用于绝缘阻抗监测的系统和方法技术方案

本公开的至少一个方面涉及电力转换单元(PCU)。PCU包括电力变换器电路、包括多个已知网络阻抗和开关的安全检测电路，所述开关具有耦合在多个网络阻抗中的两个网络阻抗之间的第一端部和耦合到输出端子的第二端部，以及PCU还包括被通信地耦合到安全检测电路和至少一个电力变换器电路的控制器。控制器被配置为操作开关、确定安全检测电路的一个或多个电压值以及至少部分基于一个或多个电压值、开关的位置和多个已知的网络阻抗计算绝缘阻抗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景
本公开的实施方式一般涉及绝缘阻抗监控。更具体的，实施方式涉及用于测量电力转换单元(PCU)中的绝缘阻抗的系统和方法。背景讨论电力系统典型地运行在相对于保护接地(PE)的高电压处。这些电力系统一般包括在高电压导体和PE之间的绝缘体。处在高压导体和PE之间的绝缘体可随时间推移而退化。随着绝缘体的退化，电流可能从带电的导体流向PE并且因此产生绝缘故障情况。在绝缘故障情况期间，直接接触连接到PE的金属部件可能引起大量地电流流过人体。因此，在电力系统的危险电压和PE之间的绝缘故障典型地需要被检测和隔离。各种安全标准可能，例如，在PCU的输入端口和PE之间设置最小绝缘阻抗阈值。概述根据至少一个方面，电力转换单元(PCU)被提供。PCU包括电力变换器电路；包括多个已知网络阻抗和开关的安全检测电路，开关具有耦合在多个网络阻抗的两个网络阻抗之间的第一端部和耦合到输出端子的第二端部；以及通信地耦合到安全检测电路和至少一个电力变换器电路的控制器，控制器被配置为操作开关、确定安全检测电路的一个或多个电压值，以及至少部分地基于一个或多个电压值、开关的位置以及多个已知网络阻抗计算绝缘阻抗。在一个实施方式里，控制器还被配置为以可调节的频率操作开关。控制器也还可被配置为确定一个或更多个输入端口的输入电压、确定一个或更多个输出端口的输出电压值，以及确定保护接地(PE)相对于输出端子的电压。此外，控制器还可能被配置为至少部分地通过将PE相对于输出端子的电压乘以可变增益确定绝缘阻抗。在一个实施方式中，PCU还包括多个DC输入端口和DC输出端口以及其中电力转换电路被构造成执行DC-DC电力转换。在本实施方式中，开关的第二端部可能被耦合到正输出DC端子。此外，开关的第二端部可能被耦合到负输出DC端子。PCU可能还包括多个安全检测电路以及其中多个DC输入端口的每个输入端口被耦合到多个安全检测电路中的至少一个安全检测电路。安全检测电路可以被耦合到输出DC端口的正端子和负端子之间。在一个实施方式里，至少一个电力变换器电路包括至少一个DC-DC电力变换器电路。在本实施方式中，至少一个电力变换器电路可以包括至少一个升压电力变换器电路。根据另一个方面，提供了监控与具有一个或多个输入端口和一个或多个输出端口的电力转换单元(PCU)相关的绝缘阻抗的方法。该方法包括使用控制器测量与PCU有关的一个或多个电压值、至少部分地通过将开关的状态从第一状态改变到第二状态操作通信地耦合到控制器并具有耦合在多个已知网络阻抗中的两个网络阻抗之间的第一端的开关、当开关在第二状态时测量保护接地(PE)和一个或多个输出端口中的输出端口之间的电压值、至少部分地通过将开关的状态从第二状态改变到第一状态操作通信地耦合到控制器的开关、当开关处于第一状态时测量PE相对于输出端口的电压值，以及基于测得的与PCU相关的电压值、当开关处于第一状态和第二状态时测得的PE的电压值和多个已知的网络阻抗计算绝缘阻抗。在一个实施方式中，测量一个或多个电压值的行为包括测量一个或多个输入端口中的每个端口处的输入电压和测量一个或多个输出端口中的每个输出端口处的输出电压。计算绝缘阻抗的行为还可以包括将一个或多个输出端口中的输出端口和PE之间的电压乘以可变增益。此外，计算绝缘阻抗的行为还可以包括调整可变增益以增加传感器分辨率。在一个实施方式中，监测绝缘阻抗的方法还包括至少部分地基于已计算的绝缘阻抗确定总的漏电流。在本实施方式中，该方法还可以包括比较计算出的绝缘阻抗值与预定的阈值。根据另一个方面，提供了电力转换单元(PCU)。PCU包括接收具有第一形式的输入电力的输入端、提供具有第二形式的输出电力的输出端，以及被耦合在输入端和输出端之间的装置，其基于在PCU内的一个或多个电压值确定输入端和保护接地(PE)之间的绝缘阻抗。在一个实施方式中，用于确定绝缘阻抗的装置包括多个网络阻抗和至少一个开关。此外，第一形式可以包括在第一个电压电平处的DC电力以及第二形式可以包括在第二个电压电平处的DC电力，第二个电压电平高于第一电压电平。其它方面、实施例及这些示例性的方面和实施例的优点在下面详细讨论。进一步地，应当理解，前述信息和下面的详细的描述都只是各个方面和实施方式的说明性的例子，并且旨在提供用于理解要求保护的主题的本质和特点的概述或框架。