CN102163933B - 用于功率逆变器的防雷保护 - Google Patents
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Abstract
一种逆变器，包括：用于将所述逆变器连接到AC功率源的两条输入线；所述输入线之间有效的缓冲电容；接地的电势均衡母线；监测所述两条输入线中的至少一条相对于所述电势均衡母线的电隔离的隔离监测装置；以及用于将过电压从所述输入线排出到所述电势均衡母线的过压消除装置，所述过压消除装置具有至少一个过压消除器。所述至少一个过压消除器连接在其相对于所述电势均衡母线的电隔离被监测的那条输入线和所述电势均衡母线之间，没有任何熔丝与所述至少一个过压消除器串联连接。所述过压消除装置中连接在所述两条输入线中的另一条和所述电势均衡母线之间的任何过压消除器——如果有的话——与熔丝串联连接。
Description
技术领域
本发明涉及过压保护，尤其涉及用于功率逆变器的防雷保护。更具体而言，本发明涉及用于逆变器的过压保护，逆变器包括用于将逆变器连接到DC电源的两条输入线；两条输入线之间有效的缓冲电容；适于连接到至少一个接地装置的电势均衡母线(potential equalization busbar)；监测两条输入线中至少一条相对于电势均衡母线的电隔离的隔离监测装置；用于从输入线向电势均衡母线排放过电压的过电压消除装置，该过电压消除装置具有至少一个过电压消除器。此外，本发明涉及一种包括这种逆变器的太阳能发电站。不过，逆变器也可以与其他DC电流或DC电压源结合使用。
尤其在DC电流或DC电压源所连接到的、暴露于天气环境中且因此易于受到雷电接入的更大危险的这种逆变器中，会发生由雷电产生的过电压导致的问题。除了光伏发电机之外，这也适用于风力发电机。
背景技术
在HERNANDEZ J C等人的如下文章中描述的逆变器中，逆变器的两条输入线中的每条都经由充当过压消除器的变阻器连接到接地电势均衡母线：“Lightning and Surge Protection in Photovoltaic Installations”，IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY，IEEE SERVICE CENTER，NEW YORK，NY，US LNKD-DOI：10.1109/TPWRD.2008.917886，Vol.23，No.4，October1，2008(2008-10-01)，pages 1961-1971，XP011225303ISSN：0885-8977。两条输入线之一可以额外地经由GFDI，即接地故障检测器和断路器，连接到电势均衡母线，以向这一输入线施加地电势但在接地故障的情况下自动中断该地连接。例如，如果通过雷电向这一已知逆变器的输入线中耦合了过电压，其通过变阻器流到电势均衡母线并从那里流向地。只要变阻器未过载，它们就会再次变成高电阻，即在消除过电压之后不再导电。不过，如果它们过载，变阻器则变为永久低电阻的，即，导电的。如果两条输入线和电势均衡母线之间的变阻器过载，这意味着两条输入线之间以及连接到输入线的DC功率源出现不希望的短路。此外，有很大概率该短路不会导致GFDI中断(tripping)，因为它由于并联连接的变阻器也变为低电阻而未注意到接地故障。因为这种可能性，已知将两个变阻器中的每个与熔丝串联连接，不过这意味着额外的工作量和相关成本。而变阻器很少包括用于故障信号发送的器件，对于GFDI而言通常是这种情况。于是，可以容易地注意到GFDI中断并将其作为逆变器故障的指示而通过信号通知。
在另一种已知逆变器中，在其两条输入线之间串联连接两个变阻器。经由基于火花隙的过压消除器将两个变阻器之间的中间点连接到这种已知逆变器的电势均衡母线。串联连接的两个变阻器还能够补偿两条输入线之间的过电压。为了消除过电压而向接地电势均衡母线排出的电流流经火花隙，在消除过电压之后，再次变为高电阻的变阻器将火花隙关闭。不过，如果由于过载导致一个变阻器变成永久低电阻，就不再确保火花隙的关闭，通过使两个变阻器都过载，输入线之间出现永久短路。
