CN211123127U - 一种光伏电站在线绝缘监测增效装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光伏电站在线绝缘监测增效装置，包括绝缘监测柜和绝缘监测箱，所述绝缘监测箱还包括光伏电源、第五无线通讯模块、第一智能漏电流互感器、第二接线端子、箱体，在箱体内下部设置第二接线端子，在箱体内中部设置第一智能漏电流互感器，在箱体内上部设置光伏电源、第五无线通讯模块。一种光伏电站在线绝缘监测增效装置与现有技术相比，具有能够实时在线监测光伏电站直流系统母线及支路的绝缘情况，满足上一级监控系统或电网调度系统的实时监控需求，能在故障发生前，故障预警可以有效地预警光伏电站内直流系统可能发生的绝缘故障，另外，新绝缘系统可以设置预警值，预防即将发生的绝缘故障，从而减少光伏电站设备的故障时间。

Description

一种光伏电站在线绝缘监测增效装置

技术领域

本实用新型属于光伏电站技术领域，特别涉及一种光伏电站在线绝缘监测增效装置。

背景技术

光伏电站直流系统布线复杂、支路多、距离长，不可避免的会出现线路绝缘故障。在每年电气系统故障中，接地故障占系统电气故障的90-95％。光伏电站直流系统接地故障不仅会造成电源短路、熔断器熔断、开关烧毁等故障，影响站内设备的安全运行，降低站内设备的使用效率，增加故障停机的时间，让业主损失发电量，同时会威胁运营维护人员的人身安全。

光伏电站长时间投运后，相关的问题也渐渐浮现，而现有绝缘监测装置不具备母线电压和正负对地电压的监测显示功能，同时也缺少母线电压异常、母线对地电压偏差的报警功能。当直流系统的各支路出现绝缘故障时，逆变器厂家自带的系统无法对各支路绝缘下降、交流窜电、直流互窜等故障进行有效的预警和监测，这种绝缘系统依附于光伏电站中，属于大系统下的简单功能，导致绝缘系统报警信息混杂于整体光伏电站的报警系统中，报警提示会被其它消息覆盖，无法查询绝缘故障的历史信息，不能准确、及时地判断出故障位置和原因，不利于现场分析和故障排查。

实用新型内容

本发明提供一种光伏电站在线绝缘监测增效装置，以解决上述提出的技术问题。

本实用新型解决上述技术问题采取的技术方案是：一种光伏电站在线绝缘监测增效装置，包括绝缘监测柜和绝缘监测箱，其结构特点在于，所述绝缘监测柜还包括第一微型断路器、第二微型断路器、第一直流电源、第一绝缘监测仪、工业交换机、第一无线通讯模块、第一温控开关、第二温控开关、加热器、散热风扇、工业插座、第一接线端子、第一标识端子、第一紧固端子、第一地排、柜体、有机玻璃、门锁、过滤网、第一浪涌保护器、第一人机界面、限位开关、照明灯、第三微型断路器、第四微型断路器、第五微型断路器、第二直流电源、第三直流电源、第二绝缘监测仪、第三绝缘监测仪、第四绝缘监测仪、第二无线通讯模块、第三无线通讯模块、第四无线通讯模块、第二接线端子、第二浪涌保护器、第二人机界面；所述绝缘监测箱还包括光伏电源、第五无线通讯模块、第一智能漏电流互感器、第二接线端子、第二标识端子、第二紧固端子、箱体、第二地排、第三接线端子、第二智能漏电流互感器、第三智能漏电流互感器、第四智能漏电流互感器，在箱体内下部设置第二接线端子、第二标识端子、第二紧固端子，在箱体内中部设置第一智能漏电流互感器，在箱体内上部设置光伏电源、第五无线通讯模块、第二地排。

进一步的，柜体内底部设置加热器、散热风扇、第一地排，在柜体内下部设置第一接线端子、第一标识端子、第一直流电源、第二直流电源、第三直流电源，在柜体内下部设置第一紧固端子、工业交换机、工业插座、第二温控开关、第一温控开关，在柜体内中部设置第一微型断路器、第二微型断路器、第三微型断路器、第四微型断路器、第五微型断路器、第一绝缘监测仪、第二绝缘监测仪、第三绝缘监测仪、第四绝缘监测仪，在柜体内上部分别设置第一无线通讯模块、第二无线通讯模块、第三无线通讯模块、第四无线通讯模块，在柜体的前部设置有机玻璃、门锁、过滤网。

