CN108321763B - 用于保护多个直流电压源的系统 - Google Patents

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Abstract

该保护系统(30)意保护保护多个DC电压源(20)，所述多个DC电压源(20)能够连接在电压逆变器(12)的第一(16)和第二(18)输入端之间，所述电压逆变器(12)能够将DC输入电压转变为AC输出电压，每个DC电压源(20)被第一导电体(22)连接到所述第一输入端(16)并被第二导电体(26)连接到所述第二输入端(18)。所述保护系统(30)对于每个DC电压源(20)包括用于所述第一导电体(22)相对于电学地(32)的隔离错误的第一截止部件(36)和第一检测器(48)，所述第一检测器(48)和所关联的第一截止部件(36)串联在对应的DC电压源(20)和所述逆变器的所述第一输入端(16)之间。所述保护系统(30)包括用于在检测到所述隔离错误的情况下触发所关联的第一截止部件(36)的装置(48)，以便断开对应于所述第一导电体(22)的电链路。

Description

用于保护多个直流电压源的系统
本分案申请是申请日为2013年10月17日、申请号为201380054153.8、发明名称为“用于保护多个直流电压源的系统”的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于保护多个直流电压源的系统，该多个直流电压源能够并联在电压逆变器的第一和第二输入端之间，该电压逆变器能够将直流(DC)输入电压转变为交流(AC)输出电压，每个DC电压源由第一导电体连接到第一输入端并由第二导电体输入到第二输入端。
本发明还涉及DC电压产生单元，包括电压逆变器、并联在逆变器的输入端之间的多个DC电压源、以及用于该多个DC电压源的保护系统。
本发明还涉及一种用于保护多个DC电压源的方法。
背景技术
文献EP 1291997A2中已知前述类型的产生单元。该产生单元包括电压逆变器，该电压逆变器能够将太阳能电池场传送的DC电压转变为提供给电网的AC电压。太阳能电池场形成并联在逆变器的输入端之间的多个DC电压源。
该产生单元还包括一种用于保护多个DC电压源的系统，该保护系统包括地错误检测器，即检测导电体相对于电学地的绝缘错误的检测器。如果检测到地错误，则检测器命令电压逆变器中断，以便隔离DC电压源。
然而，这样的保护系统在检测到地错误的情况下导致很大的操作损耗，这是因为电压逆变器被停止，并且产生单元不再向电网提供DC电压。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种保护系统，其使得能够在地错误的情况下(即在导电体相对于电学地的绝缘错误的情况下)降低操作损耗。
因此，本发明涉及一种前述类型的保护系统，其特征在于，对于每个DC电压源，其包括用于所述第一导电体相对于电学地的隔离错误的第一截止部件和第一检测器，所述第一检测器和所关联的第一截止部件串联在对应的DC电压源和所述逆变器的所述第一输入端之间，以及
在于其所包括用于在检测到所述隔离错误的情况下触发所关联的第一截止部件的装置，以便断开对应于所述第一导电体的电链路。
根据本发明的其它有利方面，所述保护系统包括一个或多个以下特征，这些特征单独考虑或根据技术上所有可能的组合考虑：
-所述系统还包括用于生成第一预定参考信号的第一发生器，所述第一发生器能够连接在所述电学地和所述第一输入端之间，所述第一参考信号具有非零预定频率，并且每个第一检测器能够检测所述第一参考信号用于错误检测，所述第一参考信号能够在隔离错误的情况下经由所述电学地在对应的所述第一检测器与所述第一发生器之间流动；
-所述系统对于每个DC电压源还包括用于检测所述第二导电体相对于所述电学地的隔离错误的第二检测器和第二截止部件，所述第二检测器和所关联的第二截止部件串联在对应的DC电压源和所述逆变器的所述第二输入端之间，以及所述系统包括用于在检测到所述隔离错误的情况下触发所关联的第二截止部件的装置，以便断开对应于所述第二导电体的电链路；
