[发明专利]一种利用光伏逆变器的变压器接地电阻测量系统及方法

说明书

本发明提供一种利用光伏逆变器的变压器接地电阻测量系统及方法，光伏并网逆变器直流侧分别与光伏电池板相连，交流侧与电网相连。光伏并网逆变器在发电阶段输出有功功率，不输出共模电流，在不发电阶段，并网逆变器运行在测试模式，并发出一定频率的共模电压，共模电压的频率根据光伏板寄生电容和线路阻抗计算得出，并网逆变器测量光伏逆变器输出的共模电流。根据发出的共模电压数值和测量的共模电流数值计算出变压器的接地电阻大小，从而判断变压器接地电阻是否异常。

技术领域

本发明涉及变压器接地电阻测量领域，尤其涉及一种利用光伏逆变器的变压器接地电阻测量系统及方法。

背景技术

在电网系统中，配电变压器是十分重要的设备，将关系到电网能否正常运行。实际运行中，由于接地电阻阻值过大，接地电阻上将产生较大的分压，容易破坏低压相线绝缘，一旦有人接触到变压器外壳或接地线等位置，还会导致触电事故的发生，严重威胁生命财产安全。其次，接地电阻阻值过大会导致变压器中性点偏移等问题。因此，电网运行维护人员需要定期测量变压器接地电阻，从而及时发现接地电阻阻值过大的问题。在进行变压器接地电阻测量时，主要采用手摇式电阻测量表和钳形接地电阻表开展测量工作。手摇式电阻测量表示传统接地电阻测量方法，需要按照一定的转速转动摇把，从而向被测桩与辅助桩间注入电流，利用仪表则可以完成电流和电压的测量，从而计算被测接地桩的地阻。采用这种传统测量方法容易出现数据不准的问题。利用钳形电阻表测量时，无需进行辅助测试桩的设置，只需在被测电线上夹装钳形电阻表，就可以完成接地电阻的测试，采用这种测量方法，无需将设备电源或地线断开便可以完成接地电阻阻值的测量。但以上现有方法都需要运行人员持相关设备进行现场测量，需要耗费大量的人力成本和设备使用成本。因此，急需一种利用电网中现有设备进行变压器接地电阻测量的方法。

近年来，电网中光伏并网逆变器的数量不断增多。光伏电池板与大地之间存在寄生电容，当光伏逆变器接入中性点接地系统中时，交流线路、寄生电容、大地会形成共模回路，导致共模电流的产生，长期存在的会增加逆变器的损耗、降低逆变器的使用寿命。传统方法可采用加装共模电感、工频隔离变压器、高频隔离变压器的方法抑制共模电流的，但会增加逆变器的成本和体积。随着电力电子技术的不断发展，现有论文和专利提到多种抑制共模电流的拓扑结构和调制方法，在不加入共模电感、隔离变压器的前提下也能有效抑制共模电流。长期存在的共模电流对逆变器有害，但在逆变器低功率运行阶段，短时间内的共模电流对逆变器几乎没有伤害。因此，光伏并网逆变器具有测量变压器接地电阻的潜力，而现有文章和专利中都没有提及如何利用光伏并网逆变器的短期共模电流测量变压器的接地电阻。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种利用光伏逆变器的变压器接地电阻测量系统，包括：光伏电池板，功率电路，光伏并网逆变器以及控制系统；

光伏并网逆变器设有交流侧和直流侧；光伏并网逆变器直流侧与光伏电池板连接，光伏并网逆变器交流侧通过功率电路连接电网；

控制系统分别与功率电路和光伏并网逆变器连接；控制系统用于通过连接光伏并网逆变器获取光伏电池板是否为不发电阶段，当光伏电池板为不发电阶段，且光伏并网逆变器运行在测试模式时，控制系统获取光伏并网逆变器发出的共模电流以及预设频率的共模电压；根据共模电压数值和共模电流数值得出变压器的接地电阻大小，判断变压器接地电阻是否超阈值。

优选地，控制系统包括：逆变器直流电压控制单元，共模电压频率计算模块,共模电压产生模块,共模电流测试模块以及变压器接地电阻计算模块；

逆变器直流电压控制单元分别与光伏并网逆变器的交流侧连接，直流侧连接以及功率电路连接，获取光伏并网逆变器的交流侧频率参数，获取光伏并网逆变器的直流侧电压参数，功率电路的电压数值；共模电流测试模块和逆变器直流电压控制单元分别与功率电路连接，获取功率电路的电流数值；

逆变器直流电压控制单元依次通过共模电压产生模块，共模电压频率计算模块,变压器接地电阻计算模块与共模电流测试模块连接。