一種單極接地系統(tǒng)、接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置，通過故障監(jiān)測裝置實(shí)時(shí)采樣單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓，并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的對(duì)地阻抗值，當(dāng)所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，則判定該極存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警；本發(fā)明公開的所述接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置，可實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，實(shí)時(shí)地對(duì)所述單極接地系統(tǒng)的兩極進(jìn)行在線檢測，無需等待系統(tǒng)停機(jī)再進(jìn)行檢測，解決了現(xiàn)有技術(shù)中安全性低的問題。
【專利說明】一種單極接地系統(tǒng)、接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置和方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電氣檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種單極接地系統(tǒng)、接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為避免光伏發(fā)電系統(tǒng)中的光伏電池發(fā)生極化現(xiàn)象，從而影響所述光伏電池的性能，現(xiàn)有技術(shù)通過將光伏電池陣列的負(fù)極(或正極)接地，形成單極接地系統(tǒng)，以解決所述光伏電池的極化現(xiàn)象。
[0003]為保證系統(tǒng)安全，上述單極接地系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)為單極單點(diǎn)接地系統(tǒng)，所以所述單極接地系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)置有接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置，以避免出現(xiàn)其他點(diǎn)接地故障。如圖1所示，所述接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置包括:絕緣電阻檢測單元100、漏電流保護(hù)單元200及主控單元300 ;其中，漏電流 保護(hù)單元200包括可控開關(guān)210及漏電流檢測裝置220，主控單元300包括第一控制單元310及第二控制單元310。當(dāng)可控開關(guān)210斷開時(shí)，絕緣電阻檢測單元100檢測所述單極接地系統(tǒng)的正極DC+和負(fù)極DC-的對(duì)地阻抗值，由第一控制單元310判斷所述單極接地系統(tǒng)的正負(fù)極是否存在故障接地點(diǎn)，若存在則進(jìn)行報(bào)警及故障排查，若不存在則控制可控開關(guān)210閉合。當(dāng)可控開關(guān)210閉合時(shí)，漏電流檢測裝置220檢測流過漏電流保護(hù)單元200的電流，由第二控制單元320判斷所述單極接地系統(tǒng)的非接地極是否存在故障接地點(diǎn)，如存在則控制可控開關(guān)210斷開連接；否則則進(jìn)行并網(wǎng)運(yùn)行。
[0004]但是如圖1所示的接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置，只能在可控開關(guān)210斷開、系統(tǒng)停機(jī)的狀態(tài)下才能對(duì)正負(fù)極是否存在故障接地點(diǎn)進(jìn)行檢測，未能實(shí)現(xiàn)對(duì)于正負(fù)極是否存在故障接地點(diǎn)的實(shí)時(shí)在線檢測；如在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中出現(xiàn)了上述故障，則需要等待系統(tǒng)停機(jī)才能進(jìn)行檢測，降低了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置、單極接地系統(tǒng)及接地保護(hù)及故障監(jiān)測方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中安全性低的問題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，現(xiàn)提出的方案如下:
[0007]一種接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置，應(yīng)用于單極接地系統(tǒng)，包括:
[0008]連接于所述單極接地系統(tǒng)的正常接地點(diǎn)與地之間的接地保護(hù)裝置；
[0009]輸入端分別與所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極以及地相連的故障監(jiān)測裝置；所述故障監(jiān)測裝置用于實(shí)時(shí)采樣所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓，并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的對(duì)地阻抗值，當(dāng)所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，則判定該極存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警。
[0010]優(yōu)選的，所述故障監(jiān)測裝置包括:檢測單元、調(diào)理電路及單片機(jī)；
[0011]其中，所述檢測單元的輸入端分別與所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極以及地相連，用于分別采樣所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓；[0012]所述調(diào)理電路的輸入端與所述硬件檢測單元輸出端相連，用于接收并對(duì)所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓進(jìn)行處理；
