同時實(shí)現(xiàn)光伏電站負(fù)極接地和對地絕緣阻抗檢測的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種同時實(shí)現(xiàn)光伏電站負(fù)極接地和對地絕緣阻抗檢測的裝置，包括接地端子和絕緣阻抗檢測端子。所述接地端子包括接地開關(guān)、保險(xiǎn)絲及電流檢測裝置，所述保險(xiǎn)絲的一端與接地開關(guān)的一端連接，另一端與電流檢測裝置的一端連接，接地開關(guān)的另一端與光伏電池板負(fù)極、光伏逆變器直流側(cè)連接，電流檢測裝置的另一端接地。所述絕緣阻抗檢測端子包括第一接地電阻和第二接地電阻。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了光伏電站負(fù)極接地的同時對光伏電站的絕緣阻抗進(jìn)行檢測，實(shí)施方便，成本小，同時消除了負(fù)極接地光伏電站中人體觸電危險(xiǎn)保護(hù)的盲區(qū)，提高了光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全性。
【專利說明】同時實(shí)現(xiàn)光伏電站負(fù)極接地和對地絕緣阻抗檢測的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種同時實(shí)現(xiàn)光伏電站負(fù)極接地和對地絕緣阻抗檢測的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏電站是利用半導(dǎo)體材料的光生伏打效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化成電能的新型電站，該種電站的發(fā)電量很大程度上取決于光伏電池板對太陽能的利用率。潛在電勢誘導(dǎo)衰減(Potential-1nduced degradation, PID)現(xiàn)象最早由美國 Sunpower 公司在 2005 年提出，具體是指光伏電池板組件在長期對地負(fù)偏高壓作用下，使得玻璃、封裝材料之間存在漏電流，大量電荷聚集在電池片表面，電池板表面的鈍化效果惡化，導(dǎo)致填充系數(shù)FF、短路電流Isc、開路電壓Voc出現(xiàn)降低，使光伏組件的性能低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如圖1所示，101為出現(xiàn)PID現(xiàn)象的I;曲線，102為正常的1-V曲線。對于已選定光伏電池板品牌的光伏電站，采用在光伏逆變器側(cè)將電池板負(fù)極接地或者夜間對地施加正向電壓的方式解決PID現(xiàn)象，其中在逆變器側(cè)將電池板負(fù)極接地的方式應(yīng)用最為普遍，也即采用負(fù)極接地組件方式來解決。光伏電池板負(fù)極接地可有效解決電池板的PID現(xiàn)象，但是，在實(shí)現(xiàn)過程中，不應(yīng)直接將電池板的負(fù)極就近接地，而通常需要通過安裝在光伏逆變器側(cè)的專用負(fù)極接地組件來接地。負(fù)極接地使得光伏電池板免于PID的干擾，可同時也帶來了一些安全隱患和電池板短路的危險(xiǎn)。
[0003]圖2為負(fù)極接地光伏電站的不意圖，圖中PVl為光伏電池板,Kl為第一輸入開關(guān)，K2為第二輸入開關(guān)，F(xiàn)l為保險(xiǎn)絲，Il為電流檢測裝置，Rl為第一電阻，R2為第二電阻，INl為光伏逆變器。光伏電池板通過一個接地端子接地，該接地端子可集成保險(xiǎn)絲，并檢測該接地線的電流。當(dāng)人體接觸到絕緣不良的電池板或接觸到直流側(cè)其他帶電體時,人體通過大地經(jīng)過接地組件在直流側(cè)形成電流通路，由于直流側(cè)電壓較高，可能在人體上形成幾十毫安的電流，對人造成傷害，此時，光伏逆變器必須根據(jù)接地線電流的大小，判斷出事故，并及時斷開輸入側(cè)開關(guān)，切斷電流通路，避免發(fā)生危險(xiǎn)。保險(xiǎn)絲的作用是當(dāng)電池正極或者除負(fù)極接地之外的其它極板出現(xiàn)對地嚴(yán)重短路時，過大的短路電流會將負(fù)極接地保險(xiǎn)絲熔斷，從而切斷電流通路進(jìn)行保護(hù)。