-所述系统还包括用于生成第二预定参考信号的第二发生器，所述第二发生器能够连接在所述电学地和所述第二输入端之间，所述第二参考信号具有非零预定频率，以及每个第二检测器能够检测所述第二参考信号用于错误检测，所述第二参考信号能够在隔离错误的情况下经由所述电学地在对应的所述第二检测器与所述第二发生器之间流动；
-所述系统针对每个DC电压源包括辅助装置，每个辅助装置包括保护壳、所述第一检测器和所述第二检测器，所述检测器位于所述保护壳中；
-所述第一检测器包括能够测量在所述第一导电体中流动的DC电流的强度的第一DC电流传感器，所述第二检测器包括能够测量在所述第二导电体中流动的DC电流的强度的第二DC电流传感器，所述辅助装置还包括测量两个导电体中流动的电流的和的电变压器；
-每个检测器包括诸如分路器的电流传感器，其能够测量在对应的导电体中流动的电流的强度；
-每个检测器包括高通滤波器，以便从测量的电压消除DC分量；
-每个检测器包括计算部件，其能够根据所述电流传感器所测量的强度计算DC电流的强度以及反向电流的强度；以及
-所述系统还包括用于集中所检测的错误的装置，所述集中装置能够与每个检测器通信，并且如果检测到一个或多个隔离错误，向对应的截止部件发送触发信号。
本发明还涉及DC电压产生单元，包括：
-电压逆变器，能够将输入DC电压转变为AC电压，所述AC电压具有至少一个相，所述逆变器包括用于该相或每个相的输出端以及第一和第二输入端，
-多个DC电压源，跨所述逆变器的两个输入端并联，每个DC电压源通过第一导电体连接到所述第一输入端并通过第二导电体连接到所述第二输入端，以及
-保护系统，用于保护所述多个DC电压源，
其特征在于所述保护系统如以上所限定。
根据本发明的另一优选方面，每个DC电压源包括至少一个光伏面板。
本发明还涉及一种用于保护多个DC电压源的方法，所述多个DC电压源能够连接在电压逆变器的第一和第二输入端之间，所述电压逆变器能够将DC输入电压转变为AC输出电压，每个DC电压源被第一导电体连接到所述第一输入端并被第二导电体连接到所述第二输入端，
所述保护方法包括以下步骤：
-通过使用所述第一隔离错误检测器检测所述第一导电体相对于电学地的第一隔离错误，以及
-在相对于所述电学地检测到第一隔离错误的情况下，触发关联的第一截止部件以便断开与所述第一导电体的对应电链路，所述第一检测器和所关联的第一截止部件串联在对应的DC电压源与所述逆变器的第一输入端之间。
根据本发明的其它优选方面，所述保护方法包括一个或多个以下特征，这些特征单独考虑或根据技术上所有可能的组合考虑：
-所述方法还包括以下步骤：
+通过使用所述第二隔离错误检测器检测所述第二导电体相对于电学地的第二隔离错误，以及
+在相对于所述电学地检测到第二隔离错误的情况下，触发(240、250；470、480)关联的第二截止部件(38)以便断开与所述第二导电体(26)的对应电链路，所述第二检测器(50)和所关联的第二截止部件(38)串联在对应的DC电压源(20)与所述逆变器的第二输入端(18)之间；
以及
-在相对于所述电学地检测到第二隔离错误的情况下的所述第二截止部件的触发步骤中，所述第二截止部件的触发被与所述第一截止部件的触发同时命令，优选在20ms内，以便具有所述第一和第二截止部件的同时打开，优选在20ms内。
附图说明
在阅读以下说明时，本发明的这些特征和优点将变得明显。以下说明仅作为非限制性示例提供，并参考附图完成，其中：
图1是根据本发明的第一实施例的用于产生AC电压的产生单元的图示，该单元包括电压逆变器、并联在逆变器的输入端之间的多个DC电压源、以及用于截止部件以及第一检测器的保护系统，第一检测器用于检测第一导电体相对于电学地的绝缘错误，第一检测器及其关联的第一截止部件串联在对应的DC电压源与逆变器的第一输入端之间；
图2是图1的保护装置的图示，该保护装置包括第一和第二绝缘错误检测器；
图3是图2的每个绝缘错误检测器的图示，该检测器包括电流传感器，该电流传感器一方面连接到参考信号检测级、另一方面连接到用于计算DC电流和反向电流的部件；
图4是图3的检测级的图示；
图5是第一地错误出现时保护系统的操作流程图；
图6是第二地错误出现时保护系统的操作流程图；
图7是根据本发明的第二实施例的类似于图1的视图；
图8是根据本发明的第二实施例的保护系统在逆变器的输入端处的DC电流的两个极之间出现反向电流和电流差时的操作流程图；以及