为了对逆变器进行防雷保护，同样已知在逆变器外壳上方提供连接到接地装置的雷电捕捉棒。雷电捕捉棒相对于逆变器的外壳是高压隔离的，从雷电捕捉棒到接地装置的电线还包括高压隔离。由于这种高压隔离的原因，减小了这条线对雷电诱发的电流的特性波电阻，从而可以迅速将这些电流排出到地而不会耦合到逆变器外壳中。不过，存在相当大的危险，即由于雷电导致的从接地装置流出的地电流仍然会通过逆变器的电势均衡母线的接地而耦合到逆变器中，因为由于地阻抗高的原因，地电流仅能够经由大的地面区域流走。
需要一种功率逆变器和包括这种功率逆变器的太阳能发电站，其以更低成本提供增强的防雷保护。
发明内容
本发明涉及一种逆变器，包括用于将所述逆变器连接到DC功率源的两条输入线；所述输入线之间有效的缓冲电容；适于连接到至少一个接地装置的电势均衡母线；监测所述两条输入线中的至少一条相对于所述电势均衡母线的电隔离的隔离监测装置；以及用于将过电压从所述输入线排出到所述电势均衡母线的过压消除装置，所述过压消除装置具有至少一个过压消除器；其中所述过压消除装置的至少一个过压消除器连接在其相对于所述电势均衡母线的电隔离受所述隔离监测装置监测的那至少一个输入线和所述电势均衡母线之间，而没有任何熔丝与所述至少一个过压消除器串联连接；其中，所述过压消除装置中连接在所述两条输入线中的另一条和所述电势均衡母线之间的任何过压消除器(如果有的话)与熔丝串联连接。
此外，本发明涉及一种太阳能发电站，包括：多个产生DC电流的光伏发电机；至少一个逆变器；以及至少一个远离所述逆变器的集流装置，所述集流装置从所述多个光伏发电机中的至少一些收集DC电流并将其转送到逆变器的输入线。太阳能发电站的逆变器包括：用于从所述多个光伏发电机接收DC电流的两条输入线；所述输入线之间有效的缓冲电容；接地的第一电势均衡母线；监测所述两条输入线中的至少一条相对于所述电势均衡母线的电隔离的隔离监测装置；以及用于将过电压从所述输入线排出到所述电势均衡母线的过压消除装置，所述过压消除装置具有至少一个过压消除器；其中所述过压消除装置的至少一个过压消除器连接在其相对于所述电势均衡母线的电隔离受所述隔离监测装置监测的那至少一个输入线和所述电势均衡母线之间，而没有任何熔丝与所述至少一个过压消除器串联连接；其中，所述过压消除装置中连接在所述两条输入线中的另一条和所述电势均衡母线之间的任何过压消除器(如果有的话)与熔丝串联连接。远离逆变器的至少一个集流装置包括：至少一对从所述多个光伏发电机中的至少一个收集DC电流的集流线；接地的第二电势均衡母线；每对集流线至少两个具有在过载时变为永久低电阻的类型的变阻器；以及每对集流线至少一个熔丝；其中所述至少一对集流线的两条集流线通过充当过压消除器的至少两个变阻器中的至少一个连接到所述第二电势均衡母线，其中这些变阻器之一与至少一个熔丝串联连接。
在研究以下附图和详细描述之后，本发明的其他特征和优点对于本领域的技术人员将变得显而易见。意图是，所有这样的额外特征和优点包括在本发明如权利要求界定的范围之内。
附图说明
参考以下附图将更好地理解本发明。附图中的部件未必按比例绘制，而是将重点放在清楚例示本发明的原理上。在附图中，在所有的几幅图中，类似的附图标记表示对应的部分。
图1示出了新的逆变器的第一实施例。
图2示出了用于新的逆变器的外部防雷保护。
图3示出了新的逆变器的第二实施例。
图4示出了提供于远离逆变器的电流收集装置中的额外防雷保护的实施例，其中所述逆变器用于连接到逆变器的光伏DC功率源；以及
图5示出了提供于远离逆变器的电流收集装置中的额外防雷保护的另一实施例，其中所述逆变器用于连接到逆变器的光伏DC功率源。
具体实施方式
在以下描述中，将使用术语“熔丝”表示通过熔铅(melting lead)中断电流的熔丝和以另一种方式(例如自动断路器)中断电流的熔丝。在本文中仅术语“铅熔丝”是指具有熔铅的熔丝。
