[發明專利]備用電力系統和用于備用電力系統的接地裝置

有效

• 申請號: 201380012116.0
• 申請日: 2013-03-28
• 公開（公告）號: CN104160573B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: C·阿勒特;S·海因澤;J-U·牧勒
• 申請（專利權）人: SMA太陽能技術股份公司
• 主分類號: H02H11/00
• 分類號: H02H11/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 秦晨

技術領域

本發明涉及一種用于備用電力系統的接地裝置，用來當負載設備與電能供應網隔離時將負載設備的中性導體連接到本地的接地導體。本發明進一步涉及包括這種接地裝置的備用電力系統。

背景技術

如果上級公共電能供應網，也稱作公共電網，不能提供上述電能，例如由于上級電能供應網中的故障和/或錯誤，備用電力系統用來提供電能給用電負載設備。在這種情形下轉接(switchover)裝置執行負載設備與電能供應網的必需的隔離，以及隨后連接到本地能量產生裝置，諸如，例如，發電機、光伏系統和/或逆變器，本地能量產生裝置被耦合到能量儲存裝置，例如電池。這種用于從通過電能供應網供電的正常運行模式轉接到通過本地能量產生器供電的島運行模式的備用電力系統是已知的，例如，來自于文獻EP 1 965 483 A1。

特別在電能供應網是TT系統(Terre-Terre系統)的形式的情形下，當負載設備由處于島運行模式的本地提供的電能供電時，負載設備在所有的極(pole)與電能供應網隔離是必需的。在所有的極隔離的情形下，在電能供應網中接地的中性導體或保護中性導體(PEN conductor)也被隔離。由于隔離，因而在島運行模式中沒有負載設備的中性導體的接地。由于剩余電流不能通過接地正確地耗散，這會導致使用的剩余電流斷路器的問題，并且，結果是接地故障環路不閉合，剩余電流斷路器因此不跳閘。通常這些剩余電流斷路器的替代品，也即絕緣監測裝置的應用，在此考慮下不能用于系統中。

為了避免這個問題，文獻DE10 2010 000 502 A1披露了通過電阻將負載設備中的PEN導體(PEN conductor)永久地連接到接地連接器，即，施加地電位到所述。然而，在一些電能供應網中，由電能供應網的運行者設置的指導方針不能由這一步驟滿足。此外，可被提供并且直接屬于系統連接的任意剩余電流斷路器可能在沒有故障時由于在系統運行模式中通過電阻流動的電流而已經跳閘。

此外，文獻DE 20 2010 008 123 U1披露了通過開關將負載設備的中性導體連接到島運行模式中的本地接地連接器。這樣，負載設備中的中性導體的接地可被提供為不具有有時不符合指導方針的永久接地。然而，在這種切換的接地連接的情形下，存在著風險，即連接由接地開關的動作提供，但是由于與開關的接觸問題或者另外的缺陷，這種連接不被實現或者僅僅通過不足的低接觸電阻實現，并且因此人身傷害的防護不再被確保。

已知切換裝置中除了主開關外，還提供由主開關正向驅動(positively drive)的輔助開關，并且輔助開關可被用于確保主開關的切換狀態。然而，憑借這樣的輔助開關，僅僅可能安全地確保主開關是打開的，但是不能確保主開關是否閉合而具有低接觸電阻。

從現有技術中，例如從文獻EP 0 435 686 B1可以獲知，電路通過外加低電流和測量電壓降確定開關的接觸電阻，并且其可因此監測開關的正確的閉合。這一方法原則上也可用在接地開關中，但這與附加的復雜性相關。

發明內容

因此本發明的一個目標是提供一種接地裝置以及備用電力系統，其可在與電能供應網隔離的情形下根據要求將負載設備的中性導體連接到本地接地連接(grounding connection)，其中僅當存在負載設備的中性導體的正確的低電阻接地時，確保能量通過本地電能供應裝置也被供給負載設備。

這個目標通過用于備用電力系統的接地裝置獲得，其具有獨立權利要求的技術特征。這個目標還通過具有這種接地裝置的備用電力系統獲得。該接地裝置的有利結構和改進是從屬權利要求的主題。

根據本發明的以及開始提及類型的接地裝置，其特征在于負載設備的中性導體通過包括兩個開關的串聯電路被連接到本地電能供應裝置的中性導體，其中兩個開關之間的中心抽頭被連接到本地的接地連接。

在根據本發明的接地裝置的例子中，負載設備的中性導體和電能供應裝置通過兩個開關的連接導致了通過這些開關由本地電能供應裝置到負載設備的電力供應。由于開關之間的中心抽頭和接地連接的連接，地電位被施加到供電系統的中性導體，即所述中性導體被接地。用于供給負載設備的電流從本地電能供應裝置通過同時也執行接地的開關流到負載設備，由于這一事實，其中負載設備通過電能供應裝置供電且負載設備的中性導體不具有任何接地的運行狀態被排除。