[发明专利]具有电弧检测的差动电流监控装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于监控供电系统中差动电流的差动电流监控装置，具有第一测量电流互感器、用于确定差动电流的测量电路和用于评估差动电流并产生关断信号的计算单元。

背景技术

差动电流监控装置被称为用于电气设施的电位隔离电流测量的装置。这种差动电流监控装置的任务是，监控电气设施或电路中的差动电流的发生，并在所述差动电流超过预定义的值时发出信号报警。与剩余电流保护装置相比，差动电流监控装置自身不具有直接关断功能，但是它们可以具有用于传输报警信号的信号继电器，从而它们可以间接地导致设施的关断。为了检测差动电流，通常将待保护的线路的所有有源导体引导为穿过测量电流互感器(铁心)的初级绕组，测量电流互感器被提供有次级绕组。在无故障的供电系统中，所有电流的矢量和为零因而差动电流为零，因此在次级绕组中没有产生电压。然而，如果故障电流流到地面，例如，作为绝缘故障的结果，那么差动电流流经测量电流互感器。在时变的情况下，所述差动电流的磁场在次级绕组侧产生可被检测和评估的电压。

除了故障电流，电导体之间可以产生非期望的气体放电(等离子体)，作为电气设施中的其他故障效应。因此，这些电弧故障的早期检测可以帮助防止对设施的损害，在最坏的情况下，可以防止火灾。对于电弧的检测，已知的是监控设施的导体的(绝对)电流，因为，例如，故障分量典型地与电弧相关联并且可以通过电流的谱分析被确定。如果检测到危险电弧，产生用于关断设施或使设施短路的信号，以便消灭电弧。

因为特殊的电气保护要求(例如关于防火)使得系统的全面电力监控变得必要，因此特别地，电弧检测的问题已成为光伏发电系统的设施的关注焦点。根据法律规定，差动电流监控装置作为部分模块被集成在光伏发电系统的逆变器中。然而，用于电弧检测的装置尚未被这样的法律规定所管理，并且根据现有的法律状态，如果用于电弧检测的装置被内置，它们可以是逆变器内单独的单元，或者它们作为自主的结构单元被单独地安装。因此，全面保护概念的实现是相对复杂的，因为存在大量的不同保护装置。

发明内容

因此，本发明的目的是，为了全面电气保护的目的，将用于电弧检测的装置包含到保护技术中，并且简化电弧检测装置与已知的保护装置之间的相互作用，并且生产出在经济方面尽可能节约成本的产品。

结合权利要求1的前序部分实现本目的，其中差动电流监控装置具有用于电弧检测的装置。

根据本发明，用于电弧检测的装置在功能上被集成到差动电流监控装置中，与两个保护措施在功能和空间上的单独布置相比，可以大幅地减少用于监控与电弧监控相结合的差动电流的技术工作。通过同一关断路径的共享使用，用于电弧检测的装置的电路相关集成允许故障情况下的快速响应时间。此外，根据设计，用于差动电流检测的功能单元和用于电弧检测的单元的功能上和空间上的结合被证明关于经济方面的成本也是有利的。大量的机械和电子元件不再需要成双实施。“一”组电子产品的使用显著地增加了成本的降低。

在根据本发明的差动电流监控装置中，通过与差动电流的监控并行的集成的电弧检测，可以额外地进行绝对电流的评估。

而且，集成布置允许在同时检测差动电流和电弧的情况下，可以假定与地并联的电弧，取决于电力系统的运行状态，与地并联的电弧一定不导致关断。

在另一有利的实施例中，用于电弧检测的装置具有第二测量电流互感器，供电系统的有源导体被引导穿过第二测量电流互感器以寄存单个导体电流，用于电弧检测的装置还具有用于确定为了电弧检测目的的单个导体电流的测量电路。除了与相应的测量电路相结合用于确定差动电流的第一测量电流互感器，差动电流监控装置因此具有第二测量电流互感器和另一测量电路。第二测量电流互感器包括单个导体，以便与下游测量电路相结合可以寄存和确定所述导体中流动的单个导体电流。

优选地，用于确定单个导体电流的电弧检测测量电路被布置在差动电流监控装置中，用于评估单个导体电流的计算单元和用于评估差动电流的计算单元被结合在差动电流监控装置的共享计算单元中。

电弧检测测量电路与差动电流监控装置在共享壳体中的布置导致紧凑的结构设计以及减少的装配工作。用于容纳用于电弧检测的测量电路的电子产品的独立壳体不再需要。并且，额外的硬件组件可以被共同地使用，因而更加有效。例如，一个计算机硬件可以既用于执行用于评估差动电流的软件程序又用于执行用于评估单个导体电流的软件程序。

在特定实施例中，用于电弧检测的第二测量电流互感器被布置为空间上与差动电流监控装置的壳体分离的外部电流互感器。