[實用新型]用于檢測高阻接地網(wǎng)絡中的接地故障的系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2011-10-10
• 公開（公告）號: CN202583375U
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設計）人: 韋立祥;劉志軍;布賴恩·帕特里克·布朗;大衛(wèi)·W·基爾施尼克;魯斯·J·克爾克曼;里夏德·A·盧卡謝夫斯基;加雷·斯基賓斯基;卡洛斯·丹尼爾·羅德里格斯-瓦爾德斯
• 申請（專利權）人: 洛克威爾自動控制技術股份有限公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G01R31/08
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 朱勝;陳煒

技術領域

本實用新型大體涉及功率轉換電路，并特別涉及用于檢測高阻接地網(wǎng)絡系統(tǒng)中的接地故障的系統(tǒng)。?

背景技術

已知利用各種功率轉換器電路的多種設備，諸如在工廠自動化系統(tǒng)中使用的電機驅動系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)等。通常，電機驅動被連接至電源(最常連接到電網(wǎng))，并進行工作從而以受控方式來向負載提供電功率。?

在電壓功率轉換電路中，經(jīng)由功率轉換器將來自AC電源的電功率轉換為直流(DC)功率。然后，通過經(jīng)由DC總線耦合至轉換器的逆變器將DC功率轉換為具有受控頻率、相位和幅度的AC功率，可以施加該AC功率以驅動諸如電機的外部負載。?

通常，期望檢測高阻接地網(wǎng)絡上的驅動是否工作在接地故障中，使得可以在接地故障導致電路的部件失靈之前就清除接地故障。在操作中，在導致系統(tǒng)的部件(諸如電動機)和電纜中的高電壓應力的接地故障期間，總線電壓大大增加。由于高阻接地網(wǎng)絡上的接地故障期間通常存在的高阻，所以故障電流小且因而經(jīng)常可忽略，由此使得難以可靠地將這種故障與負載的大改變分離開。?

絕大多數(shù)用于檢測高阻接地網(wǎng)絡上的接地故障的傳統(tǒng)技術是基于針對傳輸線的簡化阻抗模型。然而，當應用于包含功率轉換器的系統(tǒng)時，這些技術缺乏足夠的準確性。另一種檢測高阻接地網(wǎng)絡上的接地故障的方式是通過測量電路中的輸出相對地電壓。然而，這種技術是復雜的，并且只能識別輸出相對地故障。?

相應地，將期望開發(fā)如下系統(tǒng)：其在這樣的系統(tǒng)工作期間和/或這樣的系統(tǒng)工作之前，檢測功率轉換電路中的高阻接地網(wǎng)絡上接地故障的存在?和位置。?

實用新型內容

簡要地，根據(jù)本實用新型的一個實施例，提供了一種用于檢測高阻接地網(wǎng)絡中的接地故障的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括放大器，該放大器被配置為耦合到DC總線的低壓側，以檢測DC總線的低壓側與地電勢之間的節(jié)點處的電壓。該系統(tǒng)還包括低通濾波器，該低通濾波器耦合到放大器的輸出，以生成中點對地信號。?

根據(jù)另一方面，提供了一種用于檢測高阻接地網(wǎng)絡中的接地故障的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括電壓源功率轉換電路，該電壓源功率轉換電路包括：功率轉換器，用于將輸入的AC功率轉換成施加到DC總線的DC功率；以及逆變器，用于將來自DC總線的DC功率轉換成輸出AC功率。該系統(tǒng)還包括：中點對地電壓檢測電路，耦合到DC總線的低壓側以及地電勢，并且被配置為生成中點對地電壓信號；以及監(jiān)測和分析電路，耦合到中點對地電壓檢測電路，并且被配置為基于中點對地電壓信號，檢測高阻網(wǎng)絡中的接地故障。?

附圖說明

當參照附圖閱讀以下詳細描述時，將會更好地理解本實用新型的這些和其它特征、方面及優(yōu)點，在附圖中，相似的附圖標記始終表示相似的部件，其中：?

圖1示出根據(jù)本實用新型的方面的示例性電壓功率轉換電路，該電壓功率轉換電路具有用于檢測高阻網(wǎng)絡中的接地故障的系統(tǒng)。?

圖2示出DC總線電壓測量電路的示例性配置，該DC總線電壓測量電路具有圖1的電壓功率轉換電路中所采用的中點對地電壓檢測電路。?

圖3示出用于在對圖1的電壓源功率轉換電路的負載供電或移除該電路的負載之前檢測該電路中的高阻故障的示例性處理步驟。?

圖4示出了用于在對電路的負載供電期間，檢測圖1的電壓源功率轉?換電路中的高祖故障的示例性處理步驟。?

圖5示出了用于使用利用圖4的處理估計的中點對地電壓的輸出頻率分量(Vmgload)來檢測高阻網(wǎng)絡中的負載側接地故障的位置的示例性處理步驟。?

圖6示出了使用所測量的中點對地電壓來檢測DC接地故障的另一示例性實施例。?

具體實施方式

如下面詳細描述的那樣，本技術的實施例用于提供用于檢測功率轉換電路(諸如在電動機驅動系統(tǒng)中所采用的功率轉換電路)的高阻接地網(wǎng)絡中的接地故障的系統(tǒng)。具體地，本技術提供了用以基于測得的中點對地電壓來檢測接地故障(諸如負載側、DC側或AC輸入側)的存在和位置的離線和在線檢測技術。?

在說明書中，提及“一個實施例”、“實施例”、“示例性實施例”表明所描述的實施例可以包括特定特征、結構或特性，但是并不是每個實施例均必然包括該特定特征、結構或特性。而且，這些短語并不必然指代同一實施例。另外，當結合一個實施例描述特定特征、結構或特性時，主張結合其它實施例對該特定特征、結構或特性進行變化處于本領域技術人員的知識之內，而不管是否對這種變化進行了明確描述。?