图9是根据第三实施例的类似于图2的视图。
具体实施方式
在图1中，用于产生AC电压的单元10包括能够将DC输入电压转变为AC电压的电压逆变器12以及第一输入端16和第二输入端18，该AC电压具有至少一个相，逆变器12包括用于每个相的输出端14。
产生单元10还包括并联在逆变器的两个输入端16和18之间的多个DC电压源20。
产生单元10包括多个第一导电体22，其进一步将各个相应的DC电压源20链接到第一输入端16，第一导电体22彼此电链接并通过第一电线24链接到第一输入端16。
产生单元10还包括多个第二导电体26，用于将各个相应的DC电压源20链接到第二输入端18，第二导电体26彼此电链接并通过第二电线28连接到第二输入端18。
产生单元10还包括用于保护多个DC电压源20的系统30，尤其是，关于来自于第一导电体22和第二导电体26之中的一个或多个导电体相对于电学地32的绝缘错误。
在图1的示例实施例中，逆变器12传送的AC电压是三相电压，继而逆变器12包括三个输出端14。
电压逆变器12本身是已知的，其包括可控电子开关(未示出)，该电子开关根据控制信道而进行开关，以便将输入DC电压转变为三相输出电压。
在图1的示例实施例中，第一输入端16对应于DC输入电压的正极，并且也称为正输入端。第二输入端18对应于DC输入电压的负极，并且也称为负输入端。
每个DC电压源20由相应的第一导电体22连接到第一输入端16，并由相应的第二导电体26连接到第二输入端18。每个DC电压源20包括至少一个光伏面板34。在图1的示例实施例中，每个DC电压源20包括光伏面板34。
在未示出的替代例中，每个DC电压源20包括串联或并联在输入端16和18之间的多个光伏面板34。
在图1的示例实施例中，第一导电体22和第一电线24对应于DC电压的正极，第一电线24也称为正线。第二导电体26和第二电线28对应于逆变器12的输入处提供的DC电压的负极，第二电线28也称为负线。
对于每个DC电压源20，保护系统30包括连接到对应的第一导电体22的第一电截止部件36、以及到对应的第二导电体26的第二电截止部件38、以及与第一截止部件36和第二截止部件38关联的辅助装置40。第一截止部件36、第二截止部件38和辅助装置40形成用于保护对应的DC电压源20的装置42，如图1和图2所示。
在图1的示例实施例中，保护系统30为每个DC电压源20包括对应的保护装置42。
保护系统30包括第一预定参考信号的第一发生器44。此外，保护系统30包括生成第二预定参考信号的第二发生器46。
每个第一截止部件36和每个第二截止部件38例如是断路器，诸如磁热断路器。在图2的示例实施例中，同一保护装置42的第一和第二截止部件38由四极断路器形成，每个截止部件36、38对应于断路器的两个极。在此实施例中，第一截止部件36和第二截止部件38通过触发条(未示出)机械耦接，以便允许第一截止部件36和第二截止部件38的同时打开。
每个辅助装置40包括保护壳47和第一检测器48，第一检测器48检测对应的第一导电体22相对于电学地32的绝缘错误，第一检测器48位于保护壳体47中。
此外，每个辅助装置40包括第二检测器50，第二检测器50检测对应的第二导电体26相对于电学地32的绝缘错误，第二检测器50位于保护壳体47中。
第一发生器44连接在电学地32与第一输入端16之间，以便向第一电线24上注入第一参考信号。第一参考信号具有非零的预定频率，例如等于2.5Hz，以便不与在第一电线24和第一导电体22中流动的DC电流结合。
第二发生器46连接在电学地32与第二输入端18之间，以便向第二电线28上注入第二参考信号。第二参考信号具有非零的预定频率，例如等于2.5Hz，以便不与在第二电线28和第二导电体26中流动的DC电流结合。
在未示出的替代例中，保护系统30包括第一发生器44和第二发生器46之中的单个发生器，在第一电线24和第二电线28中的一个电线上注入的参考信号能够通过第一电线24和第二电线28之间的阻抗耦合返回到第一电线24和第二电线28中的另一电线。例如通过电压逆变器12进行第一电线24和第二电线28的阻抗耦合。
关联的第一检测器48和第一断路器36串联在对应的DC电压源20与逆变器的第一输入端16之间。