此外，术语“一条输入线”和“两条输入线之一”是指其相对于电势均衡母线的电隔离受到隔离监测装置监测的至少一条输入线。对应地，术语“另一条输入线”和“两条输入线中的另一条”是指其相对于电势均衡母线的电隔离未必受到隔离监测装置监测的相应的另一输入线。
在新的逆变器中，过压消除装置中的至少一个过压消除器连接在其相对于电势均衡母线的隔离通过隔离监测装置被考察或监测的至少一条输入线和电势均衡母线之间，而没有任何熔丝与其串联连接，而过压消除装置中的连接在另一条输入线和电势均衡母线之间的任何过压消除器(如果有的话)通过串联连接的熔丝而被提供保险。即，在另一条输入线和电势均衡母线之间，或者不提供电压消除装置的电压消除器，或者通过串联连接的熔丝对其提供保险。
于是，在本发明中，可以避免至少一条熔丝，迄今为止该熔丝与过压消除装置的过压消除器之一串联连接。然而，新的逆变器将常常没有连接在另一输入线和电势均衡母线之间的过压消除装置的过压消除器。即使此时，过电压消除装置对于发生于另一条输入线和电势均衡母线之间的过电压也是有效的，这种过电压可能是由雷电导致的。这种过电压的频率很高，使得逆变器输入线之间有效的缓冲电容在两条输入线之间为同样频率的这些过电压激起的电流提供了低AC电阻。于是可以由来自一条输入线经由缓冲电容流动的电流补偿新逆变器的另一输入线处的过电压。然后可以经由布置于一条输入线和电势均衡母线之间的过压消除装置的一个或多个过压消除器来消除一条输入线上所得的过电压。结果，过压消除装置以更少数量的过压消除器提供了完全的过压保护。具体而言，它可以仅包括并联连接的过压消除器，甚至不超过一个，即单个连接在一条输入线和电势均衡母线之间的过压消除器。不过，常常会在一条输入线和电势均衡母线之间并联连接多个过压消除器，例如，用以降低每个正常工作的过压消除器必须要承受的电压。这样允许使用更小和更便宜的过压消除器。
不过，新发明的优点不限于在没有功能损失的情况下避免过压消除器。相反，新逆变器的功能性和功能安全性甚至进一步增强，因为在过压消除装置的一个或多个过压消除器变为低电阻时，其隔离监测装置会可靠地做出响应。这是由于，在一条输入线和电势均衡母线之间存在一个或多个过压消除器的低欧姆电阻，从而与这一被考察输入线的地或隔离故障具有相同的效果。于是，可靠地实现了过电压消除情况，并可以开始任何期望的检查程序。
在新的逆变器中，还可以在相应的其他输入线和电势轨(rail)之间连接一个甚至更多过压消除器，不过，其然后与熔丝串联连接，熔丝例如是铅熔丝或自动断路器。无论逆变器的隔离监测装置考察(survey)的是仅一条输入线还是两条输入线(相对于其与电势均衡母线的隔离)，这种情况都成立。利用在一条输入线和电势均衡母线之间与熔丝串联连接的这种额外的过压消除器，提供了从另一输入线到电势均衡母线的额外的过电压消除路径。通过串联连接的熔丝避免或停止了使这一额外过压消除器过载的不利结果。具体而言，熔丝还通过过压消除装置的过压消除器的整体和电势均衡母线避免了输入线之间的短路。即使由于熔丝过载而切断了另一输入线和电势均衡母线之间的额外过压消除器，根据上述机制仍经由缓冲电容给出了用于另一输入线的实质防雷保护。如果一条输入线和电势均衡母线之间的过压消除器变为低电阻，即由于过载而导电，则即使没有其他措施这也适用。
隔离监测装置可以包括连接在另一输入线和电势均衡母线之间的GFDI。GFDI的中断确保了在GFDI未连接到的输入线之一和电势均衡母线之间的一个或多个过压消除器变为永久低电阻时，不会保持输入线之间经由电势均衡母线的任何短路。GFDI还常常包括可以向外发送其中断的信号的集成故障信号发送装置。
新逆变器的过压消除装置的每个过压消除器可以是变阻器，尤其是如下类型的变阻器，其在过载时以受控方式变为永久低电阻。不过，新逆变器的过压消除装置的每个过压消除器通常可以基于火花隙。也可以在输入线之一和电势均衡母线之间以与基于火花隙的过压消除器串联的变阻器的形式连接过压消除器。
