低壓直流輸配電在線絕緣監(jiān)測(cè)方法及自適應(yīng)的末端接地選線裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及低壓直流輸配電在線絕緣監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其適用于光伏發(fā)電系統(tǒng)中的光伏發(fā)電板和智能光伏匯流箱間的在線絕緣監(jiān)測(cè)方法及使用的自適應(yīng)末端接地選線裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今世界，煤炭、石油等化石能源頻頻告急，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻。而太陽(yáng)能作為最具潛力的可再生能源，因其儲(chǔ)量的無限性、存在的普遍性、利用的清潔性以及實(shí)用的經(jīng)濟(jì)性，越來越被人們所青睞。大力發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)、積極開發(fā)太陽(yáng)能，在全球范圍得到了空前重視，已成為各國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。光伏產(chǎn)業(yè)也稱太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)，即利用太陽(yáng)能及半導(dǎo)體電子器件吸收太陽(yáng)光輻射能，并使之轉(zhuǎn)換為電能的產(chǎn)業(yè)。在大型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，為了減少光伏組件和逆變器之間的連線數(shù)量，便于維護(hù)，提高可靠性，同時(shí)降低成本，一般需要在光伏組件與逆變器之間增加直流匯流裝置。通過使用光伏陣列匯流箱，用戶可以根據(jù)逆變器輸入的直流電壓范圍，將一定數(shù)量的相同規(guī)格的光伏組件串聯(lián)成一個(gè)光伏組件串列，再將若干個(gè)串列接入光伏陣列匯流箱，通過防雷器與斷路器后輸出，從而方便了后級(jí)逆變器的接入。
[0003]光伏匯流箱是應(yīng)用于智能光伏發(fā)電系統(tǒng)中用于對(duì)光電池串列及外圍輔助元件進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)測(cè)的一種智能設(shè)備，是伴隨著光伏發(fā)電的大規(guī)模應(yīng)用而產(chǎn)生的一個(gè)新型產(chǎn)品。隨著光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)于光伏匯流箱的安全性、小型化、智能化和低功耗提出了越來越高的要求，目前常規(guī)的智能光伏匯流箱只能實(shí)現(xiàn)支路電流測(cè)量、SPD和開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、通信等功能，無法實(shí)時(shí)對(duì)導(dǎo)線絕緣狀況進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，且由于光伏發(fā)電系統(tǒng)中支路較多，在支路出現(xiàn)絕緣損壞等情況導(dǎo)致絕緣下降時(shí)會(huì)影響發(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員很難及時(shí)檢測(cè)、排查出絕緣下降支路，在給現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員的人身安全帶來隱患的同時(shí)，也增加了現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員的工作量。
[0004]圖1所示是“一種適用于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的在線絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，實(shí)用新型專利申請(qǐng)?zhí)?01220708530.8。其中光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)包括一組連接的多組光伏發(fā)電組件、直流柜及逆變器，每組所述光伏發(fā)電組件包括太陽(yáng)能板及連接太陽(yáng)能板和直流柜的匯流箱，直流柜經(jīng)由正負(fù)母線與所述逆變器連接，逆變器與外電網(wǎng)連接，其特征在于，用于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的在線絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括絕緣智能漏電傳感器、絕緣平衡電阻、絕緣電壓變送器、絕緣監(jiān)測(cè)儀及上位機(jī)，其中，絕緣智能漏電流傳感器至于匯流箱和直流柜之間，且通過RS485通信接口與絕緣監(jiān)測(cè)儀通信，絕緣平衡電阻一端接地，另一端與正負(fù)母線連接，絕緣平衡電阻和正負(fù)母線經(jīng)由絕緣電壓變送器與絕緣監(jiān)測(cè)儀連接，絕緣監(jiān)測(cè)儀包括數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、1端口以及通信模塊，其中數(shù)據(jù)接收模塊用以接收漏電流傳感器和絕緣變壓器傳送的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理模塊用于將數(shù)據(jù)接收模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并匯總處理，報(bào)警模塊與數(shù)據(jù)處理模塊連接，數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)超過相應(yīng)的設(shè)定值時(shí)，所述報(bào)警模塊開啟報(bào)警，1端口之間與外接報(bào)警執(zhí)行裝置連接，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的在線絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的各設(shè)備或線路出現(xiàn)故障時(shí)，1端口驅(qū)動(dòng)報(bào)警執(zhí)行裝置進(jìn)行報(bào)警，通信模塊通過RS485或TCP/IP通信接口將所述數(shù)據(jù)處理模塊與上位機(jī)進(jìn)行通信。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)方案的主要問題和缺點(diǎn)如下:
