WO2018059658A1 - Fault current circuit - Google Patents

Fault current circuit Download PDF

Info

Publication number
WO2018059658A1
WO2018059658A1 PCT/EP2016/072935 EP2016072935W WO2018059658A1 WO 2018059658 A1 WO2018059658 A1 WO 2018059658A1 EP 2016072935 W EP2016072935 W EP 2016072935W WO 2018059658 A1 WO2018059658 A1 WO 2018059658A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
value
resistor
circuit
determining
circuit according
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/072935
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Markus Braun
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to PCT/EP2016/072935 priority Critical patent/WO2018059658A1/en
Publication of WO2018059658A1 publication Critical patent/WO2018059658A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0038—Circuits for comparing several input signals and for indicating the result of this comparison, e.g. equal, different, greater, smaller (comparing pulses or pulse trains according to amplitude)
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/16571—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing AC or DC current with one threshold, e.g. load current, over-current, surge current or fault current
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • G01R19/2513—Arrangements for monitoring electric power systems, e.g. power lines or loads; Logging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/62—Testing of transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/32—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
    • H02H3/325—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors involving voltage comparison
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/20—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for electronic equipment
    • H02H7/205—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for electronic equipment for controlled semi-conductors which are not included in a specific circuit arrangement
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/20—Information technology specific aspects, e.g. CAD, simulation, modelling, system security

Definitions

  • the invention relates to a circuit for determining ei ⁇ nes fault current, a circuit for supplying a load, which is formed with the circuit according to the invention, and a method for determining a fault current.
  • the invention has for its object to provide a low-cost error ⁇ current protection, which can be used in particular for solar microinverters.
  • the inventive circuit for determining a Feh ⁇ lerstroms is formed with a first resistor and a second resistor. These resistors are typically in the measuring resistors or shunt resistors. The resistance values of both resistors are preferably identical ⁇ table.
  • the circuit comprises a first device (for example, Dif ⁇ ferenz amplifier) for determining a first value for a voltage difference (or a voltage drop) charak ⁇ ter alphabetde size which for the determination of the voltage drop at the first resistor (Rshunt +) CHARACTERI arranged ⁇ -stabilizing value or switched is ( "CHARACTERI ⁇ sierende size" is preferably to be understood that the values of this size can be used as a measure for this voltage difference).
  • a first device for example, Dif ⁇ ferenz amplifier
  • CHARACTERI arranged ⁇ -stabilizing value or switched is "CHARACTERI ⁇ sierende size" is preferably to be understood that the values of this size can be used as a measure for this voltage difference).
  • CHARACTERI ⁇ sierende size is preferably to be understood that the values of this size can be used as a measure for this voltage difference.
  • the circuit also includes a second, preferably the ers ⁇ th corresponding device (eg differential amplifier) for determining a second value for which thechrosdiffe ⁇ rence variable characterizing which of a located the voltage drop at the second resistor charac ⁇ r resideden value for determining or switched.
  • the Anord ⁇ voltages of the first and second device are preferably symmetrical to each other, to ensure that with the same values for the voltage drop at the resistors, the voltage applied to the devices signals correspond to each other. It is also possible to realize the circuit unbalanced or with different cons able values for the first and second resistance when appropriate Kompensati ⁇ onsffen (different signal gain, offset, ...) are provided.
  • the circuit according to the invention is additionally formed with a third device (eg differential amplifier) for determining a value of a variable characterizing the difference between the first value and the second value. Since the first value represents a measure of a voltage difference in the first resistance ⁇ and the second value is a measure of a voltage difference in the second resistor, compensate each other symmetrical structure both values, if there are no differences in the current passing through the resistors.
  • the third device then provides a result which can be ⁇ represents Festge with which, if a fault current is present.
  • an evaluation device for evaluating the value of the difference between the first value and the second value cha ⁇ rakter provided which for example comprises an analog to digital converter and a microcontroller (that is formed with two devices or components). According to an embodiment, by means of a microcontroller according to
  • the presence of a fault current is detected and, if necessary, a signal for an interruption of a circuit monitored by the circuit is generated.
  • the circuit according to the invention is, for example, wherein the first resistance of the load in front and the second abutment ⁇ stand downstream of the load placed in the circuit or connected in a circuit for supplying a load employed are (ideally symmetrical to clamping ⁇ voltage poles of a voltage applied to the supply).
  • This circuit may comprise a solar microinverter and be connected to supply the load with solar power with at least ei ⁇ nem solar module.
  • the solar micro inverter is gebil ⁇ det preferably without galvanic isolation.
  • the circuit is then preferably upstream of the solar microinverter (ie, arranged between the voltage source, eg solar module, and solar microinverter).
  • the circuit is provided with a switch, with which the circuit can be interrupted or opened in the presence of a fault current.
  • a first development comprises a switch for establishing a connection of the circuit to ei ⁇ ner one terminal side of a voltage source (eg one or more solar modules) facing away from the second Wider- state with ground. Accordingly, a development with egg ⁇ nem switch for the preparation of a compound of the circuit ⁇ circuit on a side facing away from a terminal side of a voltage source side of the first resistor to ground is possible.
  • a third further development for the determination of a relevant for the circuit size for example, is disposed on a terminal ⁇ side of a voltage source a voltage divider between at ⁇ circuit areas for the poles of the voltage source.
  • This voltage divider may be upstream or downstream of the first and the second resistor and is formed with a third resistor and a fourth resistor.
  • a device eg, differential amplifier
  • the of circuitry then comprises a microcontroller which for this is madestal ⁇ tet to perform (ie, the voltage difference between the poles) by means of the voltage drop that characterizes in the fourth resistance value, a determination of the appended on a terminal side of the power source voltage.
  • DA at the output of the device for determining the value may be one ⁇ be connected to an analog-to-digital converter characterize the voltage drop in the fourth resistor, the output of which would then in turn verbun to the microcontroller ⁇ .
  • the invention also relates to a method for determining ei ⁇ nes fault current with a circuit according to the invention.
  • a first value for a voltage difference (or a voltage drop) is determined variable characterizing which terized the voltage drop at the first resistor charak ⁇ .
  • a second value for which the voltage difference ⁇ characterizing variable is determined which characterizes the voltage drop at the second resistor.
  • the determination and evaluation of a ⁇ tes a difference between the first value and the second value variable characterizing occurs.
  • Figure 1 is a schematic representation of the um ⁇ field of a solar micro-inverter in the energy production with the help of a Solarmo ⁇ duls;
  • FIG. 2 shows a circuit according to the invention
  • FIG. 3 shows a method according to the invention
  • Figure 4 is a first illustration of the occurrence ei ⁇ nes fault current in the inventive circuit of Figure 2,
  • Figure 5 is a second illustration of the occurrence of a
  • FIG 7 shows the circuit according to the invention of Figure 2 with
  • Means for determining a solar module side voltage applied Means for determining a solar module side voltage applied.
  • the sun S is shown schematically, which provides energy as an energy supplier in the form of solar radiation for solar systems.
