缘监测仪中电阻网络模块的结构框图。在图示的实施例中，在正母线HM+、地线PE和负母线HM-之间形成电阻网络，电阻网络包括平衡电阻网和不平衡电阻网。平衡电阻网包括串联的电阻，正母线采样电压和负母线采样电压从平衡电阻网中获得。在图3中，位于正母线HM+和地线PE之间的电阻Rl、R2，位于负母线HM-和地线PE之间的电阻R3、R4构成平衡电阻网，该四个电阻的电阻值符合以下的关系:R1 = R3?R2 = R4。在电阻Rl和R2之间引出正母线电压采样点IN_PM+，电阻R2为正母线电压采样电阻。在电阻R3和R4之间引出负母线电压采样点IN_PM-，电阻R4为负母线电压采样电阻。不平衡电阻网包括电阻和开关，开关的开闭使得电阻形成不同的不平衡电阻桥，获得不同的电阻投切。位于正母线HM+和地线PE之间的电阻R5、R6、R7、R8，开关K1、K2，位于负母线HM-和地线PE之间的电阻1?9、1?10、1?11、1?12，开关Κ3、Κ4构成不平衡电阻网。其中的开关Κ1、Κ2、Κ3和Κ4为光耦开关，微控制单元101控制光耦开关Kl、Κ2、Κ3和Κ4的导通或者关断，以组成不同的不平衡电阻桥。通过光耦开关投切电阻使得电阻网络形成不同的不平衡电阻桥，在不同的不平衡电阻桥下对母线电压进行测量，实现对母线电压的精细化测量。通过对母线电压的精细化测量可以减少母线电压的波动。继续参考图3所示，通过电阻网络模块104、微控制单元101以及母线接口检测模块103的配合工作，能够测量正母线HM+与地线PE之间的正母线对地绝缘电阻R+以及负母线HM-与地线PE之间的负母线对地绝缘电阻R-的电阻值。
[0026]传感器输入模块105与微控制单元101连接，传感器输入模块105连接到数个直流漏电传感器402，传感器输入模块105测量各个光伏支路的漏电流。在一个实施例中，传感器输入模块105向直流漏电传感器402提供电源接口，即由电源模块102输出的±12V的直流输出的电源接口。传感器输入模块105还获取直流漏电传感器402测量的漏电流信号，该漏电流信号被提供给微控制单元101。
[0027]执行模块与微控制单元101连接，响应于微控制单元101的指令执行报警及通信。参考图1所不，在一个实施例中，执行模块包括继电器输出模块107、通信模块106、地址选择模块108、晶振模块109和指示模块110。继电器输出模块107与微控制单元101连接，继电器输出模块107响应于微控制单元101的指令打开继电器，进行绝缘故障报警。在一个实施例中，继电器输出模块107具有两路继电器输出，可切换最大电压为AC250V或DC30V，可切换最大电流为5A。通信模块106与微控制单元101连接，通信模块106通过通信总线与上位机通信。在一个实施例中，通信总线为RS485总线，相应的，通信模块106为RS485通信模块。通过通信模块106和通信总线，该绝缘监测仪100可以向上位机传输状态、报警等信息并接收上位机的设置和查询指令。地址选择模块108与微控制单元101连接，地址选择模块108设置通信地址。在一个实施例中，地址选择模块108最多可以设置255个不同的地址，以实现与上位机的通信。晶振模块109与微控制单元101连接，晶振模块109向微控制单元101提供晶振信号。在一个实施例中，晶振模块109可以向微控制单元101提供8MHz的外部晶振源，以实现微控制单元101的正常工作。指示模块110与微控制单元101连接，指示模块响应于微控制单元的指令控制指示灯的显示状态。在一个实施例中，指示模块110包括运行指示灯、接地故障指示灯、接地故障解除指示灯、发信指示灯(RS485通信模块发信指示灯)、收信指示灯(RS485通信模块收信指示灯)。
[0028]本实用新型的绝缘监测仪由微控制单元指令电阻网络模块改变电阻网络的电阻投切，由母线接口检测模块测量响应于电阻投切变化的母线电压，微控制单元根据母线电压的电阻投切确定母线对地绝缘电阻，微控制单元还根据传感器输入模块测量的漏电流确定各个光伏支路的支路对地绝缘电阻。微控制单元根据母线对地绝缘电阻和各个支路的支路对地绝缘电阻确定母线故障和支路故障。在一个实施例中，当微控制单元发现母线对地绝缘电阻或者某一个支路的对地绝缘电阻降低到预定的门限值以下时，判断出现绝缘故障，微控制单元会指示各个执行模块动作，打开继电器输出模块进行报警、通过已设置的通信地址与上位机通信、各个指示灯进行相应的显示。
[0029]本实用新型的光伏直流柜的绝缘监测仪能通过改变投切电阻对母线电压进行精确测量，改善直流母线电压和绝缘电阻测量区间，并且电阻切换时母线对地电压波动较小。