第一检测器48能够检测第一参考信号以便检测绝缘错误，在具有绝缘错误的情况下，第一参考信号经由电学地32在对应的第一检测器48与第一发生器44之间流动(箭头F1)。
关联的第二检测器50和第二断路器38串联在对应的DC电压源20和逆变器的第二输入端18之间。
第二检测器50能够检测第二参考信号以便检测绝缘错误，在对应的第二导电体26上具有绝缘错误的情况下，第二参考信号经由电学地32在第二检测器50与第二发生器46之间流动(箭头F2)。
每个检测器48、50包括能够测量在对应的导电体22、26中流动的电流的电流传感器52、用于检测第一参考信号或第二参考信号的级54、以及用于计算DC电流和反向电流的部件56，如图3中所示。
在图2至4的示例实施例中，电流传感器52是分路器。
在所描述的实施例中，如果所述检测器检测到对应的导电体22、26相对于电学地32的绝缘错误，每个检测器48、50能够触发关联的截止部件36、38。换言之，第一检测器48形成用于在检测到对应的第一导电体22相对于电学地32的绝缘错误的情况下触发关联的第一断路器36的触发装置。类似地，第二检测器50形成用于在检测到对应的第二导电体26相对于电学地32的绝缘错误的情况下触发关联的第一断路器38的装置。
如图4所示，检测级54连接到电流传感器52的终端。其包括差分放大器58、串联在差分放大器58的输出处的第一滤波级60、第二滤波级62和第三滤波63、连接在第三滤波级64的输出处的模数转换器66、以及连接在模数转换器66的输出处的降噪器68。检测级54可以检测AC电流，即第一van考信号和/或第二参考信号。
在未示出的替代例中，将两个检测器48、50的差分放大器58的输出加到一起。这使得可以在来自电流传感器的测量信号具有低值时将来自两个电流传感器52的测量信号相加，以提高信噪比。
计算部件56本身是已知的，并且能够根据电流传感器52测量的强度计算DC电流的强度。计算部件56也能够从电流传感器52测量的强度计算反向电流的强度，反向电流能够在关于电学地52存在双绝缘错误(即，第一导电体22针对给定DC源的绝缘错误之后几乎同时跟随着第二导电体26针对另一DC电压源的相对于电学地32的错误)的情况下出现。
每个滤波器60、62、64包括高通滤波器70和连接在高通滤波器70的输出处的低通滤波器72。
高通滤波器70被设计为消除测量的强度的DC分量。高通滤光器70具有第一截止频率，优选具有低于1Hz的值，以便消除DC分量同时保留例如等于2.5Hz的第一参考信号或第二参考信号。高通滤波器70的第一截止频率低于第一参考信号或第二参考信号的频率。
连接到高通滤波器70的输出的低通滤波器72被设计为消除高于第一参考信号或第二参考信号的频率分量，以便能够在绝缘错误的情况下检测到该信号。低通滤波器72具有第二截止频率，例如具有等于10Hz的值，第一参考信号或第二参考信号的频率例如等于2.5Hz。低通滤波器72的第二截止频率高于第一参考信号或第二参考信号的频率，以便保留所述参考信号。
换言之，每个滤波级60、62、64形成带通滤波器，以便本质上保留包含在第一截止频率和第二截止频率之间的频率，即对应于第一参考信号或第二参考信号的信息。
每个滤波级60、62、64还具有显著的增益，三个滤波器60、62、64的集合具有超过1000、优选等于100000的总增益。
现在使用图5和图6说明根据本发明的保护系统30的操作。
在图5中，在出现相对于电学地32的导电体22、26的第一绝缘错误(步骤100)的情况下，取决于经历绝缘错误的导电体是第一导电体22还是第二导电体26，第一参考信号或第二参考信号在错误环中流动。第一参考信号或第二参考信号接着在步骤110中被辅助装置的对应检测器48、50所检测。已经检测到绝缘错误的检测器48、50继而针对该错误启动时间延迟或认可延迟。
如果在步骤120中在时间延迟期间未出现第二错误，则之前已经检测到错误的检测器48、50在步骤130中在时间延迟结束时触发所影响的截止部件36、38。
在所述的实施例中，在该情况中，由之前已检测到错误的检测器48、50触发对应于所涉及的截止部件36、38的四极断路器。换言之，接着触发对应于受绝缘错误影响的DC电压源20的第一截止部件36和第二截止部件38。
