CN203929889U - 一种带漏电流检测的绝缘电阻监控保护器 - Google Patents

一种带漏电流检测的绝缘电阻监控保护器 Download PDF

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林晓敏
王继远
陶子平
郑周
张卫
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Abstract

本实用新型涉及一种带漏电流检测的绝缘电阻监控保护器,包括微处理中心MCU、绝缘电阻检测电路、高压转换电路,绝缘电阻检测电路与直流母线连接,绝缘电阻检测电路的输出端与微处理中心MCU连接,高压转换电路的输入端与微处理中心MCU连接,绝缘电阻监控保护器还包括漏电检测电路、零序互感器,零序互感器套置在直流母线外,漏电检测电路的输入端与零序互感器的输出端连接,漏电检测电路的输出端与微处理中心MCU连接。本实用新型在检测绝缘电阻的同时,增加了漏电流的检测功能,使得高压光伏逆变系统在工作时不仅能检测到设备的绝缘电阻,而且能实时检测到设备的漏电流情况,为检测设备的绝缘性能提供了更全面、更安全的保障。

Description

一种带漏电流检测的绝缘电阻监控保护器
技术领域
本实用新型涉及一种绝缘电阻监控保护器,尤其涉及一种应用于高压光伏并网逆变系统进行绝缘性能检测的带漏电流检测的绝缘电阻监控保护器。
背景技术
近几年来,我国光伏并网逆变器的研究和应用得到了快速的发展,由于逆变系统工作环境恶劣,温度、湿度的变差和酸碱气体的腐蚀,都会加速电池阵列、直流传输母线、逆变器等电器设备的绝缘损伤和破坏,更由于电源的正、负极引线通过绝缘层和机壳构成漏电回路,使机壳电位上升,当发生设备多点绝缘严重损坏时,甚至会造成火灾,因此,准确适时地检测光伏并网逆变器高压电气系统对机壳的绝缘性能和漏电流,对保障系统的正常运行和人员、设备的安全,具有重要意义。
目前一般的绝缘性能检测仪器只能检测到设备的绝缘电阻,不能检测到设备的漏电流,给光伏并网逆变系统的绝缘检测带来了困难。
发明内容
由于上述原因,本实用新型提供一种应用于高压光伏并网逆变系统进行绝缘性能和漏电流检测的带漏电流检测的绝缘电阻监控保护器。
为实现上述目的,本实用新型采用一种带漏电流检测的绝缘电阻监控保护器,包括微处理中心MCU、绝缘电阻检测电路、高压转换电路,绝缘电阻检测电路与直流母线连接,绝缘电阻检测电路的输出端与微处理中心MCU连接,高压转换电路的输入端与微处理中心MCU连接,绝缘电阻监控保护器还包括漏电检测电路、零序互感器,零序互感器套置在直流母线外,漏电检测电路的输入端与零序互感器的输出端连接,漏电检测电路的输出端与微处理中心MCU连接。
具体的,本实用新型中所述绝缘电阻检测电路包括正极绝缘电阻检测电路和负极绝缘电阻检测电路,正极绝缘电阻检测电路和负极绝缘电阻检测电路均包括二级射极跟随电路、光电耦合器、射极跟随电路和电压保护电路,二级射极跟随电路的输出端与光电耦合器的输入端连接,光电耦合器的输出端与射极跟随电路的输入端连接,射极跟随电路的输出端与电压保护电路连接,电压保护电路与微处理中心MCU连接,正极绝缘电阻检测电路的二级射极跟随电路的输入端与直流母线的正极连接,负极绝缘电阻检测电路的二级射极跟随电路的输入端与直流母线的负极连接。
具体的,本实用新型中所述高压转换电路包括光电耦合电路和高压开关电路,光电耦合电路的输入端与微处理中心MCU连接,高压开关电路的输入端与光电耦合电路的输出端连接,高压开关电路的输出端接地。
本实用新型在检测绝缘电阻的同时,增加了漏电流的检测功能,使得高压光伏逆变系统在工作时不仅能检测到设备的绝缘电阻,而且能实时检测到设备的漏电流情况,为检测设备的绝缘性能提供了更全面、更安全的保障。
附图说明
图1是本实用新型具体实施例的原理方框图。
图2为本实用新型具体实施例的线路连接图;
图3为本实用新型具体实施例的高压转换电路;
图4为本实用新型具体实施例的绝缘电阻检测电路;
图5为本实用新型具体实施例的漏电检测电路。
具体实施方式
如图1所示,本实用新型的具体实施例是一种带漏电流检测的绝缘电阻监控保护器,包括单片机MCU、绝缘电阻检测电路、高压转换电路、漏电检测电路、零序互感器、继电器动作单元、报警单元、RS485通信电路以及其他外围电路,绝缘电阻检测电路与直流母线连接,绝缘电阻检测电路的输出端与单片机MCU连接,高压转换电路 的输入端与单片机MCU连接,零序互感器套置在直流母线外,漏电检测电路的输入端与零序互感器的输出端连接,漏电检测电路的输出端与单片机MCU连接,继电器动作单元、报警单元、R485通信电路和其他外围电路与单片机MCU连接。
如图2和图3所示,所述的高压转换电路包括正极高压切换电路和负极高压切换电路,正极高压切换电路包括由电阻R21、R23、R27、R74、电容BC18、晶体管Q5、光电耦合器HOC1组成的光电耦合电路,由高压开关管Q1、电阻R29、R63、R75组成的高压开关电路;负极高压切换电路包括由电阻R22、R24、R28、R73、电容BC19、晶体管Q6、光电耦合器HOC2组成的光电耦合电路,由高压开关管Q2、电阻R43、R70、R76组成的高压开关电路。光电耦合电路的输入端与单片机MCU连接,高压开关电路的输入端与光电耦合电路的输出端连接,高压开关电路的输出端接地。
如图2和图4所示,绝缘电阻检测电路包括正极绝缘电阻检测电路和负极绝缘电阻检测电路,所述的正极绝缘电阻检测电路包括由运算放大器A2A、A2B,电阻R6、R10、R14、R15、R19,隔直电容BC9、BC10,滤波电容BC16组成的二级射极跟随电路,通过光电耦合器DP2电路,由运算放大器A4B、电阻R30、滤波电容BC22组成的射极跟随电路,由电阻R39、滤波电容C3、双基极二极管D2组成的电压保护电路,经PV+输出至单片机MCU的第17脚。所述的负极绝缘电阻检测电路由运算放大器A3A、A3B、电阻R7、R11、R16、R17、R20,隔直电容BC11、BC12、滤波电容BC17组成的二级跟随电路,通过光电耦合器DP3电路、由运算放大器A4A、电阻R31、滤波电容BC23组成的射极跟随电路,由电阻R40、滤波电容C4、双基极二极管D3组成的电压保护电路,经PV-输出至单片机MCU的第16脚。
当绝缘电阻监控保护器需要测量正极对地绝缘电阻时,由图3可知,此时单片机MCU第37脚MOSFET1发出测量信号,该信号经过Q5使光电耦合器HOC1感应导通,输出信号至高压开关管Q1的 控制极,使Q1导通,信号通过Q1由电源正极3HVB+和外壳Earth二点取得,该信号进入图4绝缘电阻检测电路的HV+,经过A2A、A2B二级射极跟随器进行电流放大后由光电耦合器输出至射极跟随器A4B放大电路和电压保护电路后进入单片机MCU的第17脚PV+,经A/D转换后得到正极绝缘电阻信号电压值,单片机通过对分压电阻R63的计算,得出被测绝缘电阻值,由RS485接口通讯通过上位机予以显示。
同理,可以分析得到负极绝缘电阻值。
得到正极绝缘电阻值和负极绝缘电阻值后,单片机通过对二电阻值并联计算后即可得到被测系统绝缘电阻值,并由RS485接口通讯通过上位机予以显示。
如图2和图5所示,所述的漏电检测电路包括由运算放大器A1A、电阻R35、R36、R37、和电容C5组成的射极跟随电路,由电阻R41、电容C5、双基极二极管D4组成的电压保护电路。检测时通过外接高精度零序电流互感器取得信号,由DClerKaje输入,经由运算放大器A1A组成的射极跟随电路将信号进行电流放大,该信号经电压保护电路后,最后进入单片机MCU的22脚,经A/D转换后计算出漏电流值,由RS485接口通讯通过上位机予以显示。