  • a solar module or So ⁇ larpanels SP solar energy is converted into a voltage puts.
  • the voltages Upv + and Upv- be ⁇ called, which abut a solar micro-inverter or solar micro-inverter MSI.
  • This solar micro-inverter MSI is connected to the grid, z. Via a WLAN or LAN, which allows cloud-based monitoring and data management (eg control, definition of settings, etc.).
  • the solar micro-inverter MSI supplies an alternating current which, for example, feeds a nanogrid consumer in a building or is coupled into a distribution network.
  • the NanoGrid which communicates with consumers or distri ⁇ lung networks is marked in Figure 1 with the reference symbol M ⁇ Be. Between the solar inverter MSI and network M, the reference symbols LI and N are used
  • Phase conductor and a neutral conductor indicated. This is purely illustrative; In particular, it should be noted that there are also three-phase microinverters for which the invention described below with reference to the embodiment can be used.
  • the invention is primarily intended for solar micro-inverters, which are realized without galvanic isolation.
  • the residual current measurement required for this case is provided by the invention.
  • ge shows ⁇ in FIG. 2
  • These shunt resistors are denoted by the reference numerals
  • the downstream differential amplifier Diffl and Diff2 ⁇ re turn the measuring signal to a Rshunt + Rshunt- or falling at the measuring resistors voltage drop or a voltage proportional thereto.
  • the result of the two Diffe ⁇ ence amplifier Diffl and Diff2 in turn is fed to a differential amplifier ⁇ Diffl2, the (possibly with ei ⁇ nem gain multiplied) difference supplied by the differential amplifiers Diffl and Diff2 voltage differences ⁇ determined. If no fault current is present, the same current flows through the measuring resistors Rshunt + and Rshunt- when the circuit is closed.
  • the voltage drop is also the same, and the result for the calculated with the differential amplifier ⁇ Diffl2 difference of the voltage drops is zero. That is, at the output of the differential amplifier Diffl2 a signal is supplied which represents a measure of the fault current.
  • the signal output by the differential amplifier Diffl2 is converted to a digital signal by means of an analog-to-digital converter ADC and forwarded to a microcontroller ⁇ C.
  • the conversion to a di ⁇ gitalen input via the analog-to-digital converter ADC is recommended because of the typically small size of the signal (residual current).
  • FIG. 3 shows a method according OF INVENTION ⁇ dung is schematically shown in multiplister shape, which is carried out with the circuit of FIG. 2 First, in the
  • Steps al and a2 the voltage drops in the resistors Rshunt + and Rshunt- using the differential amplifier Diffl and Diff2 determined.
  • a next step b the difference between the differential amplifiers Diffl and Diff2 determined voltage drops and evaluated in a last step c by the microcontroller uC.
  • the real implementation of the process can be more complex so the above simple description (eg multiplying the results of the differential amplifier with a gain, digitalization of results eg with the Darge ⁇ presented in Figure 2 analog-to-digital converter ADC ).
  • the downstream differential amplifier Diffl2 thus reduces the measuring signal on the difference current or a current to the Diffe ⁇ rence variable characterizing.
  • the differential current corresponds to a fault current.
  • the downstream Differenzver ⁇ Diffl2 also offers the advantage that a schengünsti ⁇ ger analog-to-digital converter ADC sufficient with less dynamics (bits). Only the difference is digitized.
  • a switch Son-off is typically present, which is shown in Figures 5 and 6.
  • the micro-controller UC for example, would then be by means of an electromechanical drive (not shown in the figure) to open this switch Son-off in order to break the circuit under ⁇ .
  • the fault current measuring circuit shown in Figure 1 is preferably upstream of the solar inverter, that is arranged in Figure 1 between the solar module SP and solar micro-inverter MSI.
  • FIG. 6 and 7 show the determination of the resistance of Upv + or Upv- to earth with the aid of the circuit according to the invention.
  • FIG. 8 shows how a voltage measurement of Upv + (to Upv-) can be carried out.
  • the inputs Upv + and Upv- are connected via a voltage divider formed by the resistors R3 and R4. Between the two resistors R3 and R4, a connection leads to a differential amplifier Diff whose other end is connected to the input Upv-.
  • the fixed resistor R4 ⁇ Lich smaller (for example, one or more orders of magnitude) than the resistance R3, so that the differential amplifier Diff abuts a ver ⁇ tively low voltage.
  • the Differenzverstär ⁇ ker Diff is connected to an analog-to-digital converter ADC (O) verbun ⁇ the, which generates a digital signal which is applied to an input channel ChO of the microcontroller uC.
  • ADC analog-to-digital converter
  • This signal is a measure of the voltage of + Upv to Upv-, said voltage divider forming resistors R3 and R4 are ⁇ be withdrawn and used for the calculation of the voltage by the Mik-rokontroller uC.
  • Parallel as in FIG 1 described the fault current measured and transmitted the corresponding signal to the microcontroller uC.
  • This signal is applied to another input or channel of the microcontroller uC, which is named here by Chi.
  • the voltage divider formed with the resistors R3 and R4 connected between the power source and the Meßwider ⁇ + stands Rshunt and Rshunt- is arranged.
  • the voltage divider may alternatively be arranged on the other side of the measuring resistors Rshunt + and Rshunt-.
  • the invention thus describes a simple fault current measurement with a downstream differential amplifier.
  • An off ⁇ train the much higher operating current and the associated inaccuracies is not necessary.
  • the ground insulation resistance can be measured.
  • the arrangement allows a cost AD conversion with less conversion depth (bits). As a result of this simple solution, in addition to a better robustness, a more favorable cost position results.

Abstract

The invention relates to a circuit for determining a fault current, said circuit comprising a first resistor (Rshunt+), a second resistor (Rshunt-), and a first device (Diff1) for determining a first value for a variable characterising a voltage difference, said first device being arranged to determine a value characterising the voltage drop at the first resistor (Rshunt+). The circuit also includes a second device (Diff2) for determining a second value for the variable characterising the voltage difference, said second device being arranged to determine a value characterising the voltage drop at the second resistor (Rshunt-), and a third device (Diff12) for determining a value of a variable characterising the difference between the first value and the second value. The circuit is additionally equipped with an evaluation device for evaluating the value of the variable characterising the difference between the first value and the second value. The circuit according to the invention is simple and particularly suited for use in conjunction with solar micro-inverters.

