CN102868144A - 光伏逆变器接地故障保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光伏逆变器接地故障保护电路，所述光伏逆变器包括连接到太阳能电池板正负极的直流母线以及串联连接在所述直流母线之间的第一分压电容和第二分压电容，其中第一分压电容的正端连接正直流母线，第二分压电容的负端连接到负直流母线，第一分压电容的负端以及第二分压电容的正端连接光伏逆变器的零线，包括接于光伏逆变器零线的过流保护元件以及分别与所述第一分压电容和第二分压电容并联的第一过压保护元件和第二过压保护元件。本发明通过在分压电容并联过压保护元件并在零线接入过流保护元件，使得在太阳能电池板出现接地故障时断开故障电路，从而有效保护光伏逆变器。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电领域，更具体地说，涉及一种光伏逆变器接地故障保护电路。
背景技术
随着世界各国对节能减排的重视，政府加大了对新能源的扶持力度，太阳能发电产业也得以快速发展。太阳能发电分为光热发电和光伏发电，其中光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。现有的光伏发电***包括太阳能电池板、光伏逆变器等设备，其中光伏逆变器用于将太阳能电池板中的电能转换为交流电从而为电网提供能量或直接为交流负载供电。
为了充分接受光照，太阳能电池板采用室外安装方式，这导致了接地故障发生概率很高。当太阳能电池板发生接地故障时，与之相连的光伏逆变器也可能损坏，甚至起火。如何能够简单有效的为接地故障提供保护是光伏逆变器设计的一个技术难点。
如图1所示，是采用半桥拓扑的逆变器原理图。当太阳能电池板负端发生接地故障时，太阳能电池板的直流电压会直接加载在连接到直流母线的分压电容C1上，如图1中的虚线所示，原来只需要承受一般电压的分压电容C1将会因为过压炸毁。并且由于故障发生时电流不会很大，逆变器***里的断路器不会动作，从而无法保护电容。
传统的光伏逆变器保护方案是在闭合直流开关前先检测太阳能电池板的对地电阻，在检测发现故障时不闭合开关。该保护方案需要人手工操作，而且运行过程发生的故障无法有效保护。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有光伏逆变器接地保护依靠手工且运行过程中无法提供保护的缺陷，提供一种光伏逆变器接地故障保护电路。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种光伏逆变器接地故障保护电路，所述光伏逆变器包括连接到太阳能电池板正负极的直流母线以及串联连接在所述直流母线之间的第一分压电容（C1）和第二分压电容（C2），其中第一分压电容（C1）的正端连接正直流母线，第二分压电容（C2）的负端连接到负直流母线，第一分压电容的负端以及第二分压电容的正端连接光伏逆变器的零线，包括接于光伏逆变器零线的过流保护元件（F1）以及分别与所述第一分压电容和第二分压电容并联的第一过压保护元件（OVR1）和第二过压保护元件（OVR2）。
在本发明所述的光伏逆变器接地故障保护电路中，所述过流保护元件（F1）接于光伏逆变器零线的滤波电容（C3）与电网零线之间。
在本发明所述的光伏逆变器接地故障保护电路中，所述第一过压保护元件（OVR1）和第二过压保护元件（OVR2）分别为齐纳二极管、TVS二极管、压敏电阻、固体放电管、气体放电管、浪涌电阻排中的一个。
在本发明所述的光伏逆变器接地故障保护电路中，所述光伏逆变器为半桥拓扑的逆变器。
在本发明所述的光伏逆变器接地故障保护电路中，所述光伏逆变器为单相/三相三电平半桥逆变器。
在本发明所述的光伏逆变器接地故障保护电路中，所述光伏逆变器为具有DC/DC环节的光伏逆变器。
在本发明所述的光伏逆变器接地故障保护电路中，所述过流保护元件为保险丝或断路器。
本发明的光伏逆变器接地故障保护电路，通过在分压电容并联过压保护元件并在零线接入过流保护元件，使得在太阳能电池板出现接地故障时断开故障电路，从而有效保护光伏逆变器。
附图说明
图1是现有半桥拓扑的光伏逆变器的原理图。
