种双路mppt的光伏并网逆变器绝缘阻抗检测电路 |
CN103389436A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-11-13 | 中达电通股份有限公司 | 直流供电系统的投切式绝缘监测方法及系统 |
KR20150026334A (ko) * | 2013-09-02 | 2015-03-11 | 엘에스산전 주식회사 | 태양광 인버터 |
CN107305224A (zh) * | 2016-04-19 | 2017-10-31 | 台达电子企业管理(上海)有限公司 | 光伏逆变器的绝缘阻抗检测电路、检测方法及光伏逆变器 |
CN112924752A (zh) * | 2019-12-06 | 2021-06-08 | 台达电子企业管理(上海)有限公司 | 光伏逆变器系统的绝缘阻抗检测电路及绝缘阻抗检测方法 |
CN111812406A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-10-23 | 上海正泰电源系统有限公司 | 一种多路不共极输入电路的绝缘阻抗检测电路及方法 |
WO2022178656A1 (zh) * | 2021-02-23 | 2022-09-01 | 华为数字能源技术有限公司 | 一种光伏系统、电源系统及绝缘故障检测方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Christos Melios et al.."Determining the Insulation Resistance of DC Cables Used in Photovoltaic Systems Under Operational Conditions".《 IEEE Transactions on Industry Applications》.2022,第58卷(第6期),第6931 - 6941页. * |
王俊鹏等."光伏直流绝缘监测装置的设计".《自动化应用》.2016,(第09期),第137-139页. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115840083A (zh) | 2023-03-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109100618B (zh) | 高压电池绝缘检测系统及方法 | |
US10503126B2 (en) | Access control method for parallel direct current power supplies and device thereof | |
CN203787935U (zh) | 基于高边电流检测的过流保护电路 | |
CN109188166B (zh) | 接地故障检测装置及方法 | |
CN104104067A (zh) | 一种短路保护电路 | |
CN113388861B (zh) | 电解槽系统、制氢系统和制氢电源及其输出对地短路检测电路 | |
CN202512197U (zh) | 一种汇流箱的熔断器状态检测系统 | |
CN111766488A (zh) | 一种三相并网逆变器在线绝缘检测方法及检测电路 | |
CN107834978A (zh) | 光伏阵列对地绝缘阻抗检测电路、装置及非隔离光伏逆变器 | |
CN102938559B (zh) | 一种本质安全型电源的电火花限制装置和方法 | |
CN115840083B (zh) | 一种绝缘阻抗检测电路及其系统 | |
CN112666399B (zh) | 光伏阵列对地绝缘阻抗检测方法和装置 | |
CN207853843U (zh) | 光伏阵列对地绝缘阻抗检测电路、装置及非隔离光伏逆变器 | |
CN117200134A (zh) | 一种相地故障监测保护设备 | |
CN105049010B (zh) | 一种igbt过流保护电路及其方法 | |
CN208461688U (zh) | 一种电机控制器放电控制电路 | |
CN111130080A (zh) | 一种基于虚拟阻抗的光伏系统瞬时故障过电流抑制方法 | |
CN215378425U (zh) | 智能直流电源系统 | |
CN108767974A (zh) | 一种带电池欠压关断的电源自动切换电路 | |
CN108429444A (zh) | 一种电机控制器放电控制电路 | |
CN204928112U (zh) | 一种直流浪涌抑制电路及直流电源供电系统 | |
CN212379481U (zh) | 一种多路不共极输入电路的绝缘阻抗检测电路 | |
CN212676883U (zh) | 过流保护及延时恢复电路及供电设备 | |
CN204068359U (zh) | 具有多种保护功能的独立光伏充电控制器 | |
CN203596599U (zh) | 数字式直流断路器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |