一種用于光伏逆變器的絕緣監測單元的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于新能源技術領域，特別是設及一種用于光伏逆變器的絕緣監測單元。
【背景技術】
[0002] 在現有技術中，大部分光伏逆變器中直流高壓系統的絕緣監測技術有多種方式， 但都存在一些缺點：
[0003] 1)繼電器檢測方式靈敏度低；
[0004] 2)平衡電橋法在正負極絕緣同時降低時不能準確及時報警；
[0005] 3)注入交流信號法不僅會使直流系統紋波增大，影響供電質量，而且系統的分布 電容會直接影響測量結果，分辨率低。
[0006] 特別是在光伏逆變器的直流絕緣監測中，由于其直流電壓會在0-900V之間頻繁 地波動，上述方法很難達到精度、實時性、在線性的要求。
【發明內容】
[0007] 為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種用于光伏逆變器的絕緣監測單 J L· 〇
[000引為了達到上述目的，本發明提供的用于光伏逆變器的絕緣監測單元包括:雙路電 壓測量裝置、輸入隔離電路、控制器、輸出隔離電路、電阻配置網絡、輸入鍵盤、報警電路、液 晶顯示器、隔離CAN接口、濾波電路和隔離電源變換裝置;其中：雙路電壓測量裝置通過輸入 隔離電路與控制器相連接，控制器分別與輸入鍵盤、報警電路、液晶顯示器和隔離CAN接口 連接，同時通過輸出隔離電路與電阻配置網絡連接，雙路電壓測量裝置的兩個信號輸入端 分別與正直流母線M+和負直流母線M-連接、兩個參考輸入端均與地線DG連接，濾波電路的 輸入端與輔助電源DY連接、輸出端與隔離電源變換裝置的輸入端連接，電阻配置網絡的Ξ 個輸入端分別與正直流母線M+、負直流母線M-連接和地線DG連接，隔離電源變換裝置的輸 出端輸出巧V直流電源，為本測試單元提供工作電源。
[0009] 所述的輸入隔離電路為數字信號光電隔離電路，其輸入端與雙路電壓測量裝置的 數字輸出端連接、輸出端與控制器的數字輸入端采用異步串行總線進行連接。
[0010] 所述的電阻配置網絡包括:第一偏置電阻R1、第二偏置電阻R2、第一電子開關K1和 第二電子開關K2;其中：第一偏置電阻R1的一端通過第一電子開關K1與正直流母線M+連接、 另一端與地線DG連接，第二偏置電阻R2的一端通過第二電子開關K2與負直流母線M-連接、 另一端與地線DG連接;第一電子開關K1的控制端為第一輸入端II、第二電子開關K2的控制 端為第二輸入端12。
[0011] 所述的輸出隔離電路為兩路光電隔離輸出電路，其兩個輸入端分別與控制器的兩 個輸出控制端連接、兩個輸出端分別與電阻配置網絡的兩個輸入端連接。
[0012]所述的隔離CAN接口為隔離型CAN總線通信接口電路。
[0013]所述的控制器為W微控制器忍片為核屯、的控制器電路。
[0014] 本發明提供的用于光伏逆變器的絕緣監測單元的使用效果:能夠通過有效的硬件 采樣回路，提高直流電壓的采樣精度，達到頻繁波動下的精密采樣，通過高效的算法，提高 監測的頻率W及精度要求，達到實時性W及高精度的監測目的。
【附圖說明】
[0015] 圖1為光伏逆變器絕緣電阻測量原理圖；
[0016] 圖2為本發明提供的用于光伏逆變器的絕緣監測單元的結構示意圖；
[0017] 圖3為本監測單元中電阻配置網絡的原理圖。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合附圖和具體實施例對本發明提供的用于光伏逆變器的絕緣監測單元進 行詳細說明。
[0019] 如圖2所示，本發明提供的用于光伏逆變器的絕緣監測單元包括：
[0020] 雙路電壓測量裝置1、輸入隔離電路2、控制器3、輸出隔離電路4、電阻配置網絡5、 輸入鍵盤6、報警電路7、液晶顯示器8、隔離CAN接口 9、濾波電路10和隔離電源變換裝置11; 其中：雙路電壓測量裝置1通過輸入隔離電路2與控制器3相連接，控制器3分別與輸入鍵盤 6、報警電路7、液晶顯示器8和隔離CAN接口 9連接，同時通過輸出隔離電路4與電阻配置網絡 5連接，雙路電壓測量裝置1的兩個信號輸入端分別與正直流母線M+和負直流母線M-連接、 兩個參考輸入端均與地線DG連接，濾波電路10的輸入端與輔助電源DY連接、輸出端與隔離 電源變換裝置11的輸入端連接，電阻配置網絡5的Ξ個輸入端分別與正直流母線M+、負直流 母線M-連接和地線DG連接，隔離電源變換裝置11的輸出端輸出巧V直流電源，為本測試單元 提供工作電源。