进一步的，所述绝缘监测柜内电路连接关系是，第一接线端子与第一浪涌保护器连接，第二接线端子与第二浪涌保护器连接，第一接线端子与第一微型断路器连接，第二接线端子与第一微型断路器连接，第一微型断路器与第二微型断路器连接，第二微型断路器与第一绝缘监测仪连接，第二微型断路器与第二绝缘监测仪连接，第二微型断路器与第一直流电源连接，第一直流电源与第一人机界面连接；第一微型断路器与第三微型断路器连接，第三微型断路器与第三绝缘监测仪连接，第三微型断路器与第四绝缘监测仪连接，第三微型断路器与第二直流电源连接，第二直流电源与第二人机界面连接，第三绝缘监测仪和第四绝缘监测仪分别与第二直流电源并联电性连接；第一微型断路器与第四微型断路器连接，第四微型断路器与第一温控开关连接，第一温控开关与加热器连接，第四微型断路器与第二温控开关连接，第二温控开关与散热风扇连接，第四微型断路器与工业插座连接，第四微型断路器与限位开关连接，限位开关与照明灯连接；第一微型断路器与第五微型断路器连接，第五微型断路器与第三直流电源连接，第三直流电源与工业交换机连接，第三直流电源分别与第一无线通讯模块、第二无线通讯模块、第三无线通讯模块、第四无线通讯模块电性连接。

进一步的，所述绝缘监测箱内电路连接关系是，第二接线端子与光伏电源连接，第三接线端子与光伏电源连接，光伏电源与第五无线通讯模块连接，光伏电源与第一智能漏电流互感器、第二智能漏电流互感器、第三智能漏电流互感器、第四智能漏电流互感器连接。

一种光伏电站在线绝缘监测增效装置与现有技术相比，具有能够实时在线监测光伏电站直流系统母线及支路的绝缘情况，可以准确、完整的采集光伏电站直流系统的绝缘数据(直流接地电压和电阻)，满足上一级监控系统或电网调度系统的实时监控需求，能在故障发生前，故障预警可以有效地预警光伏电站内直流系统可能发生的绝缘故障，当故障发生时，故障报警可以实时记录故障发生时的相关数据，并运用于故障分析，在故障发生后，故障通知可以快速、准确定位故障位置，分析故障原因并提出处理方案等优点，另外，新绝缘系统可以设置预警值，可以提前看到绝缘下降趋势，预防即将发生的绝缘故障，在发电低峰期提前检修问题支路，增加有效发电时间，从而更好地保证设备的安全可靠运行，减少光伏电站设备的故障时间，有效提升业主的经济效益。

附图说明

图1是本实用新型绝缘监测柜部分的结构示意图；

图2是本实用新型绝缘监测柜部分的外形图；

图3是图2的左视图；

图4是图2的俯视图；

图5是本实用新型绝缘监测箱部分的结构示意图；

图6是图5的仰视图；

图7是本实用新型绝缘监测柜部分的电路原理图一；

图8是本实用新型绝缘监测柜部分的电路原理图二；

图9是本实用新型绝缘监测箱部分的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型选定的实施例。

图中：绝缘监测柜1，第一微型断路器1-1、第二微型断路器1-2、第一直流电源1-3、第一绝缘监测仪1-4、工业交换机1-5、第一无线通讯模块1-6、第一温控开关1-7、第二温控开关1-8、加热器1-9、散热风扇1-10、工业插座1-11、第一接线端子1-12、第一标识端子1-13、第一紧固端子1-14、第一地排1-15、柜体1-16、有机玻璃1-17、门锁1-18、过滤网1-19、第一浪涌保护器1-20、第一人机界面1-21、限位开关1-22、照明灯1-23、第三微型断路器1-24、第四微型断路器1-25、第五微型断路器1-26、第二直流电源1-27、第三直流电源1-28、第二绝缘监测仪1-29、第三绝缘监测仪1-30、第四绝缘监测仪1-31、第二无线通讯模块1-32、第三无线通讯模块1-33、第四无线通讯模块1-34、第二接线端子1-35、第二浪涌保护器1-36、第二人机界面1-37；

绝缘监测箱2，光伏电源2-1、第五无线通讯模块2-2、第一智能漏电流互感器2-3、第二接线端子2-4、第二标识端子2-5、第二紧固端子2-6、箱体2-7、第二地排2-8、第三接线端子2-9、第二智能漏电流互感器2-10、第三智能漏电流互感器2-11、第四智能漏电流互感器2-12。