Description

Beschreibung description
FehlerStromschaltung Die Erfindung betrifft eine Schaltung für die Ermittlung ei¬ nes Fehlerstroms, einen Schaltkreis zur Versorgung einer Last, welcher mit der erfindungsgemäßen Schaltung gebildet ist, und ein Verfahren zur Ermittlung eines Fehlerstroms. Ein wichtiger Trend bei der Entwicklung moderner Energienetze ist die dezentrale Energieerzeugung und die Verteilung dieser dezentral gewonnenen Energie. Die damit verbundene Feinstruk- turierung von Energienetzen führt zu Netzen, welche für de¬ zentrale Energiequellen bzw. für die individuelle Versorgung einzelner Lasten konzipiert sind. In diesem Kontext wurden die Begriffe „Mikrogrid" und „Nanogrid" geprägt, welche die Entwicklung derartiger Netze charakterisieren. Der Begriff „Nanogrid" wird dabei häufig für Netze verwendet, die von ih¬ rer Struktur für wenige Gebäude bzw. Lasten oder evtl. nur ein einziges Gebäude bzw. eine einzige Last gedacht sind. De¬ rartige Netze bilden die Grundlage für eine feinstrukturelle Vernetzung, mit welcher eine intelligente, dezentral konzi¬ pierte Energieversorgung mit hoher Energieeffizienz und Fle¬ xibilität realisiert werden kann. Fault current circuit The invention relates to a circuit for determining ei ¬ nes fault current, a circuit for supplying a load, which is formed with the circuit according to the invention, and a method for determining a fault current. An important trend in the development of modern energy networks is the decentralized generation of energy and the distribution of this decentralized energy. The associated fine structuring of energy networks leads to networks that are designed for de ¬ central energy sources or for the individual supply of individual loads. In this context, the terms "microgrid" and "nanogrid" have been coined, which characterize the development of such networks. The term "nano Grid" is frequently used for networks that are thought by ih ¬ rer structure for few buildings and loads or possibly only a single building or a single load. De ¬ rartige networks form the basis for a fine structural networking with which an intelligent decentralized konzi ¬ pierte power supply having high energy efficiency and Fle ¬ bility can be realized.
Eine wichtige Rolle für die Generierung von Energie, die über Mikrogrids und Nanogrids verteilt wird, spielen dabei Solar¬ module, die dezentral, z. B. auf einzelnen Gebäuden, instal¬ liert sind. Diese Solarmodule (häufig findet man dafür auch unter Anlehnung an das englische Fachvokabular den Ausdruck „Solarpanel") liefern typischerweise eine Gleichspannung, welche für Transport und Lastspeisung zu Wechselstrom umge¬ wandelt werden muß. Für die Umwandlung zu Wechselstrom werden so genannte Solar-Mikro-Wechselrichter (auch als „Solar- Mikro-Inverter" bezeichnet) verwendet. Der Einsatz eines Mik- ro-Wechselrichters pro Solarmodul oder pro Zusammenschaltung einer Reihe von Solarmodulen erlaubt eine sehr flexible Hand¬ habung und Optimierung der Energieversorgung mit Sonnenener- gie. Da derartige Solar-Mikro-Wechselrichter in großer Anzahl verwendet werden sollen, ist es wichtig, diese Komponenten möglichst ressourceneffizient bereitzustellen, d. h. den Auf¬ wand bzw. die Kosten für diese Komponente möglichst zu redu- zieren. Dabei ist zu berücksichtigen, daß aufgrund der physi¬ kalischen und schaltungstechnischen Gegebenheiten Fehlerströ¬ me auftreten können, die mit Schutzmaßnahmen abgesichert wer¬ den müssen. Im Hinblick auf Fehlerströme wurden Solar-Mikro- Inverter vorgeschlagen, welche mit einer galvanischen Tren- nung operieren. Ein derartiger Mikro-Inverter bzw. Mikro¬ Wechselrichter ist beispielsweise in der US 20130051092 AI offenbart. Die galvanische Trennung wird dabei typischerweise mittels eines Transformators realisiert. Dadurch ergibt sich ein schlechterer Wirkungsgrad als bei einem Gerät ohne Trans- formator, eine höhere Komplexität und damit einhergehend ein höherer Preis. Die Verwendung von herkömmlichen Fehlerstrom- Schutzmaßnahmen, beispielsweise Schaltungen mit herkömmlichen Fehlerstrom-Schutzschaltern, wie z. B. ACBs, ist mit einem zu hohen Aufwand und mit zu hohen Kosten verbunden, um eine ech- te Alternative zu Solar-Mikro-Wechselrichtern mit galvani¬ scher Trennung zu sein. An important role for the generation of energy, which is distributed via microgrids and nanogrids, play thereby solar ¬ modules decentralized, z. B. on individual buildings instal ¬ lation. These solar panels (often one finds it even in reference to the English vocabulary the term "solar panel") typically provide a DC voltage, which must be converted ¬ converts for transport and load power to alternating current. For the conversion to alternating current so-called solar micro- Inverter (also called "solar micro-inverter") used. The use of micro- ro inverter per solar module or per interconnection of a number of solar modules allows flexible hand ¬ handling and optimization of energy supply Sonnenener- strategy. Since such a solar micro-inverters are to be used in large numbers, it is important to provide these components resources as efficiently as possible, ie, the on ¬ wall or decorate the cost for these components as possible to be reduced. It should be noted that Fehlerströ ¬ me may occur due to the physi ¬-earth and circuitry circumstances which secured with protective measures who must ¬. With regard to fault currents, solar microinverters have been proposed which operate with a galvanic isolation. Such a micro-inverter or micro ¬ inverter is disclosed for example in US 20130051092 AI. The galvanic separation is typically realized by means of a transformer. This results in a lower efficiency than in a device without transformer, a higher complexity and thus a higher price. The use of conventional residual current protective measures, such as circuits with conventional residual current circuit breakers, such. B. ACBs is connected with too high costs and too expensive to be a ECH te alternative to solar micro inverters with galvanic isolation ¬.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, einen aufwandsarmen Fehler¬ strom-Schutz anzugeben, der insbesondere für Solar-Mikro- Wechselrichter einsetzbar ist. The invention has for its object to provide a low-cost error ¬ current protection, which can be used in particular for solar microinverters.
Diese Aufgabe wird durch eine Schaltung nach Anspruch 1, ei¬ nen Schaltkreis nach Anspruch 6 und ein Verfahren zur Ermitt¬ lung eines Fehlerstroms nach Anspruch 15 gelöst. This object is achieved by a circuit according to claim 1, egg ¬ nen circuit according to claim 6 and a method for Ermitt ¬ ment of a fault current according to claim 15.
