[發明專利]一種光伏逆變器漏電流檢測裝置

無效

• 申請號: 201210336794.X
• 申請日: 2012-09-13
• 公開（公告）號: CN103675396A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 彭剛
• 申請（專利權）人: 武漢金天新能源科技有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及光伏逆變器領域，具體說是一種基于磁通門技術的光伏逆變器漏電流檢測裝置，用于光伏逆變器等需要檢測毫安級交直流電流的場合。背景技術

無隔離型光伏逆變器在提高整個系統的效率的同時，也帶來了漏電流的問題。漏電流會造成電磁干擾，電網電流失真以及系統額外的損耗。為了減少漏電流帶來的負面影響，就要把電路的漏電流限制在安全的范圍內。在VDE0126-1-1，2006-02標準中，不同的漏電流大小需要在相應的時間內斷開逆變器和電網的連接。

當前，漏電流保護裝置已經在各個不同場合得到廣泛應用，現有的漏電流保護裝置主要由差分轉換器、后續處理電路以及機械結構等三部分組成。其中，用于檢測漏電流的部分包括一個圓形或矩形的磁芯，磁芯上繞有數百匝的細銅線，用一個金屬屏蔽層將磁芯及銅線覆蓋住，以避免外界磁場干擾。所有的電流母線從磁芯中穿過。在不存在漏電流的情況下，穿過磁芯的所有電流的矢量和為零，那么基于安培環路定理可知，此時磁芯中不存在磁通量；如果存在漏電流，那么電流矢量和將不為零，同時，漏電流將導致磁芯中出現可變磁通量；進一步地，該可變磁通量將導致線圈中出現感應電動勢。后續處理電路對線圈中的感應電動勢進行處理和分析，如果分析結果顯示當前的漏電流大于預先設定的閾值，則通過激活機械裝置來切斷電源，以執行保護功能。這種裝置一般要在環形磁芯上留一個氣隙，用來裝傳感器，比如感應磁場的霍爾傳感器等。利用霍爾片感應磁場強度的變化，輸出相應的霍爾電壓。這給加工磁環帶來一定的難度，同時昂貴的霍爾傳感器增加了漏電流保護裝置的成本。

考慮到漏電流通常比較小，因此磁芯需要采用昂貴的坡莫合金材料制成。這是因為坡莫合金的相對磁導率較大，會使得線圈的感應電動勢增大，便于處理和分析，否則，如果感應電動勢過小的話，后續會很難處理。另外，如果要檢測的漏電流較大，那么磁芯需要較大的截面，以避免出現磁通飽和現象，影響檢測的正常進行；但是如果漏電流非常的大，那么就需要磁通的截面非常大，相應地，就會導致裝置的體積非常大。

可見，現有檢測方式雖然能檢測出一定范圍內的漏電流，但是，由于需要使用坡莫合金等材料，而且需要增大磁芯面積或者專門設置用于檢測較大漏電流的設備，因此，增加了實現的復雜度和實現成本。而且，由于只有交流電才能在線圈中產生感應電動勢，因此現有檢測方式不適用于檢測直流漏電流。現有檢測方式也不適用于檢測具有較高頻率的較大的漏電流，因為具有較高頻率的較大漏電流會導致線圈中出現渦流，進而導致檢測結果不準確。

發明內容

本發明主要目的在于提供一種光伏逆變器漏電流檢測裝置。該裝置能夠實現對交、直流漏電流的檢測，具有較好的線性度，且實現起來簡單方便，并能夠降低成本。

為解決上述問題提出以下解決方案：

一種光伏逆變器漏電流檢測裝置，由傳感元件部分、后續處理電路部分、方形固定支架、控制板電路、連接接口、光伏逆變器輸出線構成，其中：傳感元件由細銅線繞制在環形磁芯材料上形成電感線圈而成，包括兩個繞組(2)即匝數較小的繞組MO2-MO4(7)、匝數較多的繞組MO1-MO3(8)；后續處理電路包含恒流源電路(9)、方波激勵電路(10)、濾波偏置電路(11)。

進一步地：匝數較少的繞組MO2-MO4(7)和恒流源電路(9)結合，用于檢驗模塊能否正常工作；匝數較多的繞組MO1-MO3(8)和方波激勵電路(10)結合，用于驅動可飽和電感循環工作在磁滯回線上。

進一步地，所述環形磁芯(1)用于加強由光伏逆變器輸出線(5)中的漏電流I?p和兩組繞組(2)中電流所引起的磁場的磁感應強度，環形磁芯一般由微晶，非晶，坡莫合金等鐵磁材料制作的。

進一步地，所述濾波偏置電路(11)用于將MO1輸出電壓信號經過濾波偏置處理后輸出電壓Vm，從而確定當前漏電流的大小。

進一步地，所述電感線圈在零磁通附近電感較大，在飽和時電感較小，并且電感由飽和到不飽和可突變。

進一步地，所述連接接口用于和光伏逆變器控制板和輔助電源電路連接。

進一步地，所述方形固定支架用來固定電感線圈并便于和后續電路模塊進行連接。

進一步地，所述光伏逆變器輸出線從環形磁芯中穿過。