作为示例，参照附图所示，一种光伏电站在线绝缘监测增效装置，包括绝缘监测柜1和绝缘监测箱2，其结构特点在于，绝缘监测柜1参照附图1、图2、图3、图4、图7和图8所示，所述柜体1-16内底部设置加热器1-9、散热风扇1-10、第一地排1-15，在柜体1-16内下部设置第一接线端子1-12、第一标识端子1-13、第一直流电源1-3、第二直流电源1-27、第三直流电源1-28，在柜体1-16内下部设置第一紧固端子1-14、工业交换机1-5、工业插座1-11、第二温控开关1-8、第一温控开关1-7，在柜体1-16内中部设置第一微型断路器1-1、第二微型断路器1-2、第三微型断路器1-24、第四微型断路器1-25、第五微型断路器1-26、第一绝缘监测仪1-4、第二绝缘监测仪1-29、第三绝缘监测仪1-30、第四绝缘监测仪1-31，在柜体1-16内上部分别设置第一无线通讯模块1-6、第二无线通讯模块1-32、第三无线通讯模块1-33、第四无线通讯模块1-34，在柜体1-16的前部设置有机玻璃1-17、门锁1-18、过滤网1-19，其余元器件挂装在柜体1-16内的排线板上或栓接在柜体1-16内进行连接；所述绝缘监测柜1内电路连接关系是，第一接线端子1-12与第一浪涌保护器1-20连接，第二接线端子1-35与第二浪涌保护器1-36连接，第一接线端子1-12与第一微型断路器1-1连接，第二接线端子1-35与第一微型断路器1-1连接，第一微型断路器1-1与第二微型断路器1-2连接，第二微型断路器1-2与第一绝缘监测仪1-4连接，第二微型断路器1-2与第二绝缘监测仪1-29连接，第二微型断路器1-2与第一直流电源1-3连接，第一直流电源1-3与第一人机界面1-21连接；第一微型断路器1-1与第三微型断路器1-24连接，第三微型断路器1-24与第三绝缘监测仪1-30连接，第三微型断路器1-24与第四绝缘监测仪1-31连接，第三微型断路器1-24与第二直流电源1-27连接，第二直流电源1-27与第二人机界面1-37连接，第三绝缘监测仪1-30和第四绝缘监测仪1-31分别与第二直流电源1-27并联电性连接；第一微型断路器1-1与第四微型断路器1-25连接，第四微型断路器1-25与第一温控开关1-7连接，第一温控开关1-7与加热器1-9连接，第四微型断路器1-25与第二温控开关1-8连接，第二温控开关1-8与散热风扇1-10连接，第四微型断路器1-25与工业插座1-11连接，第四微型断路器1-25与限位开关1-22连接，限位开关1-22与照明灯1-23连接；第一微型断路器1-1与第五微型断路器1-26连接，第五微型断路器1-26与第三直流电源1-28连接，第三直流电源1-28与工业交换机1-5连接，第三直流电源1-28分别与第一无线通讯模块1-6、第二无线通讯模块1-32、第三无线通讯模块1-33、第四无线通讯模块1-34电性连接。作为示例，绝缘监测箱2参照附图5、图6和图9所示，所述箱体2-7内下部设置第二接线端子2-4、第二标识端子2-5、第二紧固端子2-6，在箱体2-7内中部设置第一智能漏电流互感器2-3，在箱体2-7内上部设置光伏电源2-1、第五无线通讯模块2-2、第二地排2-8；所述绝缘监测箱2内电路连接关系是，第二接线端子2-4与光伏电源2-1连接，第三接线端子2-9与光伏电源2-1连接，光伏电源2-1与第五无线通讯模块2-2连接，光伏电源2-1与第一智能漏电流互感器2-3、第二智能漏电流互感器2-10、第三智能漏电流互感器2-11、第四智能漏电流互感器2-12连接。