在新的逆变器中，GFDI可以与电感器串联以针对高频电流对其进行保护。该电感器可以是空心电感器，可以是小尺度的，因为GDFI被设计成在小电流下降或中断之前接受小电流。
如上所述，GFDI可以连接到新逆变器的故障信号发送装置，其向外部考察单元发送其中断的信息。此外，GFDI可以借助电动机复位，以便例如在接入雷电但未导致永久性损伤之后将其从远程位置切换回其导电启动状态。
新逆变器的金属外壳还可以连接到电势均衡母线。如果电势均衡母线不仅连接到所述至少一个接地装置，而且连接到至少一个另一接地装置，则不仅此时，而且通常都是有利的。为了将电势均衡母线连接到这一至少一个另一接地装置，可以提供高压隔离的连接线，其对于雷电感生的电流具有特别低的特性波电阻，从而是这种电流的优选路径。通过这种方式，能够通过远离逆变器且远离连接到其上的任何DC功率源布置的另一接地装置将这样的电流引导到地。通过这种方式，尽可能避免了从该另一接地装置流向地的电流在逆变器以及任何相连的DC功率源中诱发过电压。还可以有几条高压隔离的连接线用于将电势均衡母线连接到几个另一接地装置，其优选在所有方向上分布。适当地，这些连接线中的每条大约为10到30m长。从大约10m开始，提供与电势均衡母线的主要接地装置的适当距离，使得从那里流向地的电流不再对逆变器有影响；超过大约30m，对于流向另一接地装置的雷电感生电流而言，电阻有变得过高以至于不能提供优选的流动路径的危险，尽管高压隔离的连接线具有低波阻。
可以在其隔离部的外表面为高压隔离的线提供低电导率层，以避免连接区域中的辉光放电并确保低特性波电阻。
除了新逆变器的电势均衡母线之外，还可以通过高压隔离的连接线将新逆变器的至少一条雷电捕捉棒连接到至少一个另一远程接地装置，其中优选在高压隔离连接线和电势均衡母线之间没有电触点。
在具有至少一个新的逆变器的太阳能发电站中，集流线均经由远离逆变器的集流装置中的至少一个充当过压消除器的变阻器连接到接地的电势均衡母线，所述集流线将直流电流从若干光伏发电机引导到逆变器的输入线。这些变阻器中的每个都具有在过载时变为永久低电阻的类型，至少一个变阻器与至少一个熔丝串联连接。该至少一个熔丝确保了即使在所有变阻器变为永久低电阻时集流线之间也不会发生短路。不过，由于它们的反应较慢，熔丝不会防碍在雷电事件期间从集流线向集流装置的电势均衡母线并从而向地消除雷电感应过电压。
引导DC电流的每对集流线的两条集流线可以均经由变阻器连接到中间点，其中至少一个熔丝与这些变阻器中的至少一个串联连接，且其中中间点经由至少一个另一变阻器连接到集流装置的电势均衡母线。在变阻器的该Y-连接中，针对任何发生的电压存在至少两个变阻器。于是，正常工作期间发生的电压至少分布在两个变阻器上，这允许使用较小尺度的变阻器，从而允许使用可以以更低成本获得的更小的变阻器。
为了即使在所有变阻器都因为过载而变为低电阻时也将任何直流电流引导线与电势均衡母线非永久性连接，可以在每个集流线和集流装置的另一电势均衡母线之间提供与变阻器之一串联连接的至少一个熔丝。
要理解的是，这里利用太阳能发电站描述的，针对雷电为用于来自远程集流装置中的光伏发电机的直流电流的集流线接熔丝的方式也可以独立于新的逆变器而加以有利的利用。
现在更详细地参考附图，图1所示的逆变器1包括两条输入线2和3，提供它们是为了连接这里未示出的DC功率源，且它们通往逆变器1的输入转换器4。输入转换器4通常是DC/DC转换器。通常，也可以是已经输出逆变器1的输出端AC电压的DC/AC转换器。在任何情况下，逆变器4具有输入电压链路5，输入电压链路5包括输入线2和3之间有效的大缓冲电容。该缓冲电容通常由多个个体电容器构成，其不仅容量大而且能够接受高峰值电流。在输入线2和3中分别提供电感器7和8，优选为空心电感器，以便一方面避免从DC功率源侧进入逆变器的高频电流，以及在可能由雷电诱发这种高频电流时避免这种高频电流从逆变器1输出。在电感器7和8(其在逆变器1中通常是任选的)和电压链路5之间，在输入线2和接地的电势收集轨或电势均衡母线9之间连接过压消除器10。