月影太陽光発電所　発電11日目 初級２

素浪人エンジニア月影です。相変わらず寒いです。。。今日は庭の掃除。。半分は,電動芝刈り機。。。池の向こうは苔庭なので草引き。。鯉には、まだ水が冷たいから、池の清掃は夏ネッ！で終了。
　さて、今日は太陽電池アレイの絶縁抵抗測定の特徴を、シミュレーションを用いて説明したいと思います。絶縁抵抗計は、太陽電池アレイ用の測定モードを備えた日置電機社製：ＩＲ４０５３型を用います。ＬＴｓｐｉｃｅ用配付データをダウンロードし、シミュレーションをお楽しみください。

・太陽電池アレイの絶縁抵抗測定シミュレーション
　太陽電池アレイの絶縁抵抗測定方法は、太陽光発電システム保守点検ガイドライン に、検査手順や、アレイ電圧極性による差が図解で説明されています。　（ガイドライン７５ページ：５．５．２項に絶縁抵抗測定）
　ここに、測定方法として２種類の記載があります。
　ａ）ＰーＮ間を短絡しない方法
　ｂ）ＰーＮ間を短絡する方法

　ｂ）法は、太陽電池アレイを切り離して、出力Ｐ/Ｎ間を短絡し、架台との間で絶縁を測定しますが、配線変更が必要ですので、ａ）法が一般的だと思います。ａ）法は、アレイ－パワコン間の接続開閉器をＯＰＥＮし、発電中の太陽電池アレイＰ極と接地間の絶縁抵抗から順に測定をしています。
　このガイドラインには、ａ）法は太陽電池アレイの発生電圧により、架台等の大地面と太陽電池アレイ間の電圧が、測定器電圧とは違うことのイメージできますが、詳しい解説はされていません。
ここは、太陽電池アレイ用測定モード（PVΩ測定機能）を備えた日置電機社製：ＩＲ４０５３型の取扱説明書の機器諸元から、計測原理を推測し、シミュレーション検証をしてみましょう。なお、下記の内容は、月影がＩＲ４０５３型の取扱説明書から推測し、シミュレーションにて検証した内容ですので、取扱説明書に記載はありません。シミュレーションによる検証手法例として、お読みください。
　なお、下記に絶縁抵抗測定シミュレーションのＬＴｓｐｉｃｅ回路を収納しましたので、発電５日目等の内容を確認し、ダウンロード使用ください。

PVMA2530N_絶縁抵抗.zip

11.5 KB

ファイルダウンロードについて

ダウンロード

・日置電機製：ＩＲ４０５３型機の計測手法検証
　太陽電池アレイの絶縁抵抗測定では、太陽電池アレイが電圧源であることから、電圧値と絶縁抵抗値が測定における未知数になります。この事から、ＩＲ４０５３型は、太陽電池アレイ用測定モード（PVΩ測定機能）を持ち、
２回の測定を実施しています。（未知数が２個ならば、数式は２個必要と、仕込まれたな～）
　・１個目の測定　(初期測定）
　　下図は、太陽電池アレイが発電電圧（Ｖａｒｒａｙ）、絶縁抵抗（R2:0.2MΩ）の状態にあり、絶縁抵抗計が印加電圧をかけずに、初期値を測
　定している図です。絶縁抵抗計は、アース側保護抵抗（R1:１ＭΩ）と電圧測定器入力インピーダンス（１０ＭΩ）の取説記載内容を反映した物になります。この状態で、絶縁抵抗計は、電圧計にて太陽電池アレイと接地極間の電圧（Ｖ１）と、Ｒ１に流れる電流（Ｉ１）を計測します。
数式的には、下記ですね。（ちなみにＶ１は、電圧測定値の11/10です。）
　　　Ｖ１＝Ｖａｒｒａｙ－I1×Ｒ２　　　－－－（１）式

　・２個目の測定　(抵抗測定）
　　　2個目は、ＤＣ５００Ｖを印加して、同様にＶ２，Ｉ２を測定しま
　　す。数式的には、同様に下記となります。
　　　Ｖ２＝Ｖａｒｒａｙ－I２×Ｒ２　　　－－－（２）式
　　この２式により、Ｒ２は下記式で表現できます。（うーん中学生。。）
　　　Ｒ２＝（Ｖ２－Ｖ１）/（Ｉ１－Ｉ２）ーーー（３）式

・ＬＴｓｐｉｃｅを用いた同機の測定手法検証
　さて、本題はここからです。ここで、シミュレーションにて９直アレイの絶縁抵抗を上記考え方で測定可能か検証してみましょう。
　下図が初期測定シミュレーション回路図になります。Ｃ１～Ｃ９は太陽電池モジュールの架台(接地極)間の浮遊容量値にて、２ｎＦを用いています。
『．』コマンドとして、ＩＣコマンドを用い、コンデンサの初期値を０Ｖ化
しています。
　

下図が抵抗測定シミュレーション回路図になります。

上記の配付サンプルにて、計測を楽しんでいただけますが、計測として下記が得れました。
Ｒ２：２００ｋΩに対し、２００．００９ｋΩとなり、ＩＲ４０５３型の計測手法は成立しそうだと、思われます。

さて、今回の発電は終了です。シミュレーション手法は、計測手法の検討に使用できることが、ぼんやりと理解できると思います。日置電機さんの太陽光関係の計測器は、代数好きだな～。。バイパスダイオード・テスタは残念な部分があるけど、それは中級編で。(太陽電池知ってる人がいると、よかったのにと月影は想う。）
・今日のひとこと
 お城のお局さまから、およびがあり、月影爺はリトルカブを飛ばして、大手門までおでかけ。大手門には、当然ながら、仕官はされてないキレーな方！
お局さまには、いろいろボケをかまされ閉口。。お殿様～、アマゾン楽市楽座の時代に、人材登用かんがえないと、いけませんよ～と想った。