作为示例，参照附图所示，本实用新型的要点在于它的结构，其工作原理及操作方法是，通过第一智能漏电流互感器2-3、第二智能漏电流互感器2-10、第三智能漏电流互感器2-11、第四智能漏电流互感器2-12以及第一绝缘监测仪1-4、第二绝缘监测仪1-29、第三绝缘监测仪1-30、第四绝缘监测仪1-31进行实时监测，分站房内通过第一无线通讯模块1-6、第二无线通讯模块1-32、第三无线通讯模块1-33、第四无线通讯模块1-34、第五无线通讯模块2-2进行第一智能漏电流互感器2-3、第二智能漏电流互感器2-10、第三智能漏电流互感器2-11、第四智能漏电流互感器2-12的数据传输，然后通过第一人机界面1-21、第二人机界面1-37内的软件进行计算以及显示(下位机)，通过搭建环网，传输至工业交换机1-5上，然后工业交换机1-5进行数据的传输到上位机，其柜子内部其他元器件主要进行柜内的保护以及电源的传输；其中第一微型断路器1-1、第二微型断路器1-2、第三微型断路器1-24、第四微型断路器1-25、第五微型断路器1-26用来控制主回路以及各支路电路的通断。第一浪涌保护器1-20、第二浪涌保护器1-36是保护电路，当控制柜被雷击中后，第一浪涌保护器1-20、第二浪涌保护器1-36将雷击电流释放给大地，避免其他元器件损坏。第一直流电源1-3、第二直流电源1-27、第三直流电源1-28控制柜内有一些元器件额定电压而非230V，需要用直流电源进行电压的转变，使之供电。第一人机界面1-21、第二人机界面1-37与第一绝缘监测仪1-4、第二绝缘监测仪1-29、第三绝缘监测仪1-30、第四绝缘监测仪1-31通过电路连接而成的光伏电站在线绝缘监测装置，第一人机界面1-21、第二人机界面1-37为下位机系统的屏幕。第一绝缘监测仪1-4、第二绝缘监测仪1-29、第三绝缘监测仪1-30、第四绝缘监测仪1-31是J Y C L 2.8绝缘智能检测单元，采用非接触式智能磁调制直流微电流传感器，通过检测直流系统正负母线接地产生的漏电流以及母线对地的电压，来测量母线双端同时对地的接地电阻，判别母线的接地故障。这一技术无须在母线上叠加任何信号，对直流系统供电不会有任何不良影响，彻底根除母线双端同时绝缘下降，以及母线对地分布电容所引起的误判与漏判，并同时提高检测的精度和速度；保证精度的同时,该绝缘仪还具有较宽的电压量程，能自动识别系统当前电压等级并分通道检测，适用于2 0 0-1 0 0 0V D C系统，是检测直流系统绝缘电阻的理想设备。工业交换机1-5将下位机数据采集传送给上位机。第一无线通讯模块1-6、第二无线通讯模块1-32、第三无线通讯模块1-33、第四无线通讯模块1-34、第五无线通讯模块2-2是在绝缘监测柜1与绝缘监测箱2之间的通讯与数据传输。第一温控开关1-7、第二温控开关1-8与加热器1-9和散热风扇1-10进行连接，第一温控开关1-7是一个常闭触点，第二温控开关1-8是一个常开触点，常闭触点与加热器1-9进行连接，常开触点与散热风扇1-10进行连接。工业插座1-11是给调试时的电脑等相关器材做外插供电所用。限位开关1-22与照明灯1-23连接，避免柜内昏暗造成不便(限位开关与照明灯是需要在柜子加工出后结合实际安装，需要在棚顶安装)。第一智能漏电流互感器2-3、第二智能漏电流互感器2-10、第三智能漏电流互感器2-11、第四智能漏电流互感器2-12与第一绝缘监测仪1-4、第二绝缘监测仪1-29、第三绝缘监测仪1-30、第四绝缘监测仪1-31相配套使用。第一接线端子1-12是将相关电子元器件为了方便导线的连接。第一标识端子1-13为标识的用打字贴打出×4/×5/×6然后贴上。第一紧固端子1-14起到紧固元器件的，避免元器件因松动而脱落。

附图7中的第一接线端子1-12与附图8中的第一接线端子1-12连接；附图7中的第二接线端子1-35与附图8中的第二接线端子1-35连接。该实用新型可以数值化监测光伏电站中绝缘状况，能够准确、完整的采集光伏电站直流系统的绝缘数据(正负母线对地绝缘电阻、支路对地绝缘电阻)，并在绝缘故障发生时产生告警信息，数据长期存储，其中能保存并恢复报警信息，以及定时存储母线和支路的绝缘阻值，并用于故障分析，预警功能，新绝缘系统可以设置预警值，可以提前看到绝缘下降趋势，预防即将发生的绝缘故障，在发电低峰期提前检修问题支路，增加有效发电时间；新绝缘系统可以自由设定报警功能，提前告知用户即将发生的绝缘故障，并做出语音和画面的提示，根据现场情况设置更符合使用情况的报警值，确保运营人员的生产安全；新绝缘系统虽然增加了绝缘监测设备，但不会影响后台上位机的工作运行状态，自检功能，新绝缘监测系统加入自检功能，可以快速报警自身数据存储异常、采集数据异常、CT互感器失联故障等，在设备自身出现问题时快速告知用户。通过新系统能够清晰的实时显示各支路的绝缘电阻值，并设定绝缘电阻预警值及告警值，当数值到达预警值时，可以提前做出应对措施。同时绝缘监测装置自身也有通讯中断报警、支路漏电流异常报警等功能。从而更好地保证设备的安全可靠运行，减少光伏电站设备的故障时间，有效提升业主的经济效益。