在这里，过压消除器10是如下类型的变阻器，在过载时其以受控方式变为永久低电阻。另一方面，在另一输入线3和电势均衡母线9之间，GFDI(接地故障检测器和断路器)与空心电感器12串联连接。空心电感器12避免为GFDI 11加载高频电流或电流快速增大。GFDI 11用于将输入线3与地电势连接，同时，用于接地故障的监督。在发生接地故障时，通过降低或中断GFDI来自动中断输入线3通过GFDI 11到电势均衡母线9的地连接。GFDI发送其中断的信号，GFDI可以连接到故障信号发送装置(这里未示出)，其向逆变器外部发送信号。电势均衡母线9通过第一本地接地装置13和第二远程接地装置14连接到地。第二远程接地装置14通过高压隔离的线路15连接到电势收集轨9，这里高压隔离的线路15具有大约20m的长度，由于其对高频电流具有低特性波电阻，因而是雷电电流的优选流动路径。于是，这些雷电电流向远离逆变器1的地流动，如果可以完全避免这种情况，则这些雷电电流仅以低程度接入输入线。在输入线2处存在过电压的情况下，例如，过电压可以是由雷电导致的，该过电压作为电流经过过压消除器10流到电势收集轨9并从那里流向地。在发生的过电压使形成过压消除器10的变阻器过载并从而变为永久低电阻的情况下，GFDI的中断避免两条输入线2和3之间通过电势收集轨9短路。此外，GFDI的故障信号发送装置可用于向外部指示出发生了过电压。如果输入线3处存在雷电感应的过电压，则由于电压链路5的缓冲电容6大，且因为它是高频事件(对此缓冲电容6具有低AC电阻)，因此可以由来自输入线2的电流补偿所述雷电感应的过电压。如上所述，输入线2处得到的过电压可以经由过压消除器10和电势收集轨9流向地。同样在这种情况下，GFDI 11中断。逆变器1的金属外壳16也连接到电势收集轨9。只要外壳发生过电压，就经由高压隔离的连接线15和第二接地装置14排出它们，而不会导致损伤。
图2示出了在逆变器1的外壳16上方布置额外的雷电捕捉棒17以排出所发生的雷电电流的可能性。为雷电捕捉棒17提供相对于外壳16的高压隔离18。它们经由高压隔离线19彼此连接，并经由高压隔离的连接线15连接到第二接地装置14。这意味着，这里，连接线15未连接到逆变器1的电势均衡母线9。在根据图2的这种布置中，已经向地排出大部分所发生的雷电电流而不会将电流耦合到逆变器1中。
在图3所示的逆变器1的实施例中，在GFDI 11所连接到的输入线3和电势均衡母线9之间，即与GFDI 11并联提供另一过压消除器40。除了其相对于电势收集轨9的隔离由GFDI监测的输入线2之间的过压消除器10之外，提供另一过压消除器40。像过压消除器10那样，另一过压消除器40是在过载时取得低电阻的类型的变阻器，但也可以基于火花隙。另一过压消除器40与熔丝4串联连接或由熔丝4提供保险，熔丝4可以是铅熔丝或自动断流器。于是，熔丝41避免了在过压消除器40已过载时高电流流经过压消除器40，高电流可以是两条输入线2和3之间流经电势均衡母线9以及同样过载且因此是低电阻但不带熔丝的过压消除器10的短路电流。在正常工作中，即，在任何过载之前，带有串联连接的熔丝41的额外的过压消除器40为过电压提供从输入线3到电势均衡母线9的额外的流动路径。
图4示出了多个光伏发电机20，其共同形成待连接到根据图1、2或3的逆变器1的DC电压源。这些光伏发电机20中的每个都可以是所谓的串(string)，即串联的个体光伏电池的连接，其还可以包括多个这样的并联连接的串。每个光伏发电机单独通过铅熔丝21或22提供保险，对于每个光伏发电机而言，这两个铅熔丝中仅有一个是必需的。通过铅熔丝21和22，光伏发电机20连接到线路23和24，线路23和24充当着来自光伏发电机20的集流总线。每条线23和24连接到通过变阻器连接到接地装置28的电势均衡母线27，变阻器的类型是在过载时以受控方式变为低电阻，作为过压消除器25和熔丝26，熔丝26的形式是与过压消除器25串联连接的铅熔丝或自动断流器。在这里，虚线29包围的所有部分都可以位于集流装置30的外壳中。过压消除器25允许过电压从线路23和24流到电势均衡母线27并从而流向地。熔丝26不会妨碍该电流。不过，在有过载危险时，至少在过压消除器25过载并导致线路23和24间短路时，它们会中断并终止这种短路。如果两条熔丝26都中断，则两条线路23和24的地连接都会断开。熔丝26可以具有信号发送触点，向外指明由于熔丝26中断过压保护不再有效。