接着通过打开对应的第一截止部件36和第二截止部件38将所影响的DC电压源20与产生单元10的其它部分隔离。继而，产生单元10仍然是可操作的，而不需要停止逆变器12，并且同时继续使用逆变器12和其它未经历错误的DC电压源20产生AC电压。
相反，如果在步骤120中在时间延迟期间出现第二错误，则该第二地错误的出现(步骤200)导致正极和负极之间的反向电流和/或电流差的出现(步骤210)。反向电流是经由电学地32从第一错误(箭头1)流向第二错误(与箭头F2相反的方向)的电流。这样的反向电流通常是显著的，因为其仅仅受第一错误和第二错误的阻抗以及电学地32的阻抗的限制。
接着，在步骤220期间，对应的辅助装置40的计算部件56检测到两个极之间的该反向电流和/或该电流差。所影响的检测器48、50启动时间延迟。
在以下步骤230中，如果针对同一辅助装置40的两个相确定了反向电流，则在步骤240中通过触发与该辅助装置40关联的第一截止部件36和第二截止部件38(即，在所述实施例中，通过触发与该辅助装置40的四极断路器)消除这两个绝缘错误。
在所述示例实施例中，当第一截止部件36和第二截止部件38是磁热断路器时，如果反向错误电流的强度小于对应断路器的额定强度(标示为In)的0.7倍，则断路器36、38保持关闭。如果对于断路器的曲线B，反向错误电流的强度包含在0.7倍In与3.2倍In之间，则辅助装置40将在包含在20ms与30ms之间的时间段中触发两个断路器36、38。如果反向错误电流的强度包含在3.2倍In与7倍In之间，这对应于以下操作区，即在该操作区中，辅助装置40和所影响的断路器36、38的磁路两者都可以命令触发断路器36、38。在任何情况中，触发所需的时段将包含在10ms与30ms之间，这使得可以对与双错误所关联的两个断路器36、38进行准同时打开。最后，如果反向错误电流36、38的强度大于7倍In，则两个断路器36、38的磁路将命令触发断路器36、38。触发所需的时段将短于12ms，这使得与双错误关联的两个断路器36、38的打开具有更好的同时性。
相反，如果在两个不同辅助装置40的正极和负极之间确定了反向电流，则在步骤250中在时间延迟结束时触发所影响的两个辅助装置40的第一截止部件36和第二截止部件38。所述时间延迟优选短于20ms。
在所述实施例中，在该情况中，之前已经检测到这两个错误的检测器48、50触发对应于两个所影响的辅助装置40的两个四极断路器。换言之，通过触发与这两个所影响的辅助装置40关联的两个四极断路器消除双错误。
用于触发第一磁热断路器36和第二磁热断路器38的条件以及用于对应的触发所需的时段与上面针对步骤240所描述的相同。
两个四极断路器具有电子管理的触发曲线，因此可以有非常好的触发精度和再现性。这两个四极断路器因此将执行同时或准同时打开。因此，切断电压将跨越这两个四极断路器的触点而分布。对于逆变器12的输入处的DC电压U，每个断路器36、38将需要切断仅等于U/2的电压。例如，逆变器12的输入处的电压U等于1kV，则每个断路器36、38要切断的电压等于500V。这使得可以使用更便宜的断路器36、38。
因此，通过打开对应的第一截止部件36和第二截止部件38将两个所影响的DC电压源20与产生单元10的其它部分隔离。
因此，甚至在不同导电体相对于电学地32的双错误的情况下，也不停止电压逆变器12，仅将在其终端具有绝缘错误的DC电压源20与产生单元10的其余部分隔离，而没有错误的其它DC电压源20保持可操作。这使得可以定位隔离错误并继续通过电压逆变器12产生AC电压。
根据本发明的保护系统30使得可以保护DC电压源20，即保护光伏面板34和将面板34链接到截止部件36、38的电连接。保护系统30保护DC电压源20，尤其从以下错误进行保护：针对面板34和截止部件36、38之间的电连接错误，关于面板34内部与电学地32之间的错误，或者关于面板34与对应截止部件36、38的电连接与电学地32之间的错误。
图7和图8示出了本发明的第二实施例，其与之前描述的第一实施例类似的元素用相同的参考符号表示，并且不再描述。
根据第二实施例，保护系统30还包括用于集中所检测的错误的装置300，集中装置300能够与每个检测器48、50通信并在检测到一个或多个隔离错误的情况下向对应的截止部件36、38发送触发信号。