[0013]所述單片機(jī)的輸入端與所述調(diào)理電路輸出端相連，用于將所述處理后的單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的對(duì)地阻抗值，當(dāng)所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，判定該極存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警。
[0014]優(yōu)選的，所述接地保護(hù)裝置包括:正溫度系數(shù)熱敏電阻。
[0015]優(yōu)選的，所述接地保護(hù)裝置還包括:
[0016]連接于所述單極接地系統(tǒng)正極與地之間的第一電容；
[0017]連接于所述單極接地系統(tǒng)負(fù)極與地之間的第二電容。
[0018]優(yōu)選的，所述接地保護(hù)裝置還包括:設(shè)置于所述正溫度系數(shù)熱敏電阻外的耐高溫套管。
[0019]一種單極接地系統(tǒng)，包括上述任一所述的接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置。
[0020]一種接地保護(hù)及故障監(jiān)測方法，應(yīng)用于單極接地系統(tǒng)的接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置，所述接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置包括接地保護(hù)裝置和故障監(jiān)測裝置；所述接地保護(hù)及故障監(jiān)測方法包括:
[0021]所述故障監(jiān)測裝置實(shí)時(shí)采樣所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓；
[0022]所述故障監(jiān)測裝置將所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的對(duì)地阻抗值；
[0023]所述故障監(jiān)測裝置判斷所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)是否超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)；
[0024]當(dāng)所述故障監(jiān)測裝置判斷所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，則判定該極存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警。
[0025]優(yōu)選的，所述故障監(jiān)測裝置包括檢測單元、調(diào)理電路及單片機(jī)；所述故障監(jiān)測裝置實(shí)時(shí)采樣所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓的步驟為:所述檢測單元實(shí)時(shí)采樣所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓；
[0026]所述故障監(jiān)測裝置將所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的對(duì)地阻抗值的步驟為:所述調(diào)理電路接收并對(duì)所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓進(jìn)行處理，所述單片機(jī)將所述處理后的單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的對(duì)地阻抗值；
[0027]所述故障監(jiān)測裝置判斷所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)是否超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)的步驟為:所述單片機(jī)判斷所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)是否超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)；
[0028]當(dāng)所述故障監(jiān)測裝置判斷所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，則判定該極存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警的步驟為:當(dāng)所述單片機(jī)判斷所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，則判定該極存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警。
[0029]優(yōu)選的，所述接地保護(hù)裝置包括:正溫度系數(shù)熱敏電阻；所述接地保護(hù)及故障監(jiān)測方法還包括:[0030]當(dāng)非接地極出現(xiàn)接地故障時(shí)，所述正溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值增大，防止短路大電流沖擊。
[0031]優(yōu)選的，還包括:
[0032]當(dāng)所述單極接地系統(tǒng)為正常狀態(tài)時(shí)，所述正溫度系數(shù)熱敏電阻保持較小的阻值，確保其接地極和地電位相同，消除光伏組件PID衰減的電勢因素。