根据图5，提供总共三个具有配给熔丝33和34，即具有串联连接的熔丝33和34的过压消除器31和32，而不是提供两个过压消除器25和两个熔丝26。在这里同样，所有过压消除器31和32可以是在过载时变为低电阻的类型的变阻器，熔丝33和34可以是铅熔丝或自动断流器。在线路23和24之间过压消除器31与熔丝33串联连接；它们的中心点35通过过压消除器32和熔丝34连接到电势均衡母线27。于是，在所有电气相关点之间有两个过压消除器31或31和32。即，在这里，任何发生于正常工作期间的电压都分布在两个过压消除器31和32上。于是可以将每个过压消除器的尺寸设计得更小，并相应地构造得更小，并且使其更廉价。在图5所示的三个熔丝33和34中，可以省去熔丝34和/或熔丝33之一而不会影响防雷保护的基本功能。
可以对本发明的优选实施例做出很多变化和修改而基本不会脱离本发明的精神和原理。在此意在将所有这样的修改和变化包括在如以下权利要求所限定的本发明范围之内。
Claims (20)
1.一种逆变器，包括：
-用于将所述逆变器连接到DC功率源的两条输入线；
-所述输入线之间有效的缓冲电容；
-适于连接到至少一个接地装置的电势均衡母线；
-监测所述两条输入线中的至少一条输入线相对于所述电势均衡母线的电隔离的隔离监测装置；以及
-用于将过电压从所述输入线排出到所述电势均衡母线的过压消除装置，所述过压消除装置具有至少一个过压消除器；
其中所述过压消除装置的所述至少一个过压消除器连接在其相对于所述电势均衡母线的电隔离受所述隔离监测装置监测的所述至少一条输入线和所述电势均衡母线之间，没有任何熔丝与所述至少一个过压消除器串联连接。
2.根据权利要求1所述的逆变器，其中所述隔离监测装置包括接地故障检测器和断路器(GFDI)，该接地故障检测器和断路器(GFDI)连接在所述两条输入线中的另一条输入线和所述电势均衡母线之间。
3.根据权利要求1所述的逆变器，其中所述过压消除装置仅包括所述至少一个过压消除器。
4.根据权利要求1所述的逆变器，其中至少一个另外的过压消除器与熔丝串联连接在所述两条输入线中的另一条输入线和所述电势均衡母线之间。
5.根据权利要求1所述的逆变器，其中所述过压消除装置的每个过压消除器为变阻器。
6.根据权利要求5所述的逆变器，其中所述过压消除装置的每个过压消除器是具有在过载时变为永久低电阻的类型的变阻器。
7.根据权利要求1所述的逆变器，其中所述过压消除装置的每个过压消除器包括火花隙。
8.根据权利要求2所述的逆变器，其中所述接地故障检测器和断路器与电感器串联连接。
9.根据权利要求2所述的逆变器，其中所述接地故障检测器和断路器操作地连接到故障信号发送装置。
10.根据权利要求2所述的逆变器，其中提供用于使所述接地故障检测器和断路器复位的电动机。
11.根据权利要求1所述的逆变器，其中在所述两条输入线中的每条输入线中提供至少一个电感器。
12.根据权利要求1所述的逆变器，还包括连接到所述电势均衡母线的金属外壳。
13.根据权利要求1所述的逆变器，还包括用于将所述电势均衡母线连接到至少一个另外的接地装置的至少一条高压隔离的连接线。
14.根据权利要求1所述的逆变器，还包括至少一个雷电捕捉棒以及用于将所述至少一个雷电捕捉棒连接到至少一个另外的接地装置的至少一条高压隔离的连接线。
15.根据权利要求13所述的逆变器，其中所述高压隔离的连接线具有10到30m范围内的长度。
16.根据权利要求14所述的逆变器，其中所述高压隔离的连接线具有10到30m范围内的长度。
17.一种太阳能发电站，包括：
-产生DC电流的多个光伏发电机；