对例子和实施方式的特定的提及，例如“实施方式”、“另一实施方式”、“一些实施方式”、“其他实施方式”、“可替代的实施方式”、“各种实施方式”、“一个实施方式”、“至少一个实施方式”、“这个和其他实施方式”等，其不一定彼此排斥并且旨在指示结合实施方式或例子描述的并且可以被包括在该实施方式或例子和其它实施方式或例子中的特定特征、结构、或者特性。本文中这些术语的出现不一定都指的是相同的实施方式或例子。另外，在本文和通过引用并入到本文中的文件之间对术语的使用不一致的情况下，在被并入的引用文件中的术语使用是对本文中的术语使用的补充；对于矛盾的不一致，以本文中的术语使用为准。另外，附图被包括来提供对各个方面和实施方式的说明和进一步的理解，并且被包括在说明书内且构成说明书的一部分。附图与本说明书的剩余部分一起用于解释所描述的和要求保护的方面和实施方式的原理和操作。附图简述下文中参考附图描述了至少一个实施方式的各个方面，所述附图不一定按比例绘制。附图被包括以提供各种方面和实施方式的说明和进一步理解，且被并入该说明书中并构成该说明书的一部分，但并不意欲作为任何特定的实施方式的限制的限定。附图与本说明书的剩余部分一起用于解释所描述的和要求保护的方面和实施方式的原理和操作。在附图中，由类似的数字表示在各图中示出的每个相同或近似相同的组件。为清楚起见，并不是标出每个附图中的每个组件。在附图中：图1示出了电力系统方框图的一个实施方式；图2A和2B示出了电力系统方框图的其他实施方式；图3示出电力系统等效电路的一个实施方式；图4A和4B示出了安全检测电路等效电路的各种实施方式；图5是绝缘阻抗测试的一个示例方法的流程图；图6是执行绝缘阻抗计算的一个示例方法的流程图；以及图7是计算机系统的一个例子的方框图，在该计算机系统上可以实现本实施方式的各个方面。详细描述本文讨论的方法和系统的例子在其应用中并不限于在下面的描述中阐述或在附图中示出的构造的细节和部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力转换单元(PCU)，包括：电力变换器电路；安全检测电路，其包括开关和多个已知的网络阻抗，所述开关具有耦合在所述多个网络阻抗中的两个网络阻抗之间的第一端部以及耦合到输出端子的第二端部；以及控制器，其通信地耦合到所述安全检测电路以及所述至少一个电力变换器电路，所述控制器被配置为操作所述开关，确定所述安全检测电路的一个或多个电压值，以及至少部分基于所述一个或多个电压值、所述开关的位置和所述多个已知的网络阻抗计算绝缘阻抗。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电力转换单元(PCU)，包括：
电力变换器电路；
安全检测电路，其包括开关和多个已知的网络阻抗，所述开关具有耦
合在所述多个网络阻抗中的两个网络阻抗之间的第一端部以及耦合到输
出端子的第二端部；以及
控制器，其通信地耦合到所述安全检测电路以及所述至少一个电力变
换器电路，所述控制器被配置为操作所述开关，确定所述安全检测电路的
一个或多个电压值，以及至少部分基于所述一个或多个电压值、所述开关
的位置和所述多个已知的网络阻抗计算绝缘阻抗。
2.如权利要求1所述的PCU，其中所述控制器还被配置为以可调的频
率操作所述开关。
3.如权利要求1所述的PCU，其中所述控制器还被配置为确定一个或
多个输入端口处的输入电压、确定一个或多个输出端口处的输出电压值以
及确定保护接地(PE)相对于所述输出端子的电压。
4.如权利要求3所述的PCU，其中所述控制器还被配置为至少部分地
通过将PE相对于输出端子的电压乘以可变增益来确定所述绝缘阻抗。
5.如权利要求1所述的PCU，还包括DC输出端口和多个DC输入端
口，以及其中，所述电力转换电路被构造成执行DC-DC电力转换。
6.如权利要求5所述的PCU，其中，所述开关的第二端部被耦合到正
输出DC端子。
7.如权利要求5所述的PCU，其中，所述开关的第二端部被耦合到负
输出DC端子。
8.如权利要求5所述的PCU，还包括多个安全检测电路，以及其中，
所述多个DC输入端口的每个DC输入端口被耦合到所述多个安全检测电
路中的至少一个安全检测电路。
9.如权利要求5所述的PCU，其中，所述安全检测电路被耦合在所述
输出DC端口的正端子和负端子之间。
10.如权利要求1所述的PCU，其中，所述至少一个电力变换器电
路包括至少一个DC-DC电力变换器电路。
11.如权利要求10所述的PCU，其中，所述至少一个电力变换器电
路包括至少一个升压电力变换器电路。
12.一种监测与电力转换单元(PCU)相关联的绝缘阻抗的方法，所
述电力转换单元(PCU)具有一个或多个输入端口和一个或多个输出端口，
所述方法包括：
使用控...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊曼纽尔·塞尔邦，科斯明·波恩迪彻穆雷桑，
申请(专利权)人：施耐德电气太阳能逆变器美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US