差动电流的故障电流分量的确定制造技术

为了确定差动电流的故障电流分量，所述差动电流作为在传送AC电流发生器的电流的多条线路上的电流总和来测量，产生电信号，所述电信号取决于AC电流发生器处存在的相对于地电位的发生器电压，并与所述差动电流的漏电流分量同相。通过将所述电信号乘以缩放系数来对其进行缩放；以及从所述差动电流中减去经缩放的电信号，以获得差数。重复更新所述缩放系数，以使得在所述缩放系数的当前值下所述差数的有效值达到最小值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于确定差动电流的故障电流分量的方法和设备，所述差动电流作为在传送AC电流发生器的电流的多条线路上的电流总和来测量。具体地，AC电流发生器包括逆变器，该逆变器将由电流源提供的直流转换为由AC电流发生器输出的交流。更具体地，电流源可以是光伏单元，该光伏单元仅由于其空间扩展而包括相当大的相对于地电位的寄生电容。当在逆变器的操作中出现相对于地电位的电位变化时，由这些寄生电容产生对地电位的漏电流。这些漏电流构成差动电流的漏电流分量，其常常被监测用以迅速注意到任何故障电流的出现。然而，高漏电流导致借助监测差动电流而检测故障电流时的灵敏度的降低。因此，所关注的是确定测量的差动电流的实际故障电流分量。表述“传送AC电流发生器的电流的线路”指的是AC电流发生器的任意组或多条 线路，它们共同传送AC电流发生器的总电流，即流出AC电流发生器的电流和返回到AC电流发生器的电流。这些线路可以是AC电流发生器的输出线路，但也可以是AC电流发生器内的某些其他多条线路。
技术介绍
德国标准VDE 0126和VDE 0126_1_1要求逆变器在指定断开时段内与公共电网分离，所述指定断开时段取决于在其电网连接上突然出现的差动电流的有效值。如已经提及的，除了电阻性故障电流分量以外，差动电流还包括额外的电容性漏电流分量，这两个分量矢量相加以给出差动电流。依据用于满足所述标准的标准化的测试装置和测试过程的要求，必须获得仅仅是故障电流中的快速增大一即使以占优势的高恒定漏电流一必须导致逆变器与电网的分离。通常，利用差动电流互感器来测量差动电流，差动电流互感器的电压信号是在逆变器的各相与中性线之间的差动电流的度量。为了确保所述标准所要求的故障电流分量的任何步长的检测，必须确定差动电流的故障电流分量。由于趋势朝着开发具有日益增大的功率和更大尺寸的光伏单元而无需变压器的方向发展，增大了相对于地电位的电容以及因此而出现的漏电流。由于将特定材料用于光伏单元，甚至进一步地增大了这一趋势。为了足够灵敏地测量故障电流的任何步长，必须将漏电流与差动电流分离。此外，由于差动电流互感器的灵敏度通常由于高漏电流而减小并且因此对于同时出现的故障电流的灵敏度也急剧减少，所以故障电流的步长的检测变得日益困难。为了将漏电流与差动电流互感器的电压信号分离，已知是将由差动电流互感器测量到的仅缓慢变化的全部电流定义为漏电流，并由评估软件补偿它们。随后可以矢量地计算故障电流的出现步长，它们一直到差动电流互感器的电压信号的数字化的分辨率限制都是可检测的。然而，在这个过程中，漏电流的任意步长将被错误地解释为故障电流。另外，数字化的分辨率限制了最大漏电流，在其仍按要求检测故障电流的步长。由EP 1229629A2已知借助电子电路对连接到光伏单元的逆变器的输入线路之间的差动电流进行滤波，以确定差动电流的故障电流分量。具体地，滤除逆变器的具有由逆变器的操作产生的漏电流的典型频率的频率分量，以便从差动电流去除漏电流分量。具体地，由于对在此实现的仅两个主要频率的限制，该已知方法证明在实际上不足以有效地从差动电流中去除基本漏电流分量。此外，由EP 1229629A2已知用于确定差动电流的故障电流分量的方法和设备，所述差动电流作为在传送AC电流发生器的电流的多条线路上的电流总和来测量。通过测量AC电流发生器的逆变器的输入线路与地电位之间的电压，更准确地，通过测量这些电压的AC电压分量，来确定包括在差动电流中的漏电流的驱动力。由这个电压信号和固定寄生电容，计算漏电流，并从差动电流中减去以获得故障电流。例如，使用作为AC电流发生器的DC电流源的光伏单元，寄生电容却不是恒定的，而是尤其是由于光伏板上的降雨而变化的。因此，当使用寄生电容的固定值时，由输入线路相对于地电位的电压不可能确定实际漏电流。由DE 19826410A1已知一种用于AC电流网中隔离和故障电流监视的方法和装置，其中，在至少两个输电网线之间测量由矢量相加形成的差动电流，及其中，确定差动电流的AC电流分量与指示AC电流分量的实际功率的相位角f。不仅如果差动电流超过特定操作值，而且如果差动电流的AC电流分量的振幅与相位角炉的余弦的乘积超过预定操作值，则 断开负载。然而，该文献没有给出如何以简单的方式确定差动电流的整个故障电流分量的切实可行的指示。仍然需要用于确定差动电流的故障电流分量的方法和设备，在其中确定差动电流的故障电流分量，即，与故障电流的DC电流分量和AC电流分量有多高无关地，并与相关寄生电容的变化程度无关地，与差动电流的漏电流分量分离。