[0021] 所述的雙路電壓測量裝置1為雙通道模數轉換器，用于采集正直流母線M+與地線 DG之間的直流電壓和負直流母線M-與地線DG的直流電壓，并將運兩個電壓值轉換成數字量 后通過輸入隔離電路2傳送給控制器3。
[0022] 所述的輸入隔離電路2為數字信號光電隔離電路，其輸入端與雙路電壓測量裝置1 的數字輸出端連接、輸出端與控制器3的數字輸入端采用異步串行總線進行連接。
[0023] 如圖3所示，所述的電阻配置網絡5包括:第一偏置電阻R1、第二偏置電阻R2、第一 電子開關K1和第二電子開關K2;其中：第一偏置電阻R1的一端通過第一電子開關K1與正直 流母線M+連接、另一端與地線DG連接，第二偏置電阻R2的一端通過第二電子開關K2與負直 流母線M-連接、另一端與地線DG連接;第一電子開關K1的控制端為第一輸入端II、第二電子 開關K2的控制端為第二輸入端12。
[0024] 所述的輸出隔離電路4為兩路光電隔離輸出電路，其兩個輸入端分別與控制器3的 兩個輸出控制端連接、兩個輸出端分別與電阻配置網絡5的兩個輸入端連接。
[0025] 所述的輸入鍵盤6和液晶顯示器8組成用戶交互界面，報警電路7為聲光提示電路， 用于在檢測到嚴重絕緣故障時進行及時報警。
[0026] 所述的隔離CAN接口 9為隔離型CAN總線通信接口電路，用于與作為用戶設備的光 伏逆變器進行通信連接，傳輸當前絕緣檢測狀態及接收來自于用戶端的控制命令。
[0027] 所述的控制器3為W微控制器忍片為核屯、的控制器電路，其為本裝置的控制核屯、， 用于控制其它部件完成相應的功能。
[00%]現將本發明提供的用于光伏逆變器的絕緣監測單元工作原理闡述如下：
[0029] 本監測單元主要完成如下幾方面功能：正負母線對地線的電壓測量、標準偏置電 阻的投切控制、報警參數設置、聲光報警電路、液晶顯示及通信。
[0030] 電阻配置網絡5中的第一偏置電阻R1和第二偏置電阻R2采用標準偏置電阻，其選 擇應遵循W下原則：（1)基本不影響被測系統原有的絕緣性能；（2)要兼顧系統的測量精度 要求；（3)根據系統電壓等級自動配置不同等級的標準阻值；（4)高精度，低溫漂系數。系統 的實際偏置電阻配置如表1所示。
[0031] 表1直流母線電壓與偏置電阻對照表
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[0033] 雙路電壓測量裝置1的選擇：由上述分析可知，在標準偏置電阻確定的情況下，電 壓檢測的精度直接決定了最終結果的精度。一般來講，光伏逆變器的標稱電壓在90~500V 之間，運行過程中電池電壓存在一定的波動范圍，并且待測絕緣電阻也有一定的變化范圍， 因此，通用型監測系統的電壓測量電路必須保證在全范圍內實現等精度的測量，而且正、負 母線對地電壓的測量必須同時完成。本發明中采用低溫漂精密電阻分壓電路，結合雙積分 型高分辨率的A/D實現了等精度測量，主控單元與測量電路采用光電禪合器隔離。該種方法 與采用電壓傳感器的測量方案相比，克服了后者的溫漂、零點漂移等問題，同時避免了 其需要的10mA左右的工作電流影響被測系統的絕緣性能的缺點。
[0034] 正、負母線對地電壓的測量電路的結構和參數完全一致，其采集過程由控制器3控 制同時啟動轉換，滿足測量參數的同時性。
[0035] 控制器3選用Motorola推出的肥S12系列16位MCU29S12DJ64[4]，內部除中央處理 單元CPU12外，不僅集成了化ASH、趾PROM及RAM存膽器，而且還集成CAN、抓LC、SCI、SPI和 HSI0等多種接口，功能豐富，速度高、功耗低、性價比高、系統設計簡單，同時忍片支持背景 調試模式和大容量存膽器擴展。FLA細