[0033]從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明公開的接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置，通過故障監(jiān)測裝置實(shí)時(shí)采樣單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓，并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的對(duì)地阻抗值，當(dāng)所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，則判定該極存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警；本發(fā)明公開的所述接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置，可實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，實(shí)時(shí)地對(duì)所述單極接地系統(tǒng)的兩極進(jìn)行在線檢測，無需等待系統(tǒng)停機(jī)再進(jìn)行檢測，解決了現(xiàn)有技術(shù)中安全性低的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0035]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的單極接地系統(tǒng)的接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0036]圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開的單極接地系統(tǒng)的接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0037]圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的單極接地系統(tǒng)的接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0038]圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的單極接地系統(tǒng)的接地保護(hù)及故障監(jiān)測方法流程圖；
[0039]圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的單極接地系統(tǒng)的接地保護(hù)及故障監(jiān)測方法流程圖；
[0040]圖6為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的單極接地系統(tǒng)的接地保護(hù)及故障監(jiān)測方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0042]本發(fā)明提供了一種接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置，應(yīng)用于單極接地系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中安全性低的問題。
[0043]需要說明的是，為便于描述，本申請(qǐng)實(shí)施例所述單極接地系統(tǒng)，均以光伏發(fā)電系統(tǒng)為例，包括將太陽能轉(zhuǎn)換為電能并輸出直流電的光伏陣列，以及將該直流電轉(zhuǎn)換為交流電的逆變器DC/AC ;所謂單極接地指上述光伏發(fā)電系統(tǒng)中僅允許存在唯一的接地點(diǎn)(設(shè)置于正極或負(fù)極)，為便于描述，本申請(qǐng)實(shí)施例均以負(fù)極接地系統(tǒng)為例。[0044]具體的，如圖2所示，所述接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置包括:
[0045]連接于所述單極接地系統(tǒng)的正常接地點(diǎn)(以負(fù)極PV-為例)與地之間的接地保護(hù)裝置101 ；
[0046]輸入端分別與所述單極接地系統(tǒng)的正極PV+和負(fù)極PV-以及地相連的故障監(jiān)測裝置 102。
[0047]具體的工作原理為:
[0048]故障監(jiān)測裝置102實(shí)時(shí)采樣所述單極接地系統(tǒng)的正極PV+和負(fù)極PV-的對(duì)地電壓，并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的對(duì)地阻抗值，當(dāng)所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，則判定該極存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警。具體的，當(dāng)所述單極接地系統(tǒng)的正極PV+的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，則判定所述單極接地系統(tǒng)的正極PV+存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警；當(dāng)所述單極接地系統(tǒng)的負(fù)極PV-的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，則判定所述單極接地系統(tǒng)的負(fù)極PV-存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警；當(dāng)所述單極接地系統(tǒng)的正極PV+和負(fù)極PV-的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)均超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，則判定所述單極接地系統(tǒng)的正極PV+和負(fù)極PV-同時(shí)存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警；在實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境中，所述預(yù)設(shè)次數(shù)與所述預(yù)設(shè)阻抗值均可根據(jù)具體的實(shí)際情況進(jìn)行選取，此處不做限定。
[0049]如圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)中，需將漏電流保護(hù)單元200斷開,保證絕緣電阻檢測單元100的檢測功能的實(shí)現(xiàn)。
[0050]而本實(shí)施例所提供的所述接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置，只有當(dāng)所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，才判定該極存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警，無需斷開接地保護(hù)裝置101與地之間的連接，可以實(shí)時(shí)的進(jìn)行在線檢測，無需等待系統(tǒng)停機(jī)才能進(jìn)行檢測，解決了現(xiàn)有技術(shù)中安全性低的問題。
