一种逆变器多支路绝缘检测工具及其检测方法与流程

本发明涉及光伏发电，具体为一种逆变器多支路绝缘检测工具及其检测方法。

背景技术：

1、光伏发电系统是一种利用太阳能电池将太阳能转换为电能的系统，通常由太阳能电池板、逆变器、控制器、电池等组成。光伏发电系统的绝缘性能是影响其安全运行的重要因素，如果绝缘性能不良，可能导致电气火灾、人身伤害或设备损坏等严重后果。因此，对光伏发电系统的绝缘性能进行实时监测和检测是非常必要的。

2、目前，光伏发电系统的绝缘检测主要有两种方法：一种是采用直流电压法，即在光伏发电系统的正负母线上加上一个直流电压源，通过测量电压源两端的电流来计算出系统的绝缘电阻。这种方法的优点是简单易行，但缺点是需要额外的电压源，增加了系统的成本和复杂度，而且对于多路输入的逆变器，需要在每路输入上都加上电压源，不利于系统的集成和扩展。另一种是采用交流电压法，即在光伏发电系统的正负母线上加上一个交流电压源，通过测量电压源两端的电流来计算出系统的绝缘阻抗。这种方法的优点是不需要额外的电压源，可以利用逆变器本身的交流电压源，但缺点是需要在逆变器停止运行时进行检测，不能实现实时监测，而且对于多路输入的逆变器，需要在每路输入上都加上隔直电容，增加了系统的体积和损耗。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决上述技术问题，从而提供了一种逆变器多支路绝缘检测工具及其检测方法；

2、为解决上述技术问题，本发明提供了以下技术方案：

3、本发明的一个目的在于提供一种逆变器多支路绝缘检测工具，包括：

4、电流互感器，安装在各支路回路上，用于检测各支路的电流；

5、低频信号源，用于产生超低频信号，并通过隔直电容对地耦合到逆变器的正负母线上；

6、无源交流小电流传感器，用于感应流过各支路中接地电阻和接地电容的超低频信号电流；

7、磁调制有源直流小电流传感器，用于感应各支路的直流漏电流；

8、数据处理单元，用于对感应电流信号进行放大、相位比较、滤波和a/d转换，并结合母线绝缘监测不平衡电桥电路的对地电压测量数据，计算出各支路的正负极对地的绝缘电阻值，并判断出逆变器的接地故障；

9、控制单元，用于控制低频信号源的输出频率和幅度，以及磁调制有源直流小电流传感器的磁场强度，以适应不同的逆变器类型和工作状态。

10、可选的，所述低频信号源的频率为0.1hz-10hz。

11、可选的，所述隔直电容的电容值为0.1μf-10μf。

12、可选的，所述无源交流小电流传感器的灵敏度为0.1ma-10ma。

13、可选的，所述磁调制有源直流小电流传感器的灵敏度为0.1ma-10ma。

14、可选的，所述数据处理单元包括：

15、放大器，用于对感应电流信号进行放大；

16、相位比较器，用于对放大后的感应电流信号进行相位比较；

17、滤波器，用于对相位比较后的感应电流信号进行滤波；

18、a/d转换器，用于对滤波后的感应电流信号进行a/d转换；

19、计算模块，用于对a/d转换后的感应电流信号进行数据处理，并结合母线绝缘监测不平衡电桥电路的对地电压测量数据，计算出各支路的正负极对地的绝缘电阻值，并判断出逆变器的接地故障。

20、可选的，所述控制单元根据各支路的电流、电压和功率等参数，自动调节低频信号源的输出频率和幅度，以及磁调制有源直流小电流传感器的磁场强度，以达到最佳的绝缘检测效果。

21、本发明的另一个目的在于提供一种逆变器多支路绝缘检测工具的绝缘检测方法，包括以下步骤：

22、s1：在逆变器正常运行时，通过电流互感器检测各支路的电流，并通过磁调制有源直流小电流传感器检测各支路的直流漏电流；

23、s2：在逆变器停止运行时，通过低频信号源产生超低频信号，并通过隔直电容对地耦合到逆变器的正负母线上，通过无源交流小电流传感器检测各支路中接地电阻和接地电容的超低频信号电流；

24、s3：将检测到的感应电流信号通过数据处理单元进行放大、相位比较、滤波和a/d转换，并结合母线绝缘监测不平衡电桥电路的对地电压测量数据，计算出各支路的正负极对地的绝缘电阻值，并判断出逆变器的接地故障。

25、可选的，所述判断出逆变器的接地故障的步骤包括：

26、如果某一支路的正负极对地的绝缘电阻值均低于预设的阈值，则判断该支路存在双极接地故障；

27、如果某一支路的正极对地的绝缘电阻值低于预设的阈值，而负极对地的绝缘电阻值高于预设的阈值，则判断该支路存在正极接地故障；

28、如果某一支路的负极对地的绝缘电阻值低于预设的阈值，而正极对地的绝缘电阻值高于预设的阈值，则判断该支路存在负极接地故障；

29、如果所有支路的正负极对地的绝缘电阻值均高于预设的阈值，则判断逆变器无接地故障。

30、本发明有益效果

31、本申请采用了低频信号源和隔直电容的方式，可以在逆变器停止运行时，对各支路的交流接地回路进行激励和检测，避免了高频信号源和变压器的使用，降低了成本和复杂度；

32、本申请采用了无源交流小电流传感器和磁调制有源直流小电流传感器，可以分别感应各支路中的超低频信号电流和直流漏电流，提高了检测的灵敏度和准确度；

33、本申请采用了数据处理单元和控制单元，可以对感应电流信号进行放大、相位比较、滤波和a/d转换，并结合母线绝缘监测不平衡电桥电路的对地电压测量数据，计算出各支路的正负极对地的绝缘电阻值，并判断出逆变器的接地故障，实现了智能化和自动化的绝缘检测。

技术特征：

1.一种逆变器多支路绝缘检测工具，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的逆变器多支路绝缘检测工具，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的逆变器多支路绝缘检测工具，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的逆变器多支路绝缘检测工具，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的逆变器多支路绝缘检测工具，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的逆变器多支路绝缘检测工具，其特征在于，所述数据处理单元包括：

7.根据权利要求1所述的逆变器多支路绝缘检测工具，其特征在于，

8.一种权利要求1-7任一项所述的逆变器多支路绝缘检测工具的绝缘检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的逆变器多支路绝缘检测工具的绝缘检测方法，其特征在于，所述判断出逆变器的接地故障的步骤包括：

技术总结
本发明公开了一种逆变器多支路绝缘检测工具，包括电流互感器，低频信号源；无源交流小电流传感器；磁调制有源直流小电流传感器，数据处理单元，用于对感应电流信号进行放大、相位比较、滤波和A/D转换，并结合母线绝缘监测不平衡电桥电路的对地电压测量数据，计算出各支路的正负极对地的绝缘电阻值，并判断出逆变器的接地故障；控制单元，用于控制低频信号源的输出频率和幅度，以及磁调制有源直流小电流传感器的磁场强度，以适应不同的逆变器类型和工作状态。本申请采用了低频信号源和隔直电容的方式，可以在逆变器停止运行时，对各支路的交流接地回路进行激励和检测，避免了高频信号源和变压器的使用，降低了成本和复杂度。

技术研发人员：秦剑峰,陈才胜,吴治邦,左丽伟,黄泽龙
受保护的技术使用者：中节能（监利）太阳能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19