接地故障检测装置及方法制造方法及图纸

技术编号:20072968 阅读:29 留言:0更新日期:2019-01-15 00:03
本发明专利技术涉及故障检测技术领域,提供了接地故障检测装置及方法,所述装置包括:第一检测模块、第二检测模块与控制器;所述第一检测模块,一端连接光伏发电系统的接地极,另一端接地,包括串联连接的第一可控开关与第一电流检测单元;所述第二检测模块,一端连接光伏发电系统的非接地极,另一端接地,包括串联连接的第二可控开关与第二电流检测单元;所述控制器,用于根据所述第一检测模块检测的第一采样电流和所述第二检测模块检测的第二采样电流判断光伏发电系统在并网前的直流侧以及并网运行中直流侧与交流侧是否存在接地故障,若存在接地故障,则发送报警信号。上述接地故障检测装置,能够实现光伏发电系统的多点接地故障,保证系统运行安全。

Grounding Fault Detection Device and Method

The invention relates to the field of fault detection technology, and provides a ground fault detection device and method, which includes: a first detection module, a second detection module and a controller; a first detection module, which connects one end of the ground electrode of the photovoltaic power generation system and the other end of the ground, including a series connection of the first controllable switch and the first current detection unit; and a second detection module. One end is connected with the non-grounded electrode of the photovoltaic power generation system, the other end is grounded, including a second controllable switch connected in series and a second current detection unit; the controller is used to judge the DC side of the photovoltaic power generation system before grid-connected and the DC side in grid-connected operation according to the first sampling current detected by the first detection module and the second sampling current detected by the second detection module. Whether there is grounding fault with AC side or not, if there is grounding fault, alarm signal will be sent. The above grounding fault detection device can realize the multi-point grounding fault of photovoltaic power generation system and ensure the safety of system operation.