[0051]優(yōu)選的，故障監(jiān)測裝置102包括:
[0052]輸入端分別與所述單極接地系統(tǒng)的正極PV+和負(fù)極PV-以及地相連的檢測單元；
[0053]輸入端與所述硬件檢測單元輸出端相連的調(diào)理電路；
[0054]輸入端與所述調(diào)理電路輸出端相連的單片機(jī)。
[0055]具體的工作原理為:
[0056]所述檢測單元分別采樣所述單極接地系統(tǒng)的正極PV+和負(fù)極PV-的對(duì)地電壓；所述調(diào)理電路接收并對(duì)所述單極接地系統(tǒng)的正極PV+和負(fù)極PV-的對(duì)地電壓進(jìn)行處理；所述單片機(jī)將所述處理后的單極接地系統(tǒng)的正極PV+和負(fù)極PV-的對(duì)地電壓轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的對(duì)地阻抗值，當(dāng)所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，判定該極存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警。
[0057]優(yōu)選的，接地保護(hù)裝置101包括:正溫度系數(shù)熱敏電阻。
[0058]接地保護(hù)裝置101采用所述正溫度系數(shù)熱敏電阻接地，可起到短路保護(hù)的作用。正常狀態(tài)時(shí)其阻值較小，可確保所述單極接地系統(tǒng)的負(fù)極PV-和地電位相同，消除光伏組件PID衰減的電勢因素；當(dāng)所述單極接地系統(tǒng)的非接地極出現(xiàn)短路故障時(shí)，光伏組件PV電壓直接加在所述正溫度系數(shù)熱敏電阻兩端，其電阻值迅速增大，將短路電流限制在數(shù)mA，不會(huì)對(duì)發(fā)電系統(tǒng)造成破壞，提高系統(tǒng)安全性，使得逆變單元可在此狀態(tài)下繼續(xù)正常并網(wǎng)運(yùn)行一段時(shí)間，無需立即停止并網(wǎng)。[0059]優(yōu)選的，如圖3所示，接地保護(hù)裝置101還包括:
[0060]連接于所述單極接地系統(tǒng)正極PV+與地之間的第一電容Cl ；
[0061]連接于所述單極接地系統(tǒng)負(fù)極PV-與地之間的第二電容C2。
[0062]第一電容Cl與第二電容C2的存在，可以減少逆變器DC/AC直流側(cè)對(duì)地的共模電壓。
[0063]值得說明的是，上述實(shí)施例中，所述單極接地系統(tǒng)的正常接地點(diǎn)均以負(fù)極PV-為例進(jìn)行說明；而當(dāng)接地保護(hù)裝置101中增設(shè)第一電容Cl與第二電容C2時(shí)，所述單極接地系統(tǒng)的正常接地點(diǎn)將同時(shí)包括所述單極接地系統(tǒng)正極PV+與負(fù)極PV-。
[0064]優(yōu)選的，接地保護(hù)裝置101還包括:設(shè)置于所述正溫度系數(shù)熱敏電阻外的耐高溫套管。
[0065]在所述正溫度系數(shù)熱敏電阻外側(cè)設(shè)置耐高溫套管，可以對(duì)所述正溫度系數(shù)熱敏電阻加以絕緣保護(hù)。
[0066]本發(fā)明另一實(shí)施例還提供了一種單極接地系統(tǒng)，包括上述實(shí)施例任一所述的接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置。
[0067]其具體的工作原理與上述實(shí)施例相同，此處不再贅述。
[0068]本發(fā)明另一實(shí)施例還提供了一種接地保護(hù)及故障監(jiān)測方法，應(yīng)用于單極接地系統(tǒng)的接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置，所述接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置包括接地保護(hù)裝置及故障監(jiān)測裝置；所述接地保護(hù)及故障監(jiān)測方法如圖4所示，包括:
[0069]S101、所述故障監(jiān)測裝置實(shí)時(shí)采樣所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓；
[0070]采樣所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓，可以為后續(xù)阻抗值的計(jì)算提供數(shù)據(jù)。
[0071]S102、所述故障監(jiān)測裝置將所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的對(duì)地阻抗值；
[0072]所述故障監(jiān)測裝置內(nèi)部軟件的程序可以實(shí)現(xiàn)所述轉(zhuǎn)換。
[0073]S103、所述故障監(jiān)測裝置判斷所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)是否超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)；
[0074]所述預(yù)設(shè)次數(shù)及所述預(yù)設(shè)阻抗值均可根據(jù)具體的實(shí)際情況進(jìn)行選取。
[0075]S104、所述故障監(jiān)測裝置判定該極存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警。
[0076]當(dāng)所述故障監(jiān)測裝置判斷所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值的低于預(yù)設(shè)阻抗值連續(xù)累加次數(shù)超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，則判定該極存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警。
[0077]本實(shí)施例所提供的所述接地保護(hù)及故障監(jiān)測方法，只有當(dāng)所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，才判定該極存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警，無需斷開所述接地保護(hù)裝置與地之間的連接，可以實(shí)時(shí)的進(jìn)行在線檢測，無需等待系統(tǒng)停機(jī)才能進(jìn)行檢測，解決了現(xiàn)有技術(shù)中安全性低的問題。
