CN101614777A - 一种用于ups的输出接地故障检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于UPS的输出接地故障检测方法及装置，该方法包括：检测UPS中性点和大地之间的电压；判断第一步检测出的电压是否大于预设值，如是则表明出现了输出接地故障。该装置包括检测单元：用于检测UPS中性点和大地之间的电压；判断单元：用于判断检测单元检测出的电压是否大于预设值，如是则表明出现了输出接地故障。本发明无需使用Z－Z变压器和限流功率电阻，生成故障电流，只要检测、分析UPS中性点和大地之间的电压即可。本发明的方法和装置实现简单、成本低、测量准确。

Description

一种用于UPS的输出接地故障检测方法及装置

技术领域

本发明涉及一种用于UPS的输出接地故障检测方法，本发明还涉及一种用于UPS的输出接地故障检测的装置。

背景技术

不间断电源(Uninterruptible Power System，简称UPS)输出接地故障严重影响用户用电安全，其对用户供电的影响可以归纳为以下两类：一、对于输出中性点接地的系统，输出火线接地故障，可产生非常大的故障电流，将电源拉跨，导致用户断电；二、对于输出不接地的系统，输出火线对地短路后，不会产生很大的电流，但未短路相对地的电压由相电压升为线电压，是原来的1.732倍，增加了系统的绝缘压力，使系统的故障率升高。美国国家电气法令要求，对于不接地的系统，如果火线对地短路，要求系统能够检测出，并发出报警，以便维护人员及时检修。

对于一，通过检测异常的故障电流，可以很容易检测出接地故障；对于二，由于没有故障电流，检测较困难。目前常用的方法为，通过一个Z-Z变压器和一个限流功率电阻，生成一个故障电流，检测故障电流的大小，可以判断是否发生接地故障。这种方法使用的变压器和电阻体积都比较大，检测设备笨重，而且成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是为了克服以上的不足，提出了一种低成本的用于UPS的输出接地故障检测方法和装置。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：一种用于UPS的输出接地故障检测方法，包括如下步骤：第一步：检测UPS中性点和大地之间的电压；第二步：判断第一步检测出的电压是否大于预设值，如是则表明出现了输出接地故障。

所述预设值预设值大于0、小于额定电压。

所述UPS中性点为UPS内部参考点。

所述UPS中性点为UPS三相输出电压通过连接星型网络形成，所述星型网络由对称的线型元件组成。

所述线型元件包括电阻、电容、电感中的至少一种。

一种用于UPS的输出接地故障检测的装置，包括检测单元：用于检测UPS中性点和大地之间的电压；判断单元：用于判断检测单元检测出的电压是否大于预设值，如是则表明出现了输出接地故障。

所述预设值预设值大于0、小于额定电压。

所述UPS中性点为UPS内部参考点。

所述UPS中性点为UPS三相输出电压通过连接星型网络形成，所述星型网络由对称的线型元件组成。

所述线型元件包括电阻、电容、电感中的至少一种。

本发明与现有技术对比的有益效果是：本发明的用于UPS的输出接地故障检测方法和装置无需使用Z-Z变压器和限流功率电阻，生成故障电流，只要检测、分析UPS中性点和大地之间的电压即可。本发明的方法和装置实现简单、成本低、测量准确。

附图说明

图1是本发明具体实施方式的一种输出接地故障检测原理示意图；

图2是本发明具体实施方式的出现了输出接地故障时的检测原理示意图；

图3是本发明具体实施方式的另一种输出接地故障检测原理示意图。

具体实施方式

一种用于UPS的输出接地故障检测方法，包括如下步骤：第一步、检测UPS中性点和大地之间的电压；第二步、判断第一步检测出的电压是否大于预设值，如是则表明出现了输出接地故障。

理论上讲，UPS正常工作时，检测电压为0；当输出短路时，检测电压上升为单相线电压。所以，预设值可以是大于0，小于额定电压(即UPS的单相线电压)的任意值。例如：所述预设值可为UPS的单相输出电压的0.25倍；或者可为UPS的单相输出电压的0.2倍，这主要由UPS的内部结构决定。

如图1所示，所述UPS中性点为UPS内部参考点。如图3所示，所述UPS中性点也可为UPS三相输出电压通过连接星型网络形成，所述星型网络由对称的线型元件组成。所述线型元件包括电阻、电容、电感中的至少一种。所述对称的线型元件不仅指电路的连接方式对称，而且指采用同样的电阻、同样的电容、同样的电感。

本发明的原理阐述如下：如图1所示，N是UPS内部参考点，UPS的输出电压可以由三个对称的正弦电压源(Vouta，Voutb，Voutc)表示，UPS内部参考点N与大地PE之间没有直接的电气联系。由于UPS系统没有直接接地，整个系统由杂散电容和大地PE之间产生电气联系，对于对称的系统，三相的杂散电容(Ca，Cb，Cc)基本上是相同的，加上三相输出电压(Vouta，Voutb，Voutc)基本上是对称的，所以正常时，N与PE之间的电压V_measure接近于0。

如图2所示，如果UPS有一相电压(假设为C相)对大地PE发生短路，则PE与C相输出电压电位相同，PE与N之间的电压V_measure变为C相的相电压。通过检测UPS内部参考点对PE之间的电压，可以判断出UPS是否发生了输出接地故障。即UPS内部参考点和大地之间的电压大于预设值时，则表明UPS出现了输出接地故障

如图3所示，UPS中性点是UPS三相输出电压通过连接星型网络形成，所述星型网络由对称的线型元件组成。在图3中，输出ABC相分别连接三个阻值相等的电阻的一端，电阻的另一端连在一起，形成一个新的节点N1，N1也是一个中性点，测量N1与PE之间的电压也可以达到同样的效果。N1与PE之间的电压称为V_measure。正常时，V_measure接近于0，当发生单相对地短路故障时，V_measure接近输出单相相电压。判断V_measure的电压，可以判别UPS是否发生输出接地故障。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于UPS的输出接地故障检测方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步：检测UPS中性点和大地之间的电压；

第二步：判断第一步检测出的电压是否大于预设值，如是则表明出现了输出接地故障。

2.根据权利要求1所述的用于UPS的输出接地故障检测方法，其特征在于：所述预设值大于0、小于额定电压。

3.根据权利要求1或2所述的用于UPS的输出接地故障检测方法，其特征在于：所述UPS中性点为UPS内部参考点。

4.根据权利要求1或2所述的用于UPS的输出接地故障检测方法，其特征在于：所述UPS中性点为UPS三相输出电压通过连接星型网络形成，所述星型网络由对称的线型元件组成。

5.根据权利要求4所述的用于UPS的输出接地故障检测方法，其特征在于：所述线型元件包括电阻、电容、电感中的至少一种。

6.一种用于UPS的输出接地故障检测的装置，其特征在于：包括检测单元：用于检测UPS中性点和大地之间的电压；

判断单元：用于判断检测单元检测出的电压是否大于预设值，如是则表明出现了输出接地故障。

7.根据权利要求6所述的用于UPS的输出接地故障检测的装置，其特征在于：所述预设值预设值大于0、小于额定电压。

8.根据权利要求6或7所述的用于UPS的输出接地故障检测的装置，其特征在于：所述UPS中性点为UPS内部参考点。

9.根据权利要求6或7所述的用于UPS的输出接地故障检测的装置，其特征在于：所述UPS中性点为UPS三相输出电压通过连接星型网络形成，所述星型网络由对称的线型元件组成。

10.根据权利要求9所述的用于UPS的输出接地故障检测的装置，其特征在于：所述线型元件包括电阻、电容、电感中的至少一种。

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