[发明专利]应用于电力系统的绝缘监测装置与电力系统

说明书

本发明实施例提供一种应用于电力系统的绝缘监测装置与电力系统，该电力系统包括至少一个电力电子变换器模块，绝缘监测装置包括绝缘组件、信号源、阻抗模块及监测模块，其中，绝缘组件至少部分包覆于电力电子变换器模块，信号源电耦合至电力电子变换器模块中的电路节点，阻抗模块串联连接在信号源和绝缘组件之间，监测模块用于监测绝缘组件的绝缘电阻值，从而确定出电力电子变换器模块的绝缘状态。相较于现有技术而言，本发明实施例在监测时无需额外安装昂贵的电压耦合装置，监测成本较低；另外，本发明实施例将监测过程细化到单元级，能够监测到电力系统中任意电力电子变换器模块及其内部电气单元的绝缘状态，有利于提升电力系统的可靠性。

技术领域

本发明实施例涉及绝缘监测技术领域，尤其涉及一种应用于电力系统的绝缘监测装置与电力系统。

背景技术

新型功率场控器件的实用化和高频化，使电力电子变换器模块跨入高频、高功率密度、高效率的时代。与此同时，随着智能电网的发展，大功率电力电子变换器模块开始广泛应用于电能质量控制、储能、电力传动及太阳能、风电等新能源领域。因此，在电力系统中的分支输电线路上会出现一类中压电力电子变换器模块。中压的范围在2.4kV～69kV，通常对于中国，美国和欧洲，该中压应用的典型值分别为：10kV，12.47kV和20kV。在中压的用电条件下，设备的绝缘防护是系统安全可靠性的重中之重。

由于电力电子变换器模块引入了固体绝缘，绝缘体包覆的是同时含有高压工频分量和高频脉冲宽度调制(Pulse width modulation，简称PWM)方波分量的电力电子电路和导体，因此对每个电力电子变换器模块的绝缘状况进行监测变得尤为重要。

目前，有针对交直流电力系统的绝缘监视仪，该绝缘监视仪可用于对中压变频系统进行绝缘监测。该绝缘监测仪需一套信号发生装置及微处理主机，不足之处在于信号发生装置及微处理主机为低压电路，因此还需额外接入电压耦合装置实现高低压隔离，由于电压耦合装置价格昂贵，这样就难免增加了绝缘检测的成本。另外，该绝缘监视仪用于对整个中压变频系统进行检测，并不能分别检测电力电子变换器模块的绝缘状况。

发明内容

本发明实施例提供一种绝缘监测装置与电力系统，以克服目前绝缘检测成本高，且无法监测电力电子变换器模块的绝缘状态的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种应用于电力系统的绝缘监测装置，所述电力系统包括至少一个电力电子变换器模块，所述绝缘监测装置包括绝缘组件、信号源、阻抗模块及监测模块；

所述绝缘组件至少部分包覆于所述电力电子变换器模块；

所述信号源电耦合至所述电力电子变换器模块中的电路节点；

所述阻抗模块串联连接在所述信号源和所述绝缘组件之间；

所述监测模块用于监测所述绝缘组件的绝缘电阻值。

在一种可能的设计中，所述绝缘组件包括带电体层、固体绝缘层和接地层，所述固体绝缘层设置于所述带电体层与所述接地层之间；所述带电体层设置于所述绝缘组件靠近所述电力电子变换器模块的一侧；所述接地层设置于所述绝缘组件远离所述电力电子变换器模块的一侧，并接地。

在一种可能的设计中，所述电路节点为所述电力电子变换器模块中的桥臂中点，和/或，所述电力电子变换器模块中的正负直流母线上的节点。

在一种可能的设计中，所述电路节点为向所述电力电子变换器模块辅助供电的变换器中的电路节点。

在一种可能的设计中，所述电路节点的电压波形中含有直流分量。

在一种可能的设计中，所述绝缘监测装置还包括支撑部，所述支撑部设置于所述电力电子变换器模块与所述带电体层之间，以使所述电力电子变换器模块与所述带电体层之间存在空隙。