一种光伏电站在线绝缘监测增效装置与现有技术相比，具有能够实时在线监测光伏电站直流系统母线及支路的绝缘情况，可以准确、完整的采集光伏电站直流系统的绝缘数据(直流接地电压和电阻)，满足上一级监控系统或电网调度系统的实时监控需求，能在故障发生前，故障预警可以有效地预警光伏电站内直流系统可能发生的绝缘故障，当故障发生时，故障报警可以实时记录故障发生时的相关数据，并运用于故障分析，在故障发生后，故障通知可以快速、准确定位故障位置，分析故障原因并提出处理方案等优点，将广泛地应用于光伏电站技术领域中。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为主。

Claims (4)

1.一种光伏电站在线绝缘监测增效装置，包括绝缘监测柜和绝缘监测箱，其特征在于：所述绝缘监测柜还包括第一微型断路器、第二微型断路器、第一直流电源、第一绝缘监测仪、工业交换机、第一无线通讯模块、第一温控开关、第二温控开关、加热器、散热风扇、工业插座、第一接线端子、柜体、第三微型断路器、第四微型断路器、第五微型断路器、第二直流电源、第三直流电源、第二绝缘监测仪、第三绝缘监测仪、第四绝缘监测仪、第二无线通讯模块、第三无线通讯模块、第四无线通讯模块；所述绝缘监测箱还包括光伏电源、第五无线通讯模块、第一智能漏电流互感器、第二接线端子、箱体，在箱体内下部设置第二接线端子，在箱体内中部设置第一智能漏电流互感器，在箱体内上部设置光伏电源、第五无线通讯模块。

2.根据权利要求1所述的一种光伏电站在线绝缘监测增效装置，其特征在于：所述柜体内底部设置加热器、散热风扇，在柜体内下部设置第一接线端子、第一直流电源、第二直流电源、第三直流电源，在柜体内下部设置工业交换机、工业插座、第二温控开关、第一温控开关，在柜体内中部设置第一微型断路器、第二微型断路器、第三微型断路器、第四微型断路器、第五微型断路器、第一绝缘监测仪、第二绝缘监测仪、第三绝缘监测仪、第四绝缘监测仪，在柜体内上部分别设置第一无线通讯模块、第二无线通讯模块、第三无线通讯模块、第四无线通讯模块。

3.根据权利要求1所述的一种光伏电站在线绝缘监测增效装置，其特征在于：所述绝缘监测柜内电路连接关系是，第一接线端子与第一微型断路器连接，第一微型断路器与第二微型断路器连接，第二微型断路器与第一绝缘监测仪连接，第二微型断路器与第二绝缘监测仪连接，第二微型断路器与第一直流电源连接；第一微型断路器与第三微型断路器连接，第三微型断路器与第三绝缘监测仪连接，第三微型断路器与第四绝缘监测仪连接，第三微型断路器与第二直流电源连接，第三绝缘监测仪和第四绝缘监测仪分别与第二直流电源并联电性连接；第一微型断路器与第四微型断路器连接，第四微型断路器与第一温控开关连接，第一温控开关与加热器连接，第四微型断路器与第二温控开关连接，第二温控开关与散热风扇连接，第四微型断路器与工业插座连接；第一微型断路器与第五微型断路器连接，第五微型断路器与第三直流电源连接，第三直流电源与工业交换机连接，第三直流电源分别与第一无线通讯模块、第二无线通讯模块、第三无线通讯模块、第四无线通讯模块电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种光伏电站在线绝缘监测增效装置，其特征在于：所述绝缘监测箱内电路连接关系是，第二接线端子与光伏电源连接，光伏电源与第五无线通讯模块连接，光伏电源与第一智能漏电流互感器连接。

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