技术实现思路
以下提出简单概述，以便提供对本专利技术的一个或多个实施例的基本理解。该概述不是本专利技术的详尽说明，并非旨在确定本专利技术的关键或至关重要的要素，也不是限定其范围。相反，概述的主要目的是以简单的方式提出本专利技术的一些概念，作为稍后提出的更详细说明的如序。本专利技术涉及一种确定差动电流的故障电流分量的方法，所述差动电流作为传送AC电流发生器的电流的多条线路上的电流总和来测量。该方法包括产生电信号，所述电信号取决于AC电流发生器处存在的相对于地电位的发生器电压，并且所述电信号与差动电流的漏电流分量同相；通过将电信号乘以缩放系数来对其进行缩放；以及从所述差动电流中减去经缩放的电信号，以获得差数。重复更新所述缩放系数，以使得在所述缩放系数的当前值下所述差数的有效值达到最小值。此外，本专利技术涉及一种用于确定差动电流的故障电流分量的设备。该设备包括差动电流互感器，其测量作为在传送AC电流发生器的电流的多条线路上的电流总和的所述差动电流；以及补偿单元，其产生电信号，所述电信号取决于AC电流发生器处存在的相对于地电位的发生器电压，并且所述电信号与差动电流的漏电流分量同相；通过将电信号乘以缩放系数来对其进行缩放；以及从所述差动电流中减去经缩放的电信号，以获得差数。所述补偿单元重复更新所述缩放系数，以使得在所述缩放系数的当前值下所述差数的有效值达到最小值。本领域技术人员在研究了以下的附图和详细说明后，本专利技术的其他特点和优点会变得显而易见。其意图是，在此所有这些另外的特点和优点都包括在如权利要求所限定的本专利技术的范围内。附图说明参考以下附图，可以更好地理解本专利技术。附图中的组件不一定是按比例的，重点在于清楚地说明本专利技术的原理。在附图中，相似的参考标记在附图中标明相应的部分。图I示出AC电流发生器，其具有光伏单元和逆变器，指示了差动电流出现在逆变器的输出线路上的原因；图2示出故障电流和漏电流的差动电流的矢量合成；图3示出本专利技术的方法的第一实施例，其包括差动电流互感器内差动电流的漏电流分量的直流补偿；图4示出本专利技术的方法的实施例，其包括差动电流互感器内由差动电流的漏电流 分量产生的电压的直接电压补偿；图5示出本专利技术的方法的实施例，其包括差动电流互感器中由差动电流的漏电流分量产生的电压的基于软件的补偿；图6示出本专利技术的方法的实施例，其包括差动电流互感器中由差动电流的漏电流分量产生的借助正弦信号的电压的补偿；以及图7描绘用于重复再调整用于电信号的缩放系数的追踪过程，用以执行根据本专利技术的差动电流的漏电流分量的各种补偿。具体实施例方式在本专利技术中，由于电信号对出现在AC电流发生器的相对于地电位的发生器电压的依赖性，并且由于其与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.31 EP 10158654.31.一种确定差动电流的故障电流分量的方法，所述差动电流被确定为传送AC电流发生器的电流的多条线路上的电流总和，所述方法包括 -产生电信号， -所述电信号取决于所述AC电流发生器处存在的相对于地电位的发生器电压，并且 -所述电信号与所述差动电流的漏电流分量同相； -通过将所述电信号乘以缩放系数，对其进行缩放；以及 -从所述差动电流中减去经缩放的电信号，以获得差数； -其中，重复更新所述缩放系数，以使得在所述缩放系数的当前值下所述差数的有效值达到最小值。2.根据权利要求I所述的方法，其中，将其有效值达到最小值的所述差数作为所述差动电流的所述故障电流分量输出。3.根据权利要求I所述的方法，其中，将所述差数的所述有效值达到最小值时的所述经缩放的电信号作为所述差动电流的所述漏电流分量输出。4.根据权利要求I所述的方法，其中，将取决于所述发生器电压的所述电信号分接于所述AC电流发生器。5.根据权利要求4所述的方法，其中，由通过测量电容器流向地电位的漏电流导出所述电信号，所述漏电流由所述发生器电压产生。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述电信号是与流动的漏电流成比例的电压。7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述电信号是通过测量电容器流向地电位的漏电流，所述漏电流由所述发生器电压产生。8.根据权利要求I所述的方法，其中，借助于差动电流互感器从所述差动电流中减去所述经缩放的电信号。9.根据权利要求I所述的方法，其中，从差动电流互感器的电压信号中减去所述经缩放的电信号。10.根据权利要求I所述的方法，其中，在从所述差动电流中减去所述经缩放的电信号之前，数字化所述电信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·贝滕沃特，S·别涅克，L·艾登米勒，O·普罗夫，
申请(专利权)人：艾思玛太阳能技术股份公司，
类型：
国别省市：