换言之，根据第二实施例，集中装置300形成用于在相对于电学地32检测到对应的第一导电体22的隔离错误的情况下触发所影响的第一截止部件36的装置。此外，集中装置300形成用于在相对于电学地32检测到对应的第二导电体28的隔离错误的情况下触发所影响的第二截止部件38的装置。
在图7的示例实施例中，与每个DC电压源20关联的保护装置42还包括通信部件302，其连接到第一检测器48和第二检测器50两者，通信部件302由检测器48、50共享，并能够允许通过数据链路304在检测器48、50和集中装置300之间进行数据通信。
在未示出的替代例中，对于每个第一检测器48，保护系统300包括与集中装置300通信的第一通信部件，对于每个第二检测器50，保护系统300包括与集中300通信的第二通信部件。
数据链路304优选是无线链路。替代地，数据链路304是有线链路。
根据第二实施例的保护系统30的操作与上述第一实施例类似。将进一步使用图8的流程图在双隔离错误的情况下描述根据第二实施例的保护系统30的操作。
在相对于电学地32的双隔离错误的情况下，在步骤400中，出现正极和负极之间的反向电流和/或电流差。
接着，在步骤410中，由一个或多个辅助装置40的检测器48、50检测这些隔离错误。接着使用对应的通信部件302将检测器48、50检测到的隔离错误传递到集中装置300。
在以下的步骤420中，集中装置300判定同一保护装置42的两个相上是否存在所确定的反向电流，并且如果适用，在步骤430中向对应保护装置42的第一截止部件36和第二截止部件38发送触发信号。在所描述的示例实施例中，触发对应于保护装置42的第一截止部件36和第二截止部件38的四极断路器。第一磁热断路器36和第二磁热断路器38的触发条件和对应触发所需的时段与上文针对图6的步骤240对第一实施例所描述的相同。
否则，在步骤460中，集中装置判定几个辅助装置40是否已各自检测到相对于电学地32的隔离错误。
在此步骤460中，如果单个辅助装置40的检测器48、50已经检测到隔离错误，则在步骤480中触发与该辅助装置40关联的第一截止部件36和第二截止部件38。在所述示例实施例中，接着，通过集中装置300仅触发与对应辅助装置40关联的四极断路器。
用于第一磁热断路器36和第二磁热断路器38的触发条件和用于对应触发所需的时段仍然与之前在图6的步骤240中针对第一实施例所描述的相同。
否则，在多个辅助装置40已经通过它们各自的检测器38、50检测到隔离错误的情况中，通过由集中装置300发射的对应信号触发与每个这些已经检测到隔离错误的辅助装置40关联的第一截止部件36和第二截止部件38。换言之，在所述示例实施例中，触发与已经检测到隔离错误的辅助装置40关联的四极断路器，所影响的断路器的触发发生在受限时间间隔中，例如小于20ms的时间间隔。
用于第一磁热断路器36和第二磁热断路器38的触发条件以及用于对应触发所需的时段仍然与之前在图6的步骤240中针对第一实施例所描述的相同。
因此，两个四极断路器将进行同时或准同时打开。结果，切断电压跨两个四极断路器的触点而分布。对于逆变器12的输入处的DC电压U，每个断路器36、38将需要切断仅等于U/2的电压。
在所影响的断路器的触发结束时，继而将在它们的终端处具有隔离错误的DC电压源20与产生单元10的其余部分隔离，从而产生单元10仍然正常地操作以便传送来自电压逆变器12的AC电压。由在它们的终端处没有隔离错误并且还未被所影响的断路器的之前触发所隔离的DC电压源20在输入处对逆变器12供电。
根据第二实施例的保护系统30继而可以使得在出现一个或多个隔离错误之后更好地协调所影响的截止部件36、38的触发。根据第二实施例的保护系统30尤其使得可以更好地控制在相对于电学地32的多个隔离错误的情况下触发截止部件36、38的集合的时间间隔。
该第二实施例的其它优点与第一实施例相同，不再描述。
图9示出了本发明的第三实施例，其与之前描述的第一实施例类似的元素使用相同的参考符号表示，并不再描述。
根据第三实施例，第一检测器48包括第一DC电流传感器500，其能够测量在对应的第一导电体22中流动的电路的强度。第二检测器50包括第二DC电流传感器502，其能够测量在对应的第二导电体26中流动的DC电流的强度。