Die erfindungsgemäße Schaltung für die Ermittlung eines Feh¬ lerstroms ist mit einem ersten Widerstand und einem zweiten Widerstand gebildet. Bei diesen Widerständen handelt es sich typischerweise im Meßwiderstände bzw. Shunt-Widerstände . Die Widerstandswerte beider Widerstände sind vorzugsweise iden¬ tisch. Zudem umfaßt die Schaltung eine erste Vorrichtung (z.B. Dif¬ ferenzverstärker) zur Ermittlung eines ersten Wertes für eine eine Spannungsdifferenz (bzw. einen Spannungsabfall) charak¬ terisierende Größe, welche für die Ermittlung eines den Span- nungsabfall bei dem ersten Widerstand (Rshunt+) charakteri¬ sierenden Wertes angeordnet bzw. geschaltet ist („charakteri¬ sierende Größe" ist dabei vorzugsweise so zu verstehen, daß die Werte dieser Größe als Maß für diese Spannungsdifferenz herangezogen werden können) . Dabei umfaßt z.B. die erste Vor- richtung zwei Eingänge für zwei Signale, deren Differenz er¬ mittelt werden soll. Diese beiden Eingänge sind dann mit dem Bereich vor bzw. hinter dem ersten Widerstand verbunden, so dass zwei Signale an der ersten Vorrichtung anliegen, deren Differenz den Spannungsabfall charakterisieren. The inventive circuit for determining a Feh ¬ lerstroms is formed with a first resistor and a second resistor. These resistors are typically in the measuring resistors or shunt resistors. The resistance values of both resistors are preferably identical ¬ table. In addition, the circuit comprises a first device (for example, Dif ¬ ferenz amplifier) for determining a first value for a voltage difference (or a voltage drop) charak ¬ terisierende size which for the determination of the voltage drop at the first resistor (Rshunt +) CHARACTERI arranged ¬-stabilizing value or switched is ( "CHARACTERI ¬ sierende size" is preferably to be understood that the values of this size can be used as a measure for this voltage difference). In this example, comprises the first forward direction two inputs for two signals whose difference is to be he ¬ averages. These two inputs are then connected to the region upstream or downstream of the first resistor, so that the folds of the two signals at the first device, characterizing the difference of the voltage drop.
Die Schaltung umfaßt zudem eine zweite, vorzugsweise der ers¬ ten entsprechende Vorrichtung (z.B. Differenzverstärker) zur Ermittlung eines zweiten Wertes für die die Spannungsdiffe¬ renz charakterisierende Größe, welche für die Ermittlung ei- nes den Spannungsabfall bei dem zweiten Widerstand charakte¬ risierenden Wertes angeordnet bzw. geschaltet ist. Die Anord¬ nungen von erster und zweiter Vorrichtung sind vorzugsweise zueinander symmetrisch, um sicherzustellen, daß bei gleichen Werten für den Spannungsabfall bei den Widerständen die an den Vorrichtungen anliegenden Signale einander entsprechen. Es ist aber auch möglich, die Schaltung unsymmetrisch bzw. mit unterschiedliche Widerstandeswerten für den ersten und zweiten Widerstand zu realisieren, wenn geeignete Kompensati¬ onsmittel (unterschiedliche Signalverstärkung, Offsets, ...) vorgesehen werden. The circuit also includes a second, preferably the ers ¬ th corresponding device (eg differential amplifier) for determining a second value for which the Spannungsdiffe ¬ rence variable characterizing which of a located the voltage drop at the second resistor charac ¬ risierenden value for determining or switched. The Anord ¬ voltages of the first and second device are preferably symmetrical to each other, to ensure that with the same values for the voltage drop at the resistors, the voltage applied to the devices signals correspond to each other. It is also possible to realize the circuit unbalanced or with different cons able values for the first and second resistance when appropriate Kompensati ¬ onsmittel (different signal gain, offset, ...) are provided.
Die erfindungsgemäße Schaltung ist zudem mit einer dritten Vorrichtung (z.B. Differenzverstärker) zur Ermittlung eines Wertes einer die Differenz zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert charakterisierenden Größe gebildet. Da der erste Wert ein Maß für eine Spannungsdifferenz beim ersten Wider¬ stand und der zweite Wert ein Maß für eine Spannungsdifferenz beim zweiten Widerstand darstellen, kompensieren sich bei symmetrischem Aufbau beide Werte, wenn es keine Differenzen bei dem die Widerstände passierenden Strom gibt. Die dritte Vorrichtung liefert dann ein Resultat, mit welchem festge¬ stellt werden kann, ob ein Fehlerstrom vorliegt. Es ist dafür eine Auswerteeinrichtung zur Auswertung des Wertes der die Differenz zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert cha¬ rakterisierenden Größe vorgesehen, welche z.B. einen Analog- Digital-Umsetzer und einen Mikrokontroller umfaßt (d.h. mit zwei Vorrichtungen bzw. Komponenten gebildet ist) . Gemäß ei- ner Ausgestaltung kann mittels eines Mikrokontrollers nachThe circuit according to the invention is additionally formed with a third device (eg differential amplifier) for determining a value of a variable characterizing the difference between the first value and the second value. Since the first value represents a measure of a voltage difference in the first resistance ¬ and the second value is a measure of a voltage difference in the second resistor, compensate each other symmetrical structure both values, if there are no differences in the current passing through the resistors. The third device then provides a result which can be ¬ represents Festge with which, if a fault current is present. It is therefor an evaluation device for evaluating the value of the difference between the first value and the second value cha ¬ rakterisierenden size provided which for example comprises an analog to digital converter and a microcontroller (that is formed with two devices or components). According to an embodiment, by means of a microcontroller according to
Maßgabe des Wertes der die Differenz zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert charakterisierenden Größe das Vorliegen eines Fehlerstroms festgestellt und ggf. ein Signal für eine Unterbrechung eines mit der Schaltung überwachten Schaltkrei- ses erzeugt werden. Given the value of the variable characterizing the difference between the first value and the second value, the presence of a fault current is detected and, if necessary, a signal for an interruption of a circuit monitored by the circuit is generated.
Die vorgeschlagene Schaltung ist aufwandsarm zu realisieren und damit insb. in Verbindung mit Solar-Mikro- Inverterschaltung eine attraktive Option, weil keine aufwen- dige galvanische Trennung vorgesehen werden muß und die Feh- lerstromdetektion ohne aufwendige Elemente herkömmlicher Feh¬ lerstromschaltungen (z.B. RCDs) konzipiert ist. The proposed circuit can be realized with little effort and thus, in particular, in conjunction with solar micro-inverter circuit an attractive option, because no costly galvanic isolation must be provided and the Fehlerlstromdetektion without consuming elements conventional Feh ¬ lerstromschaltungen (eg RCDs) designed is.
Die erfindungsgemäße Schaltung kommt z.B. in einem Schalt- kreis zur Versorgung einer Last zum Einsatz, bei welchem der erste Widerstand der Last vorgelagert und der zweite Wider¬ stand der Last nachgelagert in dem Schaltkreis angeordnet bzw. eingeschleift sind (idealerweise symmetrisch zu Span¬ nungspolen einer für die Versorgung anliegenden Spannung) . Dieser Schaltkreis kann einen Solar-Mikroinverter umfassen und zur Versorgung der Last mit Solarstrom mit mindestens ei¬ nem Solarmodul verbindbar sein. In diesem Fall ist der Solar- Mikroinverter vorzugsweise ohne galvanische Trennung gebil¬ det. Die Schaltung ist dann präferentiell dem Solar- Mikroinverter vorgelagert (d.h. zwischen Spannungsquelle, z.B. Solarmodul, und Solar-Mikroinverter angeordnet). Vor¬ zugsweise ist der Schaltkreis mit einem Schalter versehen, mit dem bei Vorliegen eines Fehlerstroms der Schaltkreis unterbrochen bzw. geöffnet werden kann. The circuit according to the invention is, for example, wherein the first resistance of the load in front and the second abutment ¬ stand downstream of the load placed in the circuit or connected in a circuit for supplying a load employed are (ideally symmetrical to clamping ¬ voltage poles of a voltage applied to the supply). This circuit may comprise a solar microinverter and be connected to supply the load with solar power with at least ei ¬ nem solar module. In this case, the solar micro inverter is gebil ¬ det preferably without galvanic isolation. The circuit is then preferably upstream of the solar microinverter (ie, arranged between the voltage source, eg solar module, and solar microinverter). Before ¬ preferably the circuit is provided with a switch, with which the circuit can be interrupted or opened in the presence of a fault current.