然而，上述負(fù)極接地系統(tǒng)的保護(hù)措施依然存在安全隱患，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)除了負(fù)極接地組件外的其他不期望的負(fù)極接地，如圖3中虛線框所示，此時通過人體的電流會在兩個負(fù)極接地回路間根據(jù)阻抗分配，負(fù)極接地檢測電流無法完全反應(yīng)實(shí)際人體觸電電流，即使負(fù)極電流檢測達(dá)到了保護(hù)限值，直流側(cè)開關(guān)斷開后，電流通路未被切斷，危險(xiǎn)依然存在，保護(hù)存在漏洞。其中，圖3中PV2為光伏電池板，K3為第一輸入開關(guān)，K4為第二輸入開關(guān)，F(xiàn)2為保險(xiǎn)絲，12為電流檢測裝置，R3為第一電阻，R4為第二電阻，IN2為光伏逆變器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于通過一種同時實(shí)現(xiàn)光伏電站負(fù)極接地和對地絕緣阻抗檢測的裝置，來解決以上【背景技術(shù)】部分提到的問題。[0005]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種同時實(shí)現(xiàn)光伏電站負(fù)極接地和對地絕緣阻抗檢測的裝置，其包括接地端子和絕緣阻抗檢測端子；所述接地端子包括接地開關(guān)、保險(xiǎn)絲及電流檢測裝置，所述保險(xiǎn)絲的一端與接地開關(guān)的一端連接，另一端與電流檢測裝置的一端連接，接地開關(guān)的另一端與光伏電池板負(fù)極、光伏逆變器直流側(cè)連接，電流檢測裝置的另一端接地；所述絕緣阻抗檢測端子包括第一接地電阻和第二接地電阻，所述第一接地電阻的一端與第二接地電阻的一端連接后接地，第一接地電阻的另一端與光伏電池板負(fù)極、光伏逆變器直流側(cè)連接，第二接地電阻的另一端與接地開關(guān)的一端連接。
[0007]特別地，所述接地開關(guān)選用機(jī)械開關(guān)、電子開關(guān)的任一種。
[0008]特別地，所述機(jī)械開關(guān)包括繼電器、斷路器；所述電子開關(guān)包括絕緣柵雙極型晶體管、金氧半場效晶體管。
[0009]本發(fā)明提供的同時實(shí)現(xiàn)光伏電站負(fù)極接地和對地絕緣阻抗檢測的裝置在接地線上加入一個接地開關(guān)，正常運(yùn)行時，該接地開關(guān)處于閉合狀態(tài)，將光伏電池板負(fù)極接地，光伏逆變器可根據(jù)接地線的電流進(jìn)行保護(hù)；當(dāng)需檢測光伏電池板的絕緣阻抗時，將該接地開關(guān)斷開，通過檢測第一接地電阻和第二接地電阻的電壓，計(jì)算光伏電池板的絕緣阻抗，同時，由于斷開了接地線與大地的連接，此時可以檢測到光伏電池板負(fù)極接地的情況，若檢測到光伏電池板負(fù)極接地或其他接地時，光伏逆變器將告警，提示工作人員檢查光伏電池板，排除安全隱患。本發(fā)明通過改進(jìn)原有光伏逆變器的接地組件，配合相應(yīng)的控制方法，實(shí)現(xiàn)了光伏電站負(fù)極接地的同時對光伏電站的絕緣阻抗進(jìn)行檢測，實(shí)施方便，成本小，同時消除了負(fù)極接地光伏電站中人體觸電危險(xiǎn)保護(hù)的盲區(qū)，提高了光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為光伏電池板PID現(xiàn)象的1-V曲線對比圖；
[0011]圖2為負(fù)極接地光伏發(fā)電系統(tǒng)示意圖；
[0012]圖3為負(fù)極接地光伏發(fā)電系統(tǒng)負(fù)極多點(diǎn)接地情況示意圖；
[0013]圖4為同時實(shí)現(xiàn)光伏電站負(fù)極接地和對地絕緣阻抗檢測的裝置應(yīng)用示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容。
[0015]請參照圖4所示，圖4為同時實(shí)現(xiàn)光伏電站負(fù)極接地和對地絕緣阻抗檢測的裝置應(yīng)用示意圖。
[0016]本實(shí)施例中同時實(shí)現(xiàn)光伏電站負(fù)極接地和對地絕緣阻抗檢測的裝置具體包括接地端子和絕緣阻抗檢測端子。