[0078]優(yōu)選的，步驟SlOl可以由所述故障監(jiān)測裝置中的檢測單元來實(shí)現(xiàn)。
[0079]步驟S102可以由所述故障監(jiān)測裝置中的調(diào)理電路及單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。
[0080]步驟S103和S104均可由所述故障監(jiān)測裝置中的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。
[0081]所述故障監(jiān)測裝置包括所述檢測單元、所述調(diào)理電路及所述單片機(jī)，所述單片機(jī)內(nèi)部軟件程序的改進(jìn)，使得所述接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，判定該極存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警。
[0082]優(yōu)選的，所述接地保護(hù)裝置包括:正溫度系數(shù)熱敏電阻；所述接地保護(hù)及故障監(jiān)測方法如圖5所示，包括:
[0083]S201、當(dāng)非接地極出現(xiàn)接地故障時(shí)，所述正溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值增大，防止短路大電流沖擊。
[0084]S202、所述故障監(jiān)測裝置實(shí)時(shí)采樣所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓；
[0085]S203、所述故障監(jiān)測裝置將所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的對(duì)地阻抗值；
[0086]S204、所述故障監(jiān)測裝置判斷所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)是否超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)；
[0087]S205、所述故障監(jiān)測裝置判定該極存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警。
[0088]所述接地保護(hù)裝置采用所述正溫度系數(shù)熱敏電阻接地，可起到短路保護(hù)的作用。正常狀態(tài)時(shí)其阻值較小，可確保所述單極接地系統(tǒng)的負(fù)極和地電位相同，消除光伏組件PID衰減的電勢因素；當(dāng)所述單極接地系統(tǒng)的非接地極出現(xiàn)短路故障時(shí)，光伏組件PV電壓直接加在所述正溫度系數(shù)熱敏電阻兩端，其電阻值迅速增大，將短路電流限制在數(shù)mA，不會(huì)對(duì)發(fā)電系統(tǒng)造成破壞，提高系統(tǒng)安全性，使得逆變單元可在此狀態(tài)下繼續(xù)正常并網(wǎng)運(yùn)行一段時(shí)間，無需立即停止并網(wǎng)。
[0089]優(yōu)選的，所述接地保護(hù)及故障監(jiān)測方法如圖6所示，包括:
[0090]S301、當(dāng)所述單極接地系統(tǒng)為正常狀態(tài)時(shí)，所述正溫度系數(shù)熱敏電阻保持較小的阻值，確保其接地極和地電位相同，消除光伏組件PID衰減的電勢因素。
[0091]S302、當(dāng)非接地極出現(xiàn)接地故障時(shí)，所述正溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值增大，防止短路大電流沖擊。
[0092]S303、所述故障監(jiān)測裝置實(shí)時(shí)采樣所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓；
[0093]S304、所述故障監(jiān)測裝置將所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的對(duì)地阻抗值；
[0094]S305、所述故障監(jiān)測裝置判斷所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)是否超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)；
[0095]S306、所述故障監(jiān)測裝置判定該極存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警。
[0096]所述接地保護(hù)裝置采用所述正溫度系數(shù)熱敏電阻接地，不僅可起到短路保護(hù)的作用，在所述單極接地系統(tǒng)為正常狀態(tài)時(shí)其阻值較小，可確保所述單極接地系統(tǒng)的負(fù)極和地電位相同，消除光伏組件PID衰減的電勢因素。
[0097]本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0098]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置，其特征在于，應(yīng)用于單極接地系統(tǒng)，包括: 連接于所述單極接地系統(tǒng)的正常接地點(diǎn)與地之間的接地保護(hù)裝置； 輸入端分別與所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極以及地相連的故障監(jiān)測裝置；所述故障監(jiān)測裝置用于實(shí)時(shí)采樣所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓，并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的對(duì)地阻抗值，當(dāng)所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，則判定該極存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置，其特征在于，所述故障監(jiān)測裝置包括:檢測單元、調(diào)理電路及單片機(jī)； 其中，所述檢測單元的輸入端分別與所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極以及地相連，用于分別采樣所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓； 所述調(diào)理電路的輸入端與所述硬件檢測單元輸出端相連，用于接收并對(duì)所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓進(jìn)行處理； 所述單片機(jī)的輸入端與所述調(diào)理電路輸出端相連，用于將所述處理后的單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的對(duì)地阻抗值，當(dāng)所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，判定該極存在故障接地點(diǎn)并報(bào)目O