Für die Bestimmung von für den Schaltkreis relevanter Größen kann der Schaltkreis mit dafür verwendeten Elementen weiter¬ gebildet sein. Eine erste Weiterbildung umfaßt einen Schalter für die Herstellung einer Verbindung des Schaltkreises an ei¬ ner einer Anschlußseite einer Spannungsquelle (z.B. ein oder mehrere Solarmodule) abgewandten Seite des zweiten Wider- Stands mit Erde. Entsprechend ist eine Weiterbildung mit ei¬ nem Schalter für die Herstellung einer Verbindung des Schalt¬ kreises an einer einer Anschlußseite einer Spannungsquelle abgewandten Seite des ersten Widerstands mit Erde möglich. Bei einer dritten Weiterbildung für die Bestimmung einer für den Schaltkreis relevanten Größe ist z.B. auf einer Anschlu߬ seite einer Spannungsquelle ein Spannungsteiler zwischen An¬ schlußbereichen für die Pole der Spannungsquelle angeordnet. Dieser Spannungsteiler kann dem ersten und dem zweiten Wider- stand vor- oder nachgelagert sein und ist mit einem dritten Widerstand und einem vierten Widerstand gebildet. Weiter ist eine Vorrichtung (z.B. Differenzverstärker) zur Ermittlung eines den Spannungsabfall bei dem vierten Widerstand charak¬ terisierenden Wertes angeordnet bzw. geschaltet. Die Schal- tung umfaßt dann einen Mikrokontroller, der dafür ausgestal¬ tet ist, mit Hilfe des den Spannungsabfall bei dem vierten Widerstand charakterisierende Werts eine Bestimmung der auf einer Anschlußseite der Spannungsquelle anliegenden Spannung (d.h. Spannungsdifferenz zwischen den Polen) vorzunehmen. Da- bei kann der Ausgang der Vorrichtung zur Ermittlung eines den Spannungsabfall bei dem vierten Widerstand charakterisieren¬ den Wertes mit einem Analog-Digital-Umsetzer verbunden sein, dessen Ausgang dann wiederum mit dem Mikrokontroller verbun¬ den wäre . For the determination of relevant for the circuit sizes of the circuit used therefor may be formed with elements more ¬. A first development comprises a switch for establishing a connection of the circuit to ei ¬ ner one terminal side of a voltage source (eg one or more solar modules) facing away from the second Wider- state with ground. Accordingly, a development with egg ¬ nem switch for the preparation of a compound of the circuit ¬ circuit on a side facing away from a terminal side of a voltage source side of the first resistor to ground is possible. In a third further development for the determination of a relevant for the circuit size, for example, is disposed on a terminal ¬ side of a voltage source a voltage divider between at ¬ circuit areas for the poles of the voltage source. This voltage divider may be upstream or downstream of the first and the second resistor and is formed with a third resistor and a fourth resistor. Further, a device (eg, differential amplifier) is arranged for detecting a voltage drop in the fourth resistance charak ¬ terisierenden value or switched. The of circuitry then comprises a microcontroller which for this is ausgestal ¬ tet to perform (ie, the voltage difference between the poles) by means of the voltage drop that characterizes in the fourth resistance value, a determination of the appended on a terminal side of the power source voltage. DA at the output of the device for determining the value may be one ¬ be connected to an analog-to-digital converter characterize the voltage drop in the fourth resistor, the output of which would then in turn verbun to the microcontroller ¬.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Ermittlung ei¬ nes Fehlerstroms mit einer erfindungsgemäßen Schaltung. Dabei wird ein erster Wert für eine eine Spannungsdifferenz (bzw. einen Spannungsabfall) charakterisierende Größe bestimmt, welcher den Spannungsabfall bei dem ersten Widerstand charak¬ terisiert. Zudem wird ein zweiter Wert für die die Spannungs¬ differenz charakterisierende Größe ermittelt, welcher den Spannungsabfall bei dem zweiten Widerstand charakterisiert. Schließlich erfolgt die Ermittlung und Auswertung eines Wer¬ tes einer die Differenz zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert charakterisierenden Größe. The invention also relates to a method for determining ei ¬ nes fault current with a circuit according to the invention. In this case, a first value for a voltage difference (or a voltage drop) is determined variable characterizing which terized the voltage drop at the first resistor charak ¬. In addition, a second value for which the voltage difference ¬ characterizing variable is determined which characterizes the voltage drop at the second resistor. Finally, the determination and evaluation of a ¬ tes a difference between the first value and the second value variable characterizing occurs.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren im The invention will be described below with reference to FIGS
von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen of exemplary embodiments described in more detail. Show it
Figur 1 Eine schematische Darstellung des Einsatzum¬ feldes eines Solar-Mikro-Wechselrichters bei der Energieerzeugung mit Hilfe eines Solarmo¬ duls; Figure 1 is a schematic representation of the Einsatzum ¬ field of a solar micro-inverter in the energy production with the help of a Solarmo ¬ duls;
Figur 2 eine erfindungsgemäße Schaltung;  FIG. 2 shows a circuit according to the invention;
Figur 3 ein erfindungsgemäßes Verfahren; FIG. 3 shows a method according to the invention;
Figur 4 eine erste Illustration für das Auftreten ei¬ nes Fehlerstromes bei der erfindungsgemäßen Schaltung von Figur 2, Figure 4 is a first illustration of the occurrence ei ¬ nes fault current in the inventive circuit of Figure 2,
Figur 5 eine zweite Illustration des Auftretens eines  Figure 5 is a second illustration of the occurrence of a
Fehlerstromes bei der erfindungsgemäßen Schal¬ tung von Figur 2; Fault current in the inventive scarf ¬ tion of Figure 2;
Figur 6 die erfindungsgemäße Schaltung von Figur 2 mit  6 shows the circuit according to the invention of Figure 2 with
Mitteln zur Bestimmung des Erdschluß-Stromes am positiven Spannungsanschluß;  Means for determining the ground fault current at the positive voltage terminal;
Figur 7 die erfindungsgemäße Schaltung von Figur 2 mit  Figure 7 shows the circuit according to the invention of Figure 2 with
Mitteln zur Bestimmung des Erdschluß-Stromes am negativen Spannungsanschluß;  Means for determining the ground fault current at the negative voltage terminal;
Figur 8 die erfindungsgemäße Schaltung von Figur 2 mit  8 shows the circuit according to the invention of Figure 2 with
Mitteln zur Bestimmung von einer solarmodul- seitig anliegenden Spannung.  Means for determining a solar module side voltage applied.