辅助装置40还包括电变压器504，用于测量在两个导电体22、26中流动的电流的和。
换言之，根据第三实施例，每个辅助装置40包括第一DC电流传感器500、第二DC电流传感器502以及电变压器504，而不是第一实施例和第二实施例的两个电流传感器52，诸如分路器。
变压器504还使得可以检测第一参考信号和/或第二参考信号、两个DC电流信号500、502允许正极和负极之间的反向电流和/或电流的检测。
根据第三实施例的保护系统30使得可以具有比第一实施例和第二实施例的分路器52对噪声更不敏感的电流测量。然而，用于第一导电体22和第二导电体26中流动的电流的该测量替代例比第一实施例和第二实施例中所描述的使用分路器更昂贵。
可以看出，根据本发明的保护系统30使得可以在导电体22、26相对于电学地32具有隔离错误的情况下降低操作损耗。

Claims (14)

1.一种用于保护多个DC电压源(20)的系统(30)，所述多个DC电压源(20)能够并联在电压逆变器(12)的第一输入端(16)和第二输入端(18)之间，所述电压逆变器(12)能够将DC输入电压转变为AC输出电压，每个DC电压源(20)由第一导电体(22)连接到所述第一输入端(16)并由第二导电体(26)连接到所述第二输入端(18)，
对于每个DC电压源(20)，所述系统(30)包括用于所述第一导电体(22)相对于电学地(32)的第一隔离错误的第一截止部件(36)和第一检测器(48)，所述第一检测器(48)和所关联的第一截止部件(36)串联在对应的DC电压源(20)和所述电压逆变器的所述第一输入端(16)之间，以及
所述系统(30)包括用于在检测到所述第一隔离错误的情况下启动第一时间延迟并且触发所关联的第一截止部件(36)的装置(48；300)，以便断开对应于所述第一导电体(22)的电链路，
所述系统(30)对于每个DC电压源(20)还包括用于所述第二导电体(26)相对于所述电学地(32)的第二隔离错误的第二截止部件(38)和第二检测器(50)，所述第二检测器(50)和所关联的第二截止部件(38)串联在对应的DC电压源(20)和所述电压逆变器的所述第二输入端(18)之间，
所述系统(30)包括用于在检测到所述第二隔离错误的情况下启动第二时间延迟并且触发所关联的第二截止部件(38)的装置(50；300)，以便断开对应于所述第二导电体(26)的电链路，以及
其特征在于，所述第二检测器(50)与所述第一检测器(48)彼此独立，
其中，所述系统(30)针对每个DC电压源(20)包括辅助装置(40)，每个辅助装置包括所述第一检测器(48)和所述第二检测器(50)，并且
其中，在第二时间延迟期间如果在两个不同的辅助装置(40)的正极和负极之间确定了反向电流，则在第二时间延迟结束时同时触发对应于所述两个不同的辅助装置(40)的第一截止部件(36)和第二截止部件(38)。
2.如权利要求1所述的系统(30)，其中所述系统(30)还包括用于生成第一预定参考信号的第一发生器(44)，所述第一发生器(44)能够连接在所述电学地(32)和所述第一输入端(16)之间，所述第一预定参考信号具有非零预定频率，以及
其中每个第一检测器(48)能够检测所述第一预定参考信号用于错误检测，所述第一预定参考信号能够在第一隔离错误的情况下经由所述电学地(32)在对应的所述第一检测器(48)与所述第一发生器(44)之间流动。
3.如权利要求1-2中的任一项所述的系统(30)，其中所述系统(30)还包括用于生成第二预定参考信号的第二发生器(46)，所述第二发生器(46)能够连接在所述电学地(32)和所述第二输入端(18)之间，所述第二预定参考信号具有非零预定频率，以及
其中每个第二检测器(50)能够检测所述第二预定参考信号用于错误检测，所述第二预定参考信号能够在第二隔离错误的情况下经由所述电学地(32)在对应的所述第二检测器(50)与所述第二发生器(46)之间流动。
4.如权利要求1-2中的任一项所述的系统(30)，其中每个辅助装置(40)包括保护壳(47)，所述检测器(48、50)位于所述保护壳(47)中。