[0017]所述接地端子包括接地開關(guān)K5、保險(xiǎn)絲F3及電流檢測裝置13。所述保險(xiǎn)絲F3的一端與接地開關(guān)K5的一端連接，另一端與電流檢測裝置13的一端連接，接地開關(guān)K5的另一端與直流側(cè)開關(guān)K5連接，直流側(cè)開關(guān)K5的一端連接光伏電池板PV3負(fù)極，另一端連接光伏逆變器IN3直流側(cè)，電流檢測裝置13的另一端接地。所述絕緣阻抗檢測端子包括第一接地電阻R5和第二接地電阻R6。所述第一接地電阻R5的一端與第二接地電阻R6的一端連接后接地，第一接地電阻R5的另一端與直流側(cè)開關(guān)K6連接，直流側(cè)開關(guān)K6的一端連接光伏電池板PV3負(fù)極，另一端連接光伏逆變器IN3直流側(cè)，第二接地電阻R6的另一端與接地開關(guān)K5的一端連接。
[0018]于本實(shí)施例，所述接地開關(guān)K5為可控的開關(guān)，可選用機(jī)械開關(guān)、電子開關(guān)的任一種。所述機(jī)械開關(guān)包括繼電器、斷路器，所述電子開關(guān)包括絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、金氧半場效晶體管(M0SFET)。該接地端子可在光伏逆變器IN3內(nèi)部，也可在外部的接地組件中，電流檢測裝置13檢測該接地端子的電流。
[0019]正常運(yùn)行時，接地開關(guān)K5處于閉合狀態(tài)，將光伏電池板PV3負(fù)極接地，光伏逆變器IN3可根據(jù)接地線的電流進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)需檢測光伏電池板PV3的絕緣阻抗時，通過檢測第一接地電阻R5和第二接地電阻R6的電壓，計(jì)算光伏電池板PV3的絕緣阻抗，同時，由于斷開了接地線與大地的連接,此時可以檢測到光伏電池板PV3負(fù)極接地的情況，若檢測到光伏電池板PV3負(fù)極接地或其他接地時，光伏逆變器IN3將告警，提示工作人員檢查光伏電池板PV3，排除安全隱患。除上述作用外，當(dāng)系統(tǒng)檢測到對地漏電流超標(biāo)后，可以自動斷開接地開關(guān)K5，從而降低系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。
[0020]本發(fā)明的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)了光伏電站負(fù)極接地的同時對光伏電站的絕緣阻抗進(jìn)行檢測，實(shí)施方便，成本小，同時消除了負(fù)極接地光伏電站中人體觸電危險(xiǎn)保護(hù)的盲區(qū)，提高了光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全性。
[0021]注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。
【權(quán)利要求】
1.一種同時實(shí)現(xiàn)光伏電站負(fù)極接地和對地絕緣阻抗檢測的裝置，其特征在于，包括接地端子和絕緣阻抗檢測端子；所述接地端子包括接地開關(guān)、保險(xiǎn)絲及電流檢測裝置，所述保險(xiǎn)絲的一端與接地開關(guān)的一端連接，另一端與電流檢測裝置的一端連接，接地開關(guān)的另一端與光伏電池板負(fù)極、光伏逆變器直流側(cè)連接，電流檢測裝置的另一端接地；所述絕緣阻抗檢測端子包括第一接地電阻和第二接地電阻，所述第一接地電阻的一端與第二接地電阻的一端連接后接地，第一接地電阻的另一端與光伏電池板負(fù)極、光伏逆變器直流側(cè)連接，第二接地電阻的另一端與接地開關(guān)的一端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時實(shí)現(xiàn)光伏電站負(fù)極接地和對地絕緣阻抗檢測的裝置，其特征在于，所述接地開關(guān)選用機(jī)械開關(guān)、電子開關(guān)的任一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的同時實(shí)現(xiàn)光伏電站負(fù)極接地和對地絕緣阻抗檢測的裝置，其特征在于，所述機(jī)械開關(guān)包括繼電器、斷路器；所述電子開關(guān)包括絕緣柵雙極型晶體管、金氧半場效晶體管 。
【文檔編號】H02S40/30GK103607172SQ201310656689
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】劉洋 申請人:無錫上能新能源有限公司