Claims (3)

1.一种带漏电流检测的绝缘电阻监控保护器,包括微处理中心MCU、绝缘电阻检测电路、高压转换电路,绝缘电阻检测电路与直流母线连接,绝缘电阻检测电路的输出端与微处理中心MCU连接,高压转换电路的输入端与微处理中心MCU连接,其特征在于:所述绝缘电阻监控保护器还包括漏电检测电路、零序互感器,零序互感器套置在直流母线外,漏电检测电路的输入端与零序互感器的输出端连接,漏电检测电路的输出端与微处理中心MCU连接。
2.根据权利要求1所述的带漏电流检测的绝缘电阻监控保护器,其特征在于:所述绝缘电阻检测电路包括正极绝缘电阻检测电路和负极绝缘电阻检测电路,正极绝缘电阻检测电路和负极绝缘电阻检测电路均包括二级射极跟随电路、光电耦合器、射极跟随电路和电压保护电路,二级射极跟随电路的输出端与光电耦合器的输入端连接,光电耦合器的输出端与射极跟随电路的输入端连接,射极跟随电路的输出端与电压保护电路连接,电压保护电路与微处理中心MCU连接,正极绝缘电阻检测电路的二级射极跟随电路的输入端与直流母线的正极连接,负极绝缘电阻检测电路的二级射极跟随电路的输入端与直流母线的负极连接。
3.根据权利要求1或2所述的带漏电流检测的绝缘电阻监控保护器,其特征在于:所述高压转换电路包括光电耦合电路和高压开关电路,光电耦合电路的输入端与微处理中心MCU连接,高压开关电路的输入端与光电耦合电路的输出端连接,高压开关电路的输出端接地。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112636694A (zh) * 2019-09-24 2021-04-09 华为技术有限公司 一种光伏发电系统及方法
WO2022205821A1 (zh) * 2021-03-31 2022-10-06 苏州汇川技术有限公司 数字量输出电路、数字量输出设备及数字量输出系统

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