In Figur 1 ist schematisch die Sonne S dargestellt, die als Energielieferant Energie in Form von Sonneneinstrahlung für Solaranlagen bereitstellt. Mittels eines Solarmoduls bzw. So¬ larpanels SP wird die Sonnenenergie in eine Spannung umge- setzt. In der Figur sind die Spannungen Upv+ und Upv- be¬ nannt, welche an einem Solar-Mikro-Inverter bzw. Solar-Mikro- Wechselrichter MSI anliegen. Dieser Solar-Mikro-Inverter MSI ist an das Netz angeschlossen, z. B. über ein WLAN oder LAN, welches ein cloudbasiertes Monitoring und Datenmanagement (z. B. Steuerung, Festlegung von Einstellungen etc.) erlaubt. Dieses cloudbasierte Überwachen und Management von Daten wird in Figur 1 durch die Wolke mit dem Bezugszeichen COM reprä¬ sentiert. Der Solar-Mikro-Inverter MSI liefert einen Wechsel- ström, welcher beispielsweise einen Nanogrid-Verbraucher in einem Gebäude speist oder in ein Verteilungsnetz eingekoppelt wird. Das Nanogrid, welches mit Verbrauchern bzw. Vertei¬ lungsnetzen in Verbindung steht, ist in Figur 1 mit dem Be¬ zugszeichen M gekennzeichnet. Zwischen dem Solar-Wechselrich- ter MSI und Netz M sind mit den Bezugszeichen LI und N einIn Figure 1, the sun S is shown schematically, which provides energy as an energy supplier in the form of solar radiation for solar systems. By means of a solar module or So ¬ larpanels SP, solar energy is converted into a voltage puts. In the figure, the voltages Upv + and Upv- be ¬ called, which abut a solar micro-inverter or solar micro-inverter MSI. This solar micro-inverter MSI is connected to the grid, z. Via a WLAN or LAN, which allows cloud-based monitoring and data management (eg control, definition of settings, etc.). This cloud-based monitoring and management of data in Figure 1 through the cloud with the reference numeral COM repre sented ¬. The solar micro-inverter MSI supplies an alternating current which, for example, feeds a nanogrid consumer in a building or is coupled into a distribution network. The NanoGrid, which communicates with consumers or distri ¬ lung networks is marked in Figure 1 with the reference symbol M ¬ Be. Between the solar inverter MSI and network M, the reference symbols LI and N are used
Phasenleiter und ein Neutralleiter angedeutet. Dies ist rein illustrativ; insbesondere ist zu berücksichtigen, daß es auch dreiphasige Mikroinverter gibt, für welche die im Folgenden anhand des Ausführungsbeispiels beschriebene Erfindung zum Einsatz kommen kann. Phase conductor and a neutral conductor indicated. This is purely illustrative; In particular, it should be noted that there are also three-phase microinverters for which the invention described below with reference to the embodiment can be used.
Die Erfindung ist primär für Solar-Mikro-Inverter gedacht, die ohne galvanische Trennung realisiert sind. Die für diesen Fall nötige Fehlerstrom-Messung wird durch die Erfindung be- reitgestellt. Eine Grundschaltung dafür ist in Figur 2 ge¬ zeigt. Der Strom des Pluspoles Upv+ und der des Minuspoles Upv- werden jeweils mittels eines Shunt-Widerstandes gemes¬ sen. Diese Shunt-Widerstände sind mit den Bezugszeichen The invention is primarily intended for solar micro-inverters, which are realized without galvanic isolation. The residual current measurement required for this case is provided by the invention. A basic circuit for this is ge shows ¬ in FIG. 2 The current of the positive pole Upv + and the minus pole Upv- respectively by means of a shunt resistor gemes ¬ sen. These shunt resistors are denoted by the reference numerals
Rshunt+ und Rshunt- gekennzeichnet und hinreichend klein di- mensioniert, damit die verwendenden Differenzverstärker Ein¬ gangsspannungen haben, die nicht den vorgegebenen Arbeitsbe¬ reich überschreiten. Die beiden Meßwiderstände Rshunt+ und Rshunt- sind jeweils mit Anschlüssen auf beiden Seiten der Widerstände mit einem Differenzverstärker (Differenzverstär- ker Diffl für Meßwiderstand Rshunt+ und Differenzverstärker Diff2 für Meßwiderstand Rshunt-) verbunden. Hier und im Fol¬ genden wird der Begriff „Differenzverstärker" so interpre¬ tiert, daß eine Differenzbildung vorgenommen wird und fakul- tativ gebildete Differenzen mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert werden. Dabei ist der Gewichtungsfaktor vor¬ zugsweise, aber nicht notwendigerweise größer eins. D.h. der Begriff „Differenzverstärker" umfaßt insbesondere auch die bloße Differenzbildung ohne weitere Gewichtung des Ergebnis¬ ses . Characterized Rshunt + and Rshunt- di- and sufficiently small dimensioned so that the used differential amplifier have a ¬ output voltages that do not exceed the predetermined Arbeitsbe ¬ rich. The two measuring resistors Rshunt + and Rshunt- are each connected to terminals on both sides of the resistors with a differential amplifier (differential amplifier Diffl for measuring resistor Rshunt + and differential amplifier Diff2 for measuring resistor Rshunt-). Here and Fol ¬ constricting the term "differential amplifier" so interpre ¬ advantage that a difference is made and facultative tively formed differences are multiplied by a weighting factor. Here, the weighting factor before ¬ preferably, but not necessarily greater than one. That is, the term "differential amplifier" includes in particular the mere difference formation without further weighting of the result ¬ ses.