[0030]上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本实用新型的，熟悉本领域的人员可在不脱离本实用新型的实用新型思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
【主权项】
1.一种光伏直流柜的绝缘监测仪，安装在光伏直流柜内，数个光伏组件通过各自的光伏支路接入光伏直流柜，光伏直流柜通过母线接入逆变器，数个光伏支路并联后连接到母线，其特征在于， 每一个光伏支路的正、负线穿入一个直流漏电传感器，数个直流漏电传感器连接到绝缘监测仪； 所述绝缘监测仪包括: 微控制单元； 母线接口检测模块，与微控制单元连接，母线接口检测模块测量母线电压； 电阻网络模块，与微控制单元以及母线接口检测模块连接，电阻网络模块包括由数个电阻组成的电阻网络，电阻网络的电阻投切能改变，电阻网络包括不平衡电桥； 传感器输入模块，与微控制单元连接，传感器输入模块还连接到数个直流漏电传感器，传感器输入模块测量各个光伏支路的漏电流； 执行模块，与微控制单元连接，响应于微控制单元的指令执行报警及通信； 电源模块，连接到外接电源，输出工作电压为各个模块供电； 其中，电阻网络模块改变电阻网络的电阻投切，由母线接口检测模块测量响应于电阻投切变化的母线电压，微控制单元根据电阻网络的电阻投切检测的母线电压以确定母线对地绝缘电阻，微控制单元还根据传感器输入模块测量的漏电流确定各个光伏支路的支路对地绝缘电阻，微控制单元根据母线对地绝缘电阻和各个支路的支路对地绝缘电阻确定母线故障和支路故障。
2.如权利要求1所述的光伏直流柜的绝缘监测仪，其特征在于，所述执行模块包括: 继电器输出模块，与微控制单元连接，继电器输出模块响应于微控制单元的指令打开继电器； 通信模块，与微控制单元连接，通信模块通过通信总线与上位机通信； 地址选择模块，与微控制单元连接，地址选择模块设置通信地址； 晶振模块，与微控制单元连接，晶振模块向微控制单元提供晶振信号； 指示模块，与微控制单元连接，指示模块响应于微控制单元的指令控制指示灯的显示状态。
3.如权利要求1所述的光伏直流柜的绝缘监测仪，其特征在于，所述电源模块包括变压器和线性稳压器，变压器连接到外接电源接收直流或者交流输入，变压器输出不同电压的直流输出为各个模块供电； 变压器的其中一路输出通过线性稳压器为微控制单元供电。
4.如权利要求1所述的光伏直流柜的绝缘监测仪，其特征在于，所述母线接口检测模块具有正母线、负母线和地三个输入接口 ；母线接口检测模块能测量正母线对地电压或负母线对地电压。
5.如权利要求1所述的光伏直流柜的绝缘监测仪，其特征在于，所述电阻网络模块中的电阻网络包括: 平衡电阻网，包括串联的电阻，正母线采样电压和负母线采样电压从平衡电阻网中获得; 不平衡电阻网，包括电阻和开关，开关的开闭使得电阻形成不同的不平衡电阻桥，获得不同的电阻投切。
6.如权利要求1所述的光伏直流柜的绝缘监测仪，其特征在于，所述传感器输入模块向直流漏电传感器提供电源接口并获取直流漏电传感器测量的漏电流信号。
7.如权利要求1所述的光伏直流柜的绝缘监测仪，其特征在于，所述通信模块使用RS485通信总线。
8.如权利要求2所述的光伏直流柜的绝缘监测仪，其特征在于，所述指示模块包括运行指示灯、接地故障指示灯、接地故障解除指示灯、发信指示灯、收信指示灯。
【专利摘要】本实用新型揭示了一种光伏直流柜的绝缘监测仪，包括：微控制单元、母线接口检测模块、电阻网络模块、传感器输入模块、执行模块和电源模块。母线接口检测模块测量母线电压。电阻网络模块包括由数个电阻组成的电阻网络，电阻网络的电阻投切能改变，电阻网络包括不平衡电桥。传感器输入模块通过数个直流漏电传感器测量各个光伏支路的漏电流。执行模块响应于微控制单元的指令执行报警及通信。电源模块为各个模块供电。改变电阻网络的电阻投切，测量响应于电阻投切变化的母线电压，根据电阻网络的电阻投切检测的母线电压以确定母线对地绝缘电阻，根据传感器输入模块测量的漏电流确定各个光伏支路的支路对地绝缘电阻，以确定母线故障和支路故障。
【IPC分类】H02S50-10
【公开号】CN204498067
【申请号】CN201520098679
【发明人】史仍辉, 徐泽亮, 施雷, 张扬, 马海伟
【申请人】上海电科电器科技有限公司, 浙江正泰电器股份有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年2月11日