图2是本发明的光伏逆变器接地故障保护电路的第一实施例的原理图。
图3是本发明的光伏逆变器接地故障保护电路的第二实施例的原理图。
图4是本发明的光伏逆变器接地故障保护电路的第三实施例的原理图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图2所示，是本发明光伏逆变器接地故障保护电路实施例的示意图。在本实施例，光伏逆变器包括连接到太阳能电池板正负极的直流母线以及串联连接在直流母线之间的第一分压电容C1和第二分压电容C2，其中第一分压电容C1的正端连接正直流母线，第二分压电容C2的负端连接到负直流母线，第一分压电容的负端以及第二分压电容的正端连接光伏逆变器的零线。为了实现接地故障保护，本发明设置了第一过压保护元件OVR1、第二过压保护元件OVR2以及过流保护元件F1，其中第一过压保护元件OVR1与第一分压电容C1并联连接，第二过压保护元件OVR2与第二分压电容C2并联连接，过流保护元件F1接于光伏逆变器零线。上述第一过压保护元件OVR1和第二过压保护元件OVR2分别为齐纳二极管、TVS二极管、压敏电阻、固体放电管、气体放电管、浪涌电阻排中的一个。
这样，当太能能电池板（PV）负端发生接地故障时，图2中所示虚线回路导通，第一过压保护元件OVR1过压并产生大电流，此时串联在光伏逆变器零线的过流保护元件F1过流熔断，从而将故障回路断开，保护第一分压电容C1不会损坏。同理，当太能能电池板（PV）正端发生接地故障时，第二过压保护元件OVR2可保护第二分压电容C2。
上述过流保护元件F1最好接于光伏逆变器零线的滤波电容C3与电网零线之间。当然，过流保护元件F1也可在光伏逆变器零线的滤波电容C3前段（即图中虚线所示位置），但在正常工作时，通过此处的过流保护元件F1电流较大。
上述光伏逆变器接地故障保护电路除了图2中所示的半桥拓扑的逆变器中使用外，还可在单相/三相三电平半桥逆变器（如图3所示）以及具有DC/DC环节的光伏逆变器（如图4所示）中使用。
在上述的光伏逆变器接地故障保护电路中，过流保护元件F1为保险丝或断路器。
上述光伏逆变器接地故障保护电路，通过在分压电容并联过压保护元件并在零线接入过流保护元件，使得在太阳能电池板出现接地故障时断开故障电路，从而有效保护光伏逆变器。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (7)
1.一种光伏逆变器接地故障保护电路，所述光伏逆变器包括连接到太阳能电池板正负极的直流母线以及串联连接在所述直流母线之间的第一分压电容（C1）和第二分压电容（C2），其中第一分压电容（C1）的正端连接正直流母线，第二分压电容（C2）的负端连接到负直流母线，第一分压电容的负端以及第二分压电容的正端连接光伏逆变器的零线，其特征在于，包括接于光伏逆变器零线的过流保护元件（F1）以及分别与所述第一分压电容和第二分压电容并联的第一过压保护元件（OVR1）和第二过压保护元件（OVR2）。
2.根据权利要求1所述的光伏逆变器接地故障保护电路，其特征在于，所述过流保护元件（F1）接于光伏逆变器零线的滤波电容（C3）与电网零线之间。
3.根据权利要求1或2所述的光伏逆变器接地故障保护电路，其特征在于，所述第一过压保护元件（OVR1）和第二过压保护元件（OVR2）分别为齐纳二极管、TVS二极管、压敏电阻、固体放电管、气体放电管、浪涌电阻排中的一个。
4.根据权利要求1或2所述的光伏逆变器接地故障保护电路，其特征在于，所述光伏逆变器为半桥拓扑的逆变器。
5.根据权利要求1或2所述的光伏逆变器接地故障保护电路，其特征在于，所述光伏逆变器为单相/三相三电平半桥逆变器。
6.根据权利要求1或2所述的光伏逆变器接地故障保护电路，其特征在于，所述光伏逆变器为具有DC/DC环节的光伏逆变器。
7.根据权利要求1或2所述的光伏逆变器接地故障保护电路，其特征在于，所述过流保护元件为保险丝或断路器。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2011
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