Die nachgeschalteten Differenzverstärker Diffl und Diff2 re¬ duzieren das Meß-Signal auf einen bei den Meß-Widerständen Rshunt+ bzw. Rshunt- abfallenden Spannungsabfall bzw. eine dazu proportionale Spannung. Das Ergebnis der beiden Diffe¬ renzverstärker Diffl und Diff2 wird wiederum einem Differenz¬ verstärker Diffl2 zugeleitet, der die (möglicherweise mit ei¬ nem Verstärkungsfaktor multiplizierte) Differenz der von den Differenzverstärkern Diffl und Diff2 gelieferten Spannungs¬ differenzen bestimmt. Wenn kein Fehlerstrom vorhanden ist, fließt bei geschlossenem Schaltkreis derselbe Strom über die Meßwiderstände Rshunt+ und Rshunt-. Bei gleichen Widerstands¬ werten der beiden Meßwiderstände ist der Spannungsabfall ebenfalls gleich, und das Ergebnis für den mit dem Differenz¬ verstärker Diffl2 ermittelte Unterschied der Spannungsabfälle ist null. Das heißt, am Ausgang des Differenzverstärkers Diffl2 wird ein Signal geliefert, welches ein Maß für den Fehlerstrom darstellt. Das von dem Differenzverstärker Diffl2 ausgegebene Signal wird mittels eines Analog-Digital-Konver- ters ADC zu einem digitalen Signal umgesetzt und an einen Mikrokontroller uC weitergegeben. Die Umwandlung zu einem di¬ gitalen Input über den Analog-Digital-Umsetzer ADC empfiehlt sich wegen der typischerweise geringen Größe des Signals (Fehlerstrom) . The downstream differential amplifier Diffl and Diff2 ¬ re duce the measuring signal to a Rshunt + Rshunt- or falling at the measuring resistors voltage drop or a voltage proportional thereto. The result of the two Diffe ¬ ence amplifier Diffl and Diff2 in turn is fed to a differential amplifier ¬ Diffl2, the (possibly with ei ¬ nem gain multiplied) difference supplied by the differential amplifiers Diffl and Diff2 voltage differences ¬ determined. If no fault current is present, the same current flows through the measuring resistors Rshunt + and Rshunt- when the circuit is closed. With the same resistor ¬ the two measuring resistors values, the voltage drop is also the same, and the result for the calculated with the differential amplifier ¬ Diffl2 difference of the voltage drops is zero. That is, at the output of the differential amplifier Diffl2 a signal is supplied which represents a measure of the fault current. The signal output by the differential amplifier Diffl2 is converted to a digital signal by means of an analog-to-digital converter ADC and forwarded to a microcontroller μC. The conversion to a di ¬ gitalen input via the analog-to-digital converter ADC is recommended because of the typically small size of the signal (residual current).
In Figur 3 ist schematisch in einfachster Form ein erfin¬ dungsgemäßes Verfahren gezeigt, welches mit der Schaltung nach Figur 2 durchgeführt wird. Zunächst werden in den 3 shows a method according OF INVENTION ¬ dung is schematically shown in einfachster shape, which is carried out with the circuit of FIG. 2 First, in the
Schritten al und a2 die Spannungsabfälle bei den Widerständen Rshunt+ und Rshunt- mit Hilfe der Differenzverstärker Diffl und Diff2 ermittelt. In einem nächsten Schritt b wird die Differenz der durch die Differenzverstärker Diffl und Diff2 ermittelten Spannungsabfälle gebildet und in einem letzten Schritt c durch den Mikrokontroller uC ausgewertet. Die reale Implementierung des Verfahrens kann komplexer sein also die obige einfache Beschreibung (z.B. Multiplikation der Ergeb- nisse der Differenzverstärker mit einem Verstärkungsfaktor, Digitalisierung von Resultaten z.B. mit dem in Figur 2 darge¬ stellten Analog-Digital-Umsetzer ADC ...) . Steps al and a2, the voltage drops in the resistors Rshunt + and Rshunt- using the differential amplifier Diffl and Diff2 determined. In a next step b, the difference between the differential amplifiers Diffl and Diff2 determined voltage drops and evaluated in a last step c by the microcontroller uC. The real implementation of the process can be more complex so the above simple description (eg multiplying the results of the differential amplifier with a gain, digitalization of results eg with the Darge ¬ presented in Figure 2 analog-to-digital converter ADC ...).
Der nachgeschaltete Differenzverstärker Diffl2 reduziert also das Meß-Signal auf den Differenzstrom bzw. eine den Diffe¬ renzstrom charakterisierende Größe. Der Differenzstrom ent¬ spricht einem Fehlerstrom. Der nachgeschaltete Differenzver¬ stärker Diffl2 bietet zudem den Vorteil, daß ein preisgünsti¬ ger Analog-Digital-Konverter ADC mit weniger Dynamik (Bits) ausreicht. Es wird ja nur die Differenz digitalisiert. In der Schaltung aus Figur 1 ist typischerweise ein Schalter Son-off vorhanden, welcher in den Figuren 5 und 6 eingezeichnet ist. Im Falle des Vorliegens eines Fehlerstromes würde dann bei¬ spielsweise der Mikrokontroller uC, z.B. mittels eines elektromechanischen Antriebes (in der Figur nicht gezeigt) , diesen Schalter Son-off öffnen, um den Stromkreis zu unter¬ brechen. Die in Figur 1 gezeigte Fehlerstrom-Meßschaltung ist vorzugsweise dem Solar-Wechselrichter vorgelagert, d. h. in Figur 1 zwischen dem Solarmodul SP und Solar-Mikro-Inverter MSI angeordnet. The downstream differential amplifier Diffl2 thus reduces the measuring signal on the difference current or a current to the Diffe ¬ rence variable characterizing. The differential current corresponds to a fault current. The downstream Differenzver ¬ Diffl2 also offers the advantage that a preisgünsti ¬ ger analog-to-digital converter ADC sufficient with less dynamics (bits). Only the difference is digitized. In the circuit of Figure 1, a switch Son-off is typically present, which is shown in Figures 5 and 6. In the case of the presence of a fault current in ¬ play, the micro-controller UC, for example, would then be by means of an electromechanical drive (not shown in the figure) to open this switch Son-off in order to break the circuit under ¬. The fault current measuring circuit shown in Figure 1 is preferably upstream of the solar inverter, that is arranged in Figure 1 between the solar module SP and solar micro-inverter MSI.
In den Figuren 4 und 5 ist jeweils eine Last RLast einge¬ zeichnet und ein Fehlerstrom angedeutet. In Figur 4 wäre die¬ ser Fehlerstrom FUpv+ bei dem Spannungseingang Upv+ lokali- siert und in der Figur 5 wäre der Fehlerstrom FUpv- am Span¬ nungseingang Upv- aufgetreten. In diesen Fällen würde - wie anhand der Figur 2 beschrieben - der Mikrokontroller uC den Stromkreis unterbrechen. In den unten beschriebenen Figuren ist die Schaltung aus Fi¬ gur 2 mit Mittel versehen, um relevante Spannungsgrößen zu bestimmen. In Figur 6 wird der Widerstand von dem Eingang Upv+ zu Erde ermittelt. Dazu wird der Schalter Son-off geöff- net . Bei geöffnetem Schalter Son-off wird auf der in Bezug auf den Eingang Upv- abgewandten Seite des Meßwiderstandes Rshunt- über den Schalter Utest- eine Verbindung zu Erde rea¬ lisiert. Der bei dem Meß-Widerstand Rshunt- abfallende Strom entspricht dann dem Erdschluß-Strom. Mit Hilfe des Wertes für die anliegende Spannung Upv+ bzw. genauer die Spannungsdiffe¬ renz (Upv+ - Upv-) kann der Widerstand des Einganges Upv+ zu Erde ermittelt werden. In Figures 4 and 5 is in each case a load Rload is ¬ distinguished and indicated a fault current. In Figure 4, the fault current ¬ ser FUpv + at the voltage input Upv would Siert + localized and in the figure 5, the fault current FUpv- would have occurred on the clamping ¬ voltage input Upv-. In these cases, as described with reference to FIG. 2, the microcontroller μC would interrupt the circuit. In the figures described below the circuit of Fi gur ¬ 2 is provided with means to determine relevant voltage sizes. In FIG. 6, the resistance from the input Upv + to ground is determined. For this, the switch Son-off is opened. net. When switch Son-off is on the side facing away from the input Upv- side of the measuring resistor Rshunt- via the switch Utest- a connection to earth rea ¬ lisiert. The falling at the measuring resistor Rshunt- then corresponds to the ground fault current. With the aid of the value for the voltage + Upv or more precisely the Spannungsdiffe ¬ Conference (Upv + - Upv-) the resistance of the input Upv + can be determined to earth.