3.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置，其特征在于，所述接地保護(hù)裝置包括:正溫度系數(shù)熱敏電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置，其特征在于，所述接地保護(hù)裝置還包括: 連接于所述單極接地系統(tǒng)正極與地之間的第一電容； 連接于所述單極接地系統(tǒng)負(fù)極與地之間的第二電容。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置，其特征在于，所述接地保護(hù)裝置還包括:設(shè)置于所述正溫度系數(shù)熱敏電阻外的耐高溫套管。
6.一種單極接地系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1至5任一所述的接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置。
7.一種接地保護(hù)及故障監(jiān)測方法，其特征在于，應(yīng)用于單極接地系統(tǒng)的接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置，所述接地保護(hù)及故障監(jiān)測裝置包括接地保護(hù)裝置和故障監(jiān)測裝置；所述接地保護(hù)及故障監(jiān)測方法包括: 所述故障監(jiān)測裝置實(shí)時(shí)采樣所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓； 所述故障監(jiān)測裝置將所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的對(duì)地阻抗值； 所述故障監(jiān)測裝置判斷所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)是否超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)； 當(dāng)所述故障監(jiān)測裝置判斷所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，則判定該極存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的接地保護(hù)及故障監(jiān)測方法，其特征在于，所述故障監(jiān)測裝置包括檢測單元、調(diào)理電路及單片機(jī)；所述故障監(jiān)測裝置實(shí)時(shí)采樣所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓的步驟為:所述檢測單元實(shí)時(shí)采樣所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓； 所述故障監(jiān)測裝置將所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的對(duì)地阻抗值的步驟為:所述調(diào)理電路接收并對(duì)所述單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓進(jìn)行處理，所述單片機(jī)將所述處理后的單極接地系統(tǒng)的正極和負(fù)極的對(duì)地電壓轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的對(duì)地阻抗值； 所述故障監(jiān)測裝置判斷所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)是否超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)的步驟為:所述單片機(jī)判斷所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)是否超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)； 當(dāng)所述故障監(jiān)測裝置判斷所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，則判定該極存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警的步驟為:當(dāng)所述單片機(jī)判斷所述單極接地系統(tǒng)某極的對(duì)地阻抗值低于預(yù)設(shè)阻抗值的連續(xù)累加次數(shù)超過一定預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，則判定該極存在故障接地點(diǎn)并報(bào)警。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的接地保護(hù)及故障監(jiān)測方法，其特征在于，所述接地保護(hù)裝置包括:正溫度系數(shù)熱敏電阻；所述接地保護(hù)及故障監(jiān)測方法還包括: 當(dāng)非接地極出現(xiàn)接地故障時(shí)，所述正溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值增大，防止短路大電流沖擊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的接地保護(hù)及故障監(jiān)測方法，其特征在于，還包括: 當(dāng)所述單極接地系統(tǒng)為正常狀態(tài)時(shí)，所述正溫度系數(shù)熱敏電阻保持較小的阻值，確保其接地極和地電位相同，消除光伏組件PID衰減的電勢因素。
【文檔編號(hào)】H02S50/00GK103901315SQ201410160913
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】張玉, 陶磊, 馮紀(jì)歸, 汪耀華, 吳迎豐 申請(qǐng)人:陽光電源股份有限公司