[實用新型]具有絕緣監測裝置的逆變器

有效

• 申請號: 201320649007.7
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN203596750U
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 布卡德·米勒
• 申請（專利權）人: 艾思瑪太陽能技術股份公司
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00;H02M7/42;G01R27/20
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 陳源;顧麗波

技術領域

本發明涉及一種逆變器，其具有確定相對于接地點的絕緣電阻值的能力。

背景技術

在諸如設有光伏發電機和逆變器的光伏設備之類的電氣設備中，載壓零件之間的絕緣性可能會由于潮濕、污垢或短路而惡化。因而，電壓源（如發電機）的正節點或負節點與地面之間的絕緣電阻可能會減小。

在接地設備中，這會導致故障電流，可對故障電流進行監測并適當地對其作出反應。在未接地的設備中，在單個接地故障的情況下不會存在這種電流。只有存在例如因有人接觸設備而導致的第二接地故障時，才可能存在潛在危險的故障電流。因此，有必要確定這種設備的接地狀態，特別是在設備開始運行前。

發明內容

在本發明的一個方面，提供一種逆變器，特別是作為電氣設備的一部分的逆變器，其包括第一節點、第二節點、和接地點。第一開關在第一節點與接地點之間提供了可切換的連接路徑，第二開關在第二節點與接地點之間提供了可切換的連接路徑。絕緣監測裝置被構造為在第一開關閉合、第二開關斷開時測量第一電流，在第一開關斷開、第二開關閉合時測量第二電流。根據第一電流和第二電流確定第一節點與接地點之間的第一等效絕緣電阻和第二節點與接地點之間的第二等效絕緣電阻。可使用第一絕緣電阻值和第二絕緣電阻值來確定逆變器的接地狀態，只有當確定的等效絕緣電阻或組合電阻值（如兩個單獨的絕緣電阻值的并聯電阻值）小于預定的閥值時才允許逆變器運行。否則，電壓源（如光伏發電機）可與逆變器斷開。

可使用第一節點與第二節點之間的電壓（例如發電機連接到逆變器時的發電機電壓）來確定第一等效絕緣電阻和第二等效絕緣電阻。

在一個優選的實施例中，可以在接地點處測量第一電流和第二電流。為此，可使用電流傳感器或分流電阻器。利用相同的配置來測量第一電流和第二電流。作為替換，第一電流可以被測量為連接在第一節點與第一開關之間的第一分流電阻器上的電壓降，第二電流可以被測量為連接在第二節點與第二開關之間的第二分流電阻器上的電壓降。在該配置中，可在相應的節點電位處或接近相應的節點電位處測量電流值，從而使測量更簡便并準確。

在另一個有利的實施例中，該逆變器還包括連接在第二節點與第二開關之間的恒流源、以及用于測量第一電流和第二電流的電流傳感器，該電流傳感器連接在第一節點與第一開關之間。此外，提供優選為晶體管（例如MOSFET或IGBT）的橋接開關，其用于可切換性地將電流傳感器與第一開關之間的中點連接到恒流源與第二開關之間的中點。在該實施例中，可實現位于或接近第一節點電位的單個電流傳感器，例如集成在位于第一節點電位的微控制器中，從而簡化了準確并有成本效益的電流測量，進而簡化了對設備的接地狀態的準確監測。

作為選擇，第一開關和第二開關可被配置為單個雙路開關，或者被配置為單個或兩個繼電器或半導體開關。

在本發明的實施中，可以將逆變器的第一節點連接到光伏發電機的正極端子，將第二節點連接到光伏發電機的負極端子，和/或優選地，所述逆變器可以是無變壓器的逆變器。

附圖說明

參照下面的附圖對本發明進行更詳細的描述。

圖1示出了本發明的第一實施例。

圖2示出了本發明的第二實施例。

圖3示出了本發明的第三實施例。

具體實施方式

如圖1所示的電氣設備包括逆變器1，該逆變器1的第一節點50連接到光伏發電機90的正極端子。發電機90的負極端子連接到逆變器1的第二節點60。串聯連接的第一開關10與第二開關20位于第一節點50與第二節點60之間。第一開關10與第二開關20之間的中點經由電流傳感器30連接到接地點70。此外，第一節點50與第二節點60之間的電壓U_G由電壓傳感器40確定。絕緣監測裝置80耦接到電壓傳感器40以及電流傳感器30，從而分別從這些傳感器獲得測量數值，并且絕緣監測裝置80還被構造為控制第一開關10和第二開關20。

在絕緣監測過程中，優選地，在連接到發電機90后、啟動逆變器的運行前，絕緣監測裝置80將第一開關10閉合，同時將第二開關20斷開，并通過電流傳感器30測量第一電流值I₁。在該第一開關配置中，由于直接接到接地點70，第一節點50被置為接地電位。隨后，斷開第一開關10，閉合第二開關20，并通過電流傳感器30測量第二電流值I₂。在該第二開關配置中，第二節點60被置為接地電位。