【技术实现步骤摘要】
接地故障检测装置及方法
本专利技术属于故障检测
,更具体地说,是涉及接地故障检测装置及方法。
技术介绍
在光伏发电系统中,由于光伏电池会受极化效应和透明导电氧化物(TCO)侵蚀等影响,该影响将直接导致电池板发电效率大幅下降,甚至使得电池板永久损坏。因此,需要通过将光伏电池阵列的负极(或正极)接地,形成单点接地系统,以解决上述问题。传统技术中多采用保险丝将单点接地系统的负极直接接地,在发生直接接地故障时,故障电流远大于保险丝的额定电流,触发保险丝断开,达到接地保护的效果,但是如果发生多点接地时,多个接地点分别形成各自的电流回路,则,流过保险丝的故障电流可能小于额定电流,无法有效触发保护,从而导致故障电流长时间保持较大值,使得接地线缆绝缘老化,甚至引起火灾。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供接地故障检测装置及方法,旨在解决现有技术中无法对光伏发电系统中出现的多点接地故障有效检测,导致接地线缆因长时间流过较大的故障电流时的绝缘老化,甚至引起火灾的问题。本专利技术实施例的第一方面提供接地故障检测装置,包括:第一检测模块、第二检测模块与控制器;所述第一检测模块,一端连接光伏发电系统的接地极,另一端接地,包括串联连接的第一可控开关与第一电流检测单元;所述第二检测模块,一端连接光伏发电系统的非接地极,另一端接地,包括串联连接的第二可控开关与第二电流检测单元;所述第一电流检测单元,用于在所述第一可控开关闭合且所述第二可控开关断开时,获取所述接地极到地之间的第一采样电流,并将所述第一采样电流发送给所述控制器;所述第二电流检测单元,用于在所述第二可控开关闭合且所述第一可控开关断开时,获取所述非接地极到地之间的第二采样电流,并将所述第二采样电流发送给所述控制器;所述控制器,用于根据所述第一采样电流和所述第二采样电流判断光伏发电系统在并网前的直流侧以及并网运行中直流侧与交流侧是否存在接地故障,若存在接地故障,则发送报警信号。可选的,所述控制器包括开关控制单元;所述开关控制单元,用于在光伏发电系统并网前控制所述第一可控开关与所述第二可控开关交替闭合。可选的,所述控制器包括:第一比较单元与第二比较单元;所述第一比较单元,用于将所述第一采样电流与第一预设阈值进行比较,若所述第一采样电流大于所述第一预设阈值,则生成第一报警信号,并根据所述第一报警信号断开所述第一可控开关;所述第二比较单元,用于将所述第二采样电流与第二预设阈值进行比较,若所述第二采样电流大于所述第二预设阈值,则生成第二报警信号,并根据所述第二报警信号断开所述第二可控开关;其中,所述报警信号包括所述第一报警信号与所述第二报警信号。可选的,所述第一比较单元还用于在并网运行中根据所述第一报警信号生成控制光伏发电系统中的逆变器关闭的信号。可选的,所述第一电流检测单元包括:第一电流传感器,用于直接检测所述第一采样电流;和/或,所述第二电流检测单元包括:第二电流传感器,用于直接检测所述第二采样电流。可选的,所述第一检测模块还包括:与所述第一电流检测单元串联连接的第一过流保护单元;和/或,所述第二检测模块还包括:与所述第二电流检测单元串联连接的第二过流保护单元。本专利技术实施例的第二方面还提供一种单点接地系统,包括上述任一项所述的接地故障检测装置。本专利技术实施例的第三方面还提供接地故障检测方法,包括:获取光伏发电系统的接地极接地且非接地极不接地时所述接地极到地之间的第一采样电流;获取光伏发电系统的非接地极接地且接地极不接地时所述非接地极到地之间的第二采样电流;根据所述第一采样电流和所述第二采样电流判断光伏发电系统在并网前的直流侧以及并网运行中直流侧与交流侧是否存在接地故障,若存在接地故障,则发送报警信号。可选的,所述根据所述第一采样电流和所述第二采样电流判断光伏发电系统在并网前的直流侧以及并网运行中直流侧与交流侧是否存在接地故障,若存在接地故障,则发送报警信号,包括:将所述第一采样电流与第一预设阈值进行比较,若所述第一采样电流大于所述第一预设阈值,则生成第一报警信号,并根据所述第一报警信号断开所述接地极与地之间的连接;将所述第二采样电流与第二预设阈值进行比较,若所述第二采样电流大于所述第二预设阈值,则生成第二报警信号,并根据所述第二报警信号断开所述非接地极与地之间的连接;其中,所述报警信号包括所述第一报警信号与所述第二报警信号。可选的,所述的接地故障检测方法还包括:在并网运行中根据所述第一报警信号控制光伏发电系统中的逆变器关闭。本专利技术实施例提供的接地故障检测装置及方法的有益效果在于:与现有技术相比,本专利技术实施例提供的接地故障检测装置,通过设置与光伏发电系统的接地极连接的第一检测模块检测并网前非接地极与并网运行中交流侧的接地故障,设置光伏发电系统的非接地极连接的第二检测模块检测并网前接地极与交流侧的接地故障,能够实现光伏发电系统并网前出现的多点接地故障以及并网运行中非接地极与交流侧出现的接地故障的有效检测。附图说明图1为本专利技术一个实施例提供的接地故障检测装置的结构示意图;图2为本专利技术又一实施例提供的接地故障检测装置的第一检测模块的电路图;图3为本专利技术再一实施例提供的接地故障检测装置的结构示意图;图4为本专利技术一个实施例提供的接地故障检测装置的结构示意图;图5为本专利技术一个实施例提供的接地故障检测装置的结构示意图;图6为本专利技术一个实施例提供的接地故障检测装置的结构示意图;图7为本专利技术一个实施例提供的接地故障检测装置的结构示意图;图8为本专利技术一个实施例提供的接地故障检测方法的流程图。附图标记:第一检测模块10,第二检测模块20,控制器30,第一电流检测单元11,第一可控开关12,第一过流保护单元13,第二电流检测单元21,第二可控开关22,第二过流保护单元23。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。具体实施例:需要说明的是,为便于描述,本申请实施例所述单点接地系统,均以光伏发电系统为例,包括将太阳能转换为电能并输出直流电的光伏阵列,以及将直流电转换为交流电的逆变器DC/AC;所述单点接地是指光伏发电系统中仅允许存在唯一的接地点(设置于光伏阵列输出端的正极或负极,即直流侧的正极或负极),为便于描述,本申请实施例均以负极接地系统为例。如图1所示,本专利技术实施例提供的接地故障检测装置,包括:第一检测模块10、第二检测模块20与控制器30。第一检测模块10,一端连接光伏发电系统的接地极,另一端接地,包括串联连接的第一可控开关12与第一电流检测单元11。第二检测模块20,一端连接光伏发电系统的非接地极,另一端接地,包括串联连接的第二可控开关22与第二电流检测单元21。第一电流检测单元11,用于在所述第一可控开关12闭合且所述第二可控开关22断开时,获取所述接地极到地之间的第一采样电流,并将所述第一采样电流发送给控制器30。第二电流检测单元21,用于在所述第二可控开关22闭合且所述第一可控开关12断开时,获取所述非接地极到地之间的第二采样电流,并将所述第二采样电流发送给控制器30。控制器30,用于根据所述第一采样电流和所述第二采样电流判断在并网本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.接地故障检测装置,其特征在于,包括:第一检测模块、第二检测模块与控制器;所述第一检测模块,一端连接光伏发电系统的接地极,另一端接地,包括串联连接的第一可控开关与第一电流检测单元;所述第二检测模块,一端连接光伏发电系统的非接地极,另一端接地,包括串联连接的第二可控开关与第二电流检测单元;所述第一电流检测单元,用于在所述第一可控开关闭合且所述第二可控开关断开时,获取所述接地极到地之间的第一采样电流,并将所述第一采样电流发送给所述控制器;所述第二电流检测单元,用于在所述第二可控开关闭合且所述第一可控开关断开时,获取所述非接地极到地之间的第二采样电流,并将所述第二采样电流发送给所述控制器;所述控制器,用于根据所述第一采样电流和所述第二采样电流判断光伏发电系统在并网前的直流侧以及并网运行中直流侧与交流侧是否存在接地故障,若存在接地故障,则发送报警信号。