-至少一个逆变器，所述逆变器包括：
-用于从所述多个光伏发电机接收DC电流的两条输入线；
-所述输入线之间有效的缓冲电容；
-接地的第一电势均衡母线；
-监测所述两条输入线中的至少一条输入线相对于所述电势均衡母线的电隔离的隔离监测装置；以及
-用于将过电压从所述输入线排出到所述电势均衡母线的过压消除装置，所述过压消除装置具有至少一个过压消除器；
其中所述过压消除装置的所述至少一个过压消除器连接在其相对于所述电势均衡母线的电隔离受所述隔离监测装置监测的所述至少一条输入线和所述电势均衡母线之间，没有任何熔丝与所述至少一个过压消除器串联连接；以及
-至少一个远离所述逆变器的集流装置，所述集流装置从所述多个光伏发电机中的至少一些收集DC电流并将其转送到所述至少一个逆变器的所述输入线，所述至少一个集流装置包括：
-至少一对从所述多个光伏发电机中的至少一个收集DC电流的集流线；
-接地的第二电势均衡母线；
-每对集流线至少两个具有在过载时变为永久低电阻的类型的变阻器；以及
-每对集流线至少一个熔丝；
其中所述至少一对集流线中的每条集流线通过所述至少两个变阻器中的至少一个连接到所述第二电势均衡母线，并且其中所述至少两个变阻器中的至少一个变阻器与所述至少一个熔丝串联连接。
18.根据权利要求17所述的太阳能发电站，其中至少一个另外的过压消除器与熔丝串联连接在所述两条输入线中的另一条输入线和所述电势均衡母线之间。
19.根据权利要求17所述的太阳能发电站，其中所述至少一对集流线中的两条集流线均通过所述至少两个变阻器中的至少一个变阻器连接到公共中间点，其中这些变阻器中的至少一个变阻器与所述至少一个熔丝串联连接，并且其中所述中间点通过所述至少两个变阻器中的另外一个变阻器连接到所述第二电势均衡母线。
20.根据权利要求17所述的太阳能发电站，其中至少一个熔丝与所述至少一对集流线中的两条集流线中的每条集流线和所述第二电势均衡母线之间的变阻器串联连接。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6504692B1 (en) * | 2000-04-06 | 2003-01-07 | Pass & Seymour, Inc. | AFCI device which detects upstream and downstream series and parallel ARC faults |
| CN1492558A (zh) * | 2002-10-24 | 2004-04-28 | 卫其昌 | 光电式半导体保安单元 |
| JP2004236413A (ja) * | 2003-01-29 | 2004-08-19 | Kyocera Mita Corp | スイッチング電源用のノイズフィルタ回路 |
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6504692B1 (en) * | 2000-04-06 | 2003-01-07 | Pass & Seymour, Inc. | AFCI device which detects upstream and downstream series and parallel ARC faults |
| CN1492558A (zh) * | 2002-10-24 | 2004-04-28 | 卫其昌 | 光电式半导体保安单元 |
| JP2004236413A (ja) * | 2003-01-29 | 2004-08-19 | Kyocera Mita Corp | スイッチング電源用のノイズフィルタ回路 |
| KR20080097861A (ko) * | 2007-05-03 | 2008-11-06 | 삼성전기주식회사 | 서지 보호 회로를 구비한 전원장치 |
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