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新能源电力发展下的直流系统绝缘监测解决方案

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在全球能源格局深刻变革的大背景下,能源危机日益凸显,社会用能需求持续攀升,与此同时,新能源技术迅猛发展。在此浪潮中,新能源发电凭借其独特优势,应用范围不断拓展,在能源领域的占比逐步提高,有力推动了新型能源与电力市场的逐步形成。直流系统作为新能源应用体系中的关键环节,其重要性不言而喻。在新能源发电的并网、储能以及电力传输与分配等诸多核心流程中,直流系统发挥着不可或缺的作用,也正因如此,其应用场景愈发广泛,从大型新能源发电基地,到分布式能源系统,均有直流系统的身影,成为支撑新能源产业稳健发展的重要力量。

直流绝缘监测产品—参考标准

1、GB/T 18487.1-2015 电动汽车传导充电系统:第1部分:通用要求 第B.4.1条:

在充电机端和车辆端均设置IMD电路,充电之前,由充电机负责充电机内部(含充电电缆)的绝缘检查,由电动汽车负责整个系统的绝缘检查。充电直流回路DC+、PE之间的绝缘电阻,与DC-、PE之间的绝缘电阻(两者取小值R),当R>500Ω/V视为安全;100 Ω/V < R ≤500Ω/V时,宜进行绝缘异常报警,但仍可正常充电; R≤100Ω/V视为绝缘故障,应停止充电。

2、NB/T 33001-2018电动汽车非车载传导式充电机技术条件 第6条:功能要求

6.3 绝缘检测功能

充电机应具备对直流输出回路进行绝缘检测的功能,并且充电机的绝缘检测功能应与车辆绝缘检测功能相配合。充电电机的绝缘监测功能应符合GB/T 18487.1-2015中的规定。充电机在进行绝缘检测前应该检测直流输出接触器(K1、K2)的外侧电压,当电压超过±10V时应停止绝缘监测流程并发出告警信号。

GB XXXX-202X 电化学储能电站设计标准(征求意见稿) 第7.3.3条:

储能单元应具备绝缘监测功能,绝缘监测可由电池管理系统实现,也可由储能变流器实现,当储能单元绝缘低时应能发出报警和/或跳闸信号智能储能变流器及计算机监控系统 。

直流绝缘监测仪专为直流系统设计,用于不接地的直流系统接地故障检测。当直流系统出现接地故障时,能发出绝缘故障报警信号。

产品可以应用在发电厂家、变电站的直流屏、电动汽车充电装置、UPS供电系统、储能系统及其它直流电网等直流系统。

01通用型直流绝缘监测仪

功能特点:

1.监测直流正负极对地电阻,低于设定值报警。

2.测量正负之间,正负极对地电压,具过欠压报警功能。

3.LED指示和LCD显示功能。

4.3路继电器输出,常开常闭可设。

5.RS485通讯,Modbus-RTU协议。

6.20条事件记录。

7.4模导轨安装,插拔端子。

8.支持周期监测和通讯触发监测。

9.可用于DC1500V以下储能系统。

02充电桩用绝缘监测仪

功能特点:

1.监测单路直流正负极对地电阻,低于设定值报警。

2.测量正负之间,正负极对地电压。

3.LED运行和故障指示。

4.1路直流电流监测功能。

5.RS485通讯,Modbus-RTU协议。

6.4模导轨安装,插拔端子。

7.支持周期监测和通讯触发监测。

直流绝缘监测解决方案

01直流电源

应用场景:发电厂、变电站等直流屏,UPS供电系统

直流屏接入交流380V电源,电池模块平时充电,当AC380V电源失电后,直流母线使用备用电池供电。绝缘监测仪可以监测直流母线和支路的绝缘情况,当直流系统中任意位置发生绝缘损坏或者单相接地的情况,仪表发出报警信号,提示工作人员排查故障。

02直流充电桩

应用场景:直流充电桩

如下图示例为一个双枪120kW直流充电桩。绝缘监测仪由控制器测量电压、电阻和电流。充电桩使用时,单独使用A枪或B枪时,控制器控制对应IMD1或者IMD2绝缘监测仪先进行绝缘监测;双枪同时使用时,控制器控制IMD1绝缘监测仪先进行绝缘监测。

03储能系统

应用场景:储能系统

如下图,储能系统中,设置了多个绝缘监测仪,但同一时间同一系统仅允许1只绝缘监测仪工作,因此需要控制模块进行控制。采用分时控制策略,采用通讯触发的方式,确保同一时间内只有1只绝缘监测仪在工作。

04光伏系统

应用场景:光伏系统

如下图光伏系统中,光伏组件发电汇流后经过逆变器并入电网,逆变器内自带隔离变压器,每个汇流箱前端分为独立系统,对于独立的不接地的直流系统,应装设绝缘监测仪,检测直流母线及支路对地的绝缘情况,当发生绝缘损坏或者单极接地,仪表能够及时报警,提示工作人员对回路进行检修排查故障,防止故障事态扩大引起短路。

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