5.如权利要求4所述的系统(30)，其中所述第一检测器(48)包括能够测量在所述第一导电体(22)中流动的DC电流的强度的第一DC电流传感器(500)，所述第二检测器(50)包括能够测量在所述第二导电体(26)中流动的DC电流的强度的第二DC电流传感器(502)，所述辅助装置(40)还包括测量两个导电体(22、26)中流动的电流的和的电变压器(504)。
6.如权利要求1-2中的任一项所述的系统(30)，其中每个检测器(48、50)包括电流传感器(52)，其能够测量在对应的导电体(22、26)中流动的电流的强度。
7.如权利要求6所述的系统(30)，其中所述电流传感器(52)是分路器。
8.如权利要求5所述的系统(30)，其中每个检测器(48、50)包括高通滤波器(70)，以便从测量的电压消除DC分量。
9.如权利要求5所述的系统(30)，其中每个检测器(48、50)包括计算部件(56)，其能够根据所述电流传感器(52；500、502)所测量的强度计算DC电流的强度以及反向电流的强度。
10.如权利要求1-2中的任一项所述的系统(30)，其中所述系统(30)还包括用于所检测的错误的集中装置(300)，所述集中装置(300)能够与每个检测器(48、50)通信，并且如果检测到一个或多个隔离错误，向对应的截止部件(36、38)发送触发信号。
11.一种DC电压产生单元(10)，包括：
电压逆变器(12)，能够将输入DC电压转变为AC电压，所述AC电压具有至少一个相，所述电压逆变器(12)包括用于该相或每个相的输出端以及第一输入端(16)和第二输入端(18)，
多个DC电压源(20)，跨越所述电压逆变器的两个输入端(16、18)并联，每个DC电压源(20)由第一导电体(22)连接到所述第一输入端(16)并由第二导电体(26)连接到所述第二输入端(18)，以及
系统(30)，用于保护所述多个DC电压源(20)，
其特征在于所述系统(30)基于前述权利要求中的任一项。
12.如权利要求11所述的DC电压产生单元(10)，其中每个DC电压源(20)包括至少一个光伏面板(34)。
13.一种用于保护多个DC电压源(20)的方法，所述多个DC电压源(20)能够并联在电压逆变器(12)的第一输入端(16)和第二输入端(18)之间，所述电压逆变器(12)能够将DC输入电压转变为AC输出电压，每个DC电压源(20)由第一导电体(22)连接到所述第一输入端(16)并由第二导电体(26)连接到所述第二输入端(18)，
所述方法的特征在于其包括以下步骤：
使用第一检测器(48)检测(110)所述第一导电体(22)相对于电学地(32)的第一隔离错误，以及
在相对于所述电学地(32)检测到第一隔离错误的情况下，启动第一时间延迟，并且触发(130)关联的第一截止部件(36)以便断开与所述第一导电体(22)的对应电链路，所述第一检测器(48)和所关联的第一截止部件(36)串联在对应的DC电压源(20)与所述电压逆变器的第一输入端(16)之间，以及
使用第二检测器(50)检测(220；410)所述第二导电体(26)相对于电学地(32)的第二隔离错误，以及
在相对于所述电学地(32)检测到第二隔离错误的情况下，启动第二时间延迟，并且触发(240、250；470、480)关联的第二截止部件(38)以便断开与所述第二导电体(26)的对应电链路，所述第二检测器(50)和所关联的第二截止部件(38)串联在对应的DC电压源(20)与所述电压逆变器的第二输入端(18)之间，所述第二检测器(50)与所述第一检测器(48)彼此独立，
其中，每个DC电压源(20)对应一个辅助装置(40)，每个辅助装置包括所述第一检测器(48)和所述第二检测器(50)，并且
其中，在第二时间延迟期间如果在两个不同的辅助装置(40)的正极和负极之间确定了反向电流，则在第二时间延迟结束时同时触发对应于所述两个不同的辅助装置(40)的第一截止部件(36)和第二截止部件(38)。
14.如权利要求13所述的方法，在相对于所述电学地(32)检测到第二隔离错误的情况下的所述第二截止部件(38)的触发步骤(250；470)中，与所述第一截止部件(36)的触发同时地命令所述第二截止部件(38)的触发，优选在20ms内，以便所述第一截止部件(36)和第二截止部件(38)同时打开。
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