[0006]不能定位具體的光伏串的故障支路，在光伏串較多的情況下排查工作量較大，若每個(gè)匯流箱都需要增加一套絕緣監(jiān)測(cè)裝置，購(gòu)置和后期維護(hù)成本較高；
[0007]通常絕緣監(jiān)測(cè)裝置是通過平衡電阻和投切不平衡電阻來測(cè)量正負(fù)極對(duì)地電壓值，利用測(cè)量的正負(fù)極的電壓值來計(jì)算絕緣電阻值，如圖2所示。如果系統(tǒng)中已經(jīng)存在其他的絕緣監(jiān)測(cè)裝置，勢(shì)必會(huì)造成系統(tǒng)中存在多個(gè)平衡電阻對(duì)并聯(lián)接地，使平衡電阻阻值變小，弓丨起測(cè)量偏差，輸出錯(cuò)誤的報(bào)警信號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)支路絕緣狀況，對(duì)于光伏串的故障位置能夠準(zhǔn)確定位；主控模塊能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)正負(fù)母線對(duì)地電壓值，判斷是否投切自身平衡電阻到正負(fù)母線，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)在線絕緣檢測(cè)。
[0009]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0010]一種自適應(yīng)的末端接地選線裝置，所述自適應(yīng)的末端接地選線裝置包括主控模塊和漏電流測(cè)量模塊，其中，
[0011 ] 所述主控模塊上設(shè)置一個(gè)外部通信接口、一個(gè)內(nèi)部通信接口和一個(gè)自適應(yīng)檢測(cè)電路，所述自適應(yīng)檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)正負(fù)母線對(duì)地電壓值，判斷是否投切自身平衡電阻到正負(fù)母線；所述內(nèi)部通信接口連接到漏電測(cè)量模塊的通信接口，外部通信接口連接到集中監(jiān)控器；
[0012]所述漏電流測(cè)量模塊上設(shè)置至少一路零序互感器、一個(gè)信號(hào)處理單元及通信電路，所述零序互感器檢測(cè)支路漏電信號(hào)，所述信號(hào)處理單元將漏電信號(hào)轉(zhuǎn)換為漏電流值，并通過通信電路與主控模塊的內(nèi)部通信接口進(jìn)行交互。
[0013]所述自適應(yīng)檢測(cè)電路包括2個(gè)平衡電阻和2個(gè)繼電器切換開關(guān)Kl和K2，所述繼電器切換開關(guān)Kl 一端連接在母線正極，另一端連接到一個(gè)所述平衡電阻，該平衡電阻連接到地；所述切換開關(guān)K2 —端連接在母線負(fù)極，另一端連接到另一個(gè)平衡電阻，該平衡電阻連接到地。
[0014]所述自適應(yīng)的末端接地選線裝置還包括集中監(jiān)控器，所述集中監(jiān)控器與主控模塊的外部通信接口連接，所述主控模塊通過外部通信接口與集中監(jiān)控器進(jìn)行通信。
[0015]本發(fā)明還提出一種使用自適應(yīng)的末端接地選線裝置的低壓直流輸配電在線絕緣監(jiān)測(cè)方法，包括步驟:
[0016]I)主控模塊定時(shí)斷開繼電器K1/K2，自適應(yīng)檢測(cè)電路測(cè)量母線電壓U、正負(fù)母線對(duì)地電壓值U+/U-；
[0017]2)當(dāng)正負(fù)母線電壓U大于0V、正負(fù)母線對(duì)地電壓值U+/U-均為0V，且此狀態(tài)持續(xù)5分鐘，可判斷出系統(tǒng)中無其他平衡電阻，主控模塊則閉合繼電器K1、K2，投入自身的平衡電阻到母線；
[0018]3)當(dāng)正負(fù)母線電壓U大于0V、正負(fù)母線對(duì)地電壓值U+/U-均大于OV時(shí)，且此狀態(tài)持續(xù)5分鐘后，則判斷出系統(tǒng)中有其他設(shè)備已經(jīng)投入了平衡電阻，主控模塊保持自身平衡電阻斷開狀態(tài)；
[0019]4)裝置正常運(yùn)行過程中，主控模塊實(shí)施測(cè)量正極對(duì)地電壓U+、負(fù)極對(duì)地電壓值U-,當(dāng)IU+-U-1 >設(shè)定門限值時(shí)，且持續(xù)時(shí)間超過5分鐘，則確認(rèn)此情況為穩(wěn)定的故障態(tài)；
[0020]5)主控模塊中內(nèi)部通信接口與漏電檢測(cè)模塊通信接口相連，漏電檢測(cè)模塊通過通信接口上傳支路序號(hào)及對(duì)應(yīng)漏電值到主控模塊，則漏電檢測(cè)模塊上傳各支路序號(hào)及對(duì)應(yīng)支路的漏電流，主控按照支路漏電流從大到小的順序?qū)χ沸蛱?hào)進(jìn)行排序，將故障支路編號(hào)傳輸給主控模塊對(duì)外通信接口，實(shí)現(xiàn)接地選線。
[0021]所述正負(fù)母線對(duì)地壓差的檢測(cè)動(dòng)作門限值為非定值，可根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整設(shè)定，一般直流絕緣監(jiān)測(cè)裝置技術(shù)條件要求壓差門限值不大于額定電壓的10 %。
[0022]本發(fā)明提供了一種在光伏匯流箱內(nèi)使用的在線絕緣測(cè)量裝置，該裝置可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)發(fā)電支路絕緣狀況，在系統(tǒng)中