[發明專利]光伏逆變器接地故障檢測電路

無效

• 申請號: 201310598087.2
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN103558503A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 丁越乙
• 申請（專利權）人: 深圳市匯川技術股份有限公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 陸軍

技術領域

本發明涉及光伏發電技術領域，更具體地說，涉及一種光伏逆變器接地故障檢測電路。

背景技術

太陽能作為一種清潔可再生能源，正被廣泛地開發和應用。太陽能發電分為光熱發電和光伏發電，其中光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。現有的光伏發電系統包括太陽能電池板、光伏逆變器等設備。逆變環節是并網光伏發電系統中的一個主要環節，這個環節使用的主要設備為光伏逆變器，其用于將太陽能光伏電池產生的直流電轉換為交流電，并送入電網。為了充分接受光照，太陽能電池板采用室外安裝方式，這導致了接地故障發生概率很高。當太陽能電池板發生接地故障時，與之相連的光伏逆變器也可能損壞，甚至起火。因此光伏逆變器接地故障檢測顯得尤為重要。

目前，國內外的光伏方陣接地故障檢測，通常采用低頻信號注入法、變頻信號注入法等。但是，這些方法存在實現復雜、檢測精度不高、檢測效果不理想等缺陷。例如低頻信號注入法通過兩個隔直電容對母線注入一對低頻信號，盡管該低頻信號相對母線電壓相比很小，但對安全性要求高的系統來說仍會帶來不安全因素，以及對分布電容較大的系統很難實現精確檢測，且實現起來比較復雜。再如變頻信號注入法理論上可以解決低頻信號注入法分布電容的影響，但實際應用時檢測效果并不理想，且實現起來比較復雜。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的實現復雜且檢測精度不高的缺陷，提供一種光伏逆變器接地故障檢測電路，實現簡單且檢測精度較高。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種光伏逆變器接地故障檢測電路，包括檢測單元、第一差分放大單元、第二差分放大單元、第三差分放大單元和處理單元；所述檢測單元用于對逆變器直流輸入或光伏電池的正極接地故障、負極接地故障進行檢測，并分別輸出正極檢測電壓和負極檢測電壓給所述第一差分放大單元和第二差分放大單元；所述第一差分放大單元用于對所述正極檢測電壓進行差分放大并輸出第一差分放大電壓；所述第二差分放大單元用于對所述負極檢測電壓進行差分放大并輸出第二差分放大電壓；所述第三差分放大單元用于對逆變器直流輸入或光伏電池的正極、負極兩端的電壓進行差分放大并輸出第三差分放大電壓；所述處理單元用于根據所述第一差分放大電壓、所述第二差分放大電壓和所述第三差分放大電壓計算逆變器直流輸入或光伏電池的正極接地阻抗、負極接地阻抗以判斷是否發生接地故障。

優選地，所述檢測單元包括串接于逆變器直流輸入或光伏電池的正極、負極之間的正極檢測模塊和負極檢測模塊；所述正極檢測模塊和所述負極檢測模塊之間的連接點接保護接地線；所述正極檢測模塊包括串聯的第一電阻和第一開關件；所述負極檢測模塊包括串聯的第二電阻和第二開關件。

優選地，所述第三差分放大單元包括第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻和第一運算放大器；其中，所述第三電阻的一端連接逆變器直流輸入或光伏電池的正極，另一端連接所述第一運算放大器的第一輸入端；所述第四電阻的一端連接逆變器直流輸入或光伏電池的負極，另一端連接所述第一運算放大器的第二輸入端；所述第五電阻的一端連接所述第一運算放大器的第一輸入端，另一端連接所述第一運算放大器的輸出端；所述第六電阻的一端連接所述第一運算放大器的第二輸入端，另一端接地。

優選地，所述第一差分放大單元包括第一差分放大模塊，所述第一差分放大模塊包括第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻和第二運算放大器；其中，所述第七電阻的一端連接逆變器直流輸入或光伏電池的正極，另一端連接所述第二運算放大器的第一輸入端；所述第八電阻的一端接于所述正極檢測模塊和所述負極檢測模塊之間的連接點，另一端連接所述第二運算放大器的第二輸入端；所述第九電阻的一端連接所述第二運算放大器的第一輸入端，另一端連接所述第二運算放大器的輸出端；所述第十電阻的一端連接所述第二運算放大器的第二輸入端，另一端接地；

所述第二差分放大單元包括第二差分放大模塊，所述第二差分放大模塊包括第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻和第三運算放大器；其中，所述第十一電阻的一端接于所述正極檢測模塊和所述負極檢測模塊之間的連接點，另一端連接所述第三運算放大器的第一輸入端；所述第十二電阻的一端連接逆變器直流輸入或光伏電池的負極，另一端連接所述第三運算放大器的第二輸入端；所述第十三電阻的一端連接所述第三運算放大器的第一輸入端，另一端連接所述第三運算放大器的輸出端；所述第十四電阻的一端連接所述第三運算放大器的第二輸入端，另一端接地。