【技术特征摘要】
1.接地故障检测装置,其特征在于,包括:第一检测模块、第二检测模块与控制器;所述第一检测模块,一端连接光伏发电系统的接地极,另一端接地,包括串联连接的第一可控开关与第一电流检测单元;所述第二检测模块,一端连接光伏发电系统的非接地极,另一端接地,包括串联连接的第二可控开关与第二电流检测单元;所述第一电流检测单元,用于在所述第一可控开关闭合且所述第二可控开关断开时,获取所述接地极到地之间的第一采样电流,并将所述第一采样电流发送给所述控制器;所述第二电流检测单元,用于在所述第二可控开关闭合且所述第一可控开关断开时,获取所述非接地极到地之间的第二采样电流,并将所述第二采样电流发送给所述控制器;所述控制器,用于根据所述第一采样电流和所述第二采样电流判断光伏发电系统在并网前的直流侧以及并网运行中直流侧与交流侧是否存在接地故障,若存在接地故障,则发送报警信号。2.根据权利要求1所述的接地故障检测装置,其特征在于,所述控制器包括开关控制单元;所述开关控制单元,用于在光伏发电系统并网前控制所述第一可控开关与所述第二可控开关交替闭合。3.根据权利要求1所述的接地故障检测装置,其特征在于,所述控制器包括:第一比较单元与第二比较单元;所述第一比较单元,用于将所述第一采样电流与第一预设阈值进行比较,若所述第一采样电流大于所述第一预设阈值,则生成第一报警信号,并根据所述第一报警信号断开所述第一可控开关;所述第二比较单元,用于将所述第二采样电流与第二预设阈值进行比较,若所述第二采样电流大于所述第二预设阈值,则生成第二报警信号,并根据所述第二报警信号断开所述第二可控开关;其中,所述报警信号包括所述第一报警信号与所述第二报警信号。4.根据权利要求3所述的接地故障检测装置,其特征在于,所述第一比较单元还用于在并网运行中根据所述第一报警信号生成控制光伏发电系统中的逆变器关闭的信号...

【专利技术属性】
技术研发人员:曾春保洪培在魏闻林镇煌陈凯龙
申请(专利权)人:厦门科华恒盛股份有限公司漳州科华技术有限责任公司
类型:发明
国别省市:福建,35

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