Ein im Wesentlichen entsprechendes Vorgehen zur Ermittlung von Upv- ist in Figur 7 gezeigt. Wiederum ist der Schalter Son-off geöffnet, und es wird mittels des Schalters Utest+ die Upv+ abgewandte Seite von dem Widerstand Rshunt+ auf Erde gelegt. Das heißt, der Schalter Utest+ wird temporär bei ge¬ öffnetem Schalter Son-off geschlossen. Der Strom im Meßwider¬ stand Rshunt+ entspricht dann dem Erdschluß-Strom. Zusammen mit dem Wert von Upv+ bzw. von (Upv+ - Upv-) kann der Wider¬ stand von Upv- zur Erde ermittelt werden. Figuren 6 und 7 zeigen somit die Ermittlung des Widerstandes von Upv+ bzw. Upv- zur Erde mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltung. An essentially corresponding procedure for determining upv is shown in FIG. Again, the switch Son-off is open, and it is set by means of the switch Utest + the Upv + opposite side of the resistor Rshunt + on ground. That is, the switch Utest + is temporarily closed at ge ¬ opened switch Son-off. The current in Meßwider ¬ stand Rshunt + then corresponds to the ground fault current. Together with the value of Upv + or of (Upv + - Upv-) the cons ¬ can be determined by Upv- to earth stood. FIGS. 6 and 7 thus show the determination of the resistance of Upv + or Upv- to earth with the aid of the circuit according to the invention.
In Figur 8 ist schließlich gezeigt, wie eine Spannungsmessung von Upv+ (zu Upv-) durchgeführt werden kann. Dabei sind die Eingänge Upv+ und Upv- über einen durch die Widerstände R3 und R4 gebildeten Spannungsteiler verbunden. Zwischen den beiden Widerständen R3 und R4 führt eine Verbindung zu einem Differenzverstärker Diff, dessen anderes Ende bei dem Eingang Upv- verbunden ist. Vorzugsweise ist der Widerstand R4 erheb¬ lich kleiner (z.B. eine oder mehrere Größenordnungen) als der Widerstand R3, damit am Differenzverstärker Diff eine ver¬ gleichsweise geringe Spannung anliegt. Der Differenzverstär¬ ker Diff ist mit einem Analog-Digital-Wandler ADC(O) verbun¬ den, welcher ein digitales Signal erzeugt, welches an einem Eingangskanal ChO des Mikrokontrollers uC anliegt. Dieses Signal ist ein Maß für die Spannung von Upv+ zu Upv-, wobei die den Spannungsteiler bildenden Widerstände R3 und R4 be¬ kannt sind und für die Berechnung der Spannung durch den Mik- rokontroller uC verwendet werden. Parallel wird wie in Figur 1 beschrieben der Fehlerstrom gemessen und das entsprechende Signal an den Mikrokontroller uC übermittelt. Dieses Signal liegt an einem anderen Eingang bzw. Kanal des Mikrokontrol- lers uC an, welcher hier mit Chi benannt ist. Finally, FIG. 8 shows how a voltage measurement of Upv + (to Upv-) can be carried out. The inputs Upv + and Upv- are connected via a voltage divider formed by the resistors R3 and R4. Between the two resistors R3 and R4, a connection leads to a differential amplifier Diff whose other end is connected to the input Upv-. Preferably, the fixed resistor R4 ¬ Lich smaller (for example, one or more orders of magnitude) than the resistance R3, so that the differential amplifier Diff abuts a ver ¬ tively low voltage. The Differenzverstär ¬ ker Diff is connected to an analog-to-digital converter ADC (O) verbun ¬ the, which generates a digital signal which is applied to an input channel ChO of the microcontroller uC. This signal is a measure of the voltage of + Upv to Upv-, said voltage divider forming resistors R3 and R4 are ¬ be withdrawn and used for the calculation of the voltage by the Mik-rokontroller uC. Parallel as in FIG 1 described the fault current measured and transmitted the corresponding signal to the microcontroller uC. This signal is applied to another input or channel of the microcontroller uC, which is named here by Chi.
In Figur 8 ist der mit den Widerständen R3 und R4 gebildete Spannungsteiler zwischen der Energiequelle und den Meßwider¬ ständen Rshunt+ und Rshunt- angeordnet. Der Spannungsteiler kann alternativ auch auf der anderen Seite der Meßwiderstände Rshunt+ und Rshunt- angeordnet werden. In Figure 8, the voltage divider formed with the resistors R3 and R4 connected between the power source and the Meßwider ¬ + stands Rshunt and Rshunt- is arranged. The voltage divider may alternatively be arranged on the other side of the measuring resistors Rshunt + and Rshunt-.
Erfindungsgemäß ist somit eine einfache Fehlerstrommessung mit nachgeschaltetem Differenzverstärker beschrieben. Ein Ab¬ zug des wesentlich höheren Betriebsstromes und der damit einhergehenden Ungenauigkeiten ist nicht nötig. Außerdem kann mit dieser Anordnung der Erdisolationswiderstand gemessen werden. Die Anordnung ermöglicht eine kostengünstige AD- Wandlung mit weniger Wandeltiefe (Bits) . Aufgrund dieser ein¬ fachen Lösung ergibt sich neben einer besseren Robustheit ei- ne günstigere Kostenposition. The invention thus describes a simple fault current measurement with a downstream differential amplifier. An off ¬ train the much higher operating current and the associated inaccuracies is not necessary. In addition, with this arrangement, the ground insulation resistance can be measured. The arrangement allows a cost AD conversion with less conversion depth (bits). As a result of this simple solution, in addition to a better robustness, a more favorable cost position results.
Die Erfindung wurde im Kontext von Solar-Mikro-Wechselrich- tern beschrieben, wo sie besonders vorteilhaft einsetzbar ist. Sie ist aber keineswegs auf dieses Einsatzgebiet be- schränkt, sondern generell für Schaltkreise geeignet, bei de¬ nen eine Fehlerstrommessung erfolgen soll. The invention has been described in the context of solar microinverters, where it can be used particularly advantageously. But it is no means to be limited to this field of application, but generally suitable for circuits in de ¬ nen a residual current measurement should be taken.

Claims

Patentansprüche claims
1. Schaltung für die Ermittlung eines Fehlerstroms mit 1. Circuit for the determination of a fault current with
- einem ersten Widerstand (Rshunt+) ,  a first resistor (Rshunt +),
- einem zweiten Widerstand (Rshunt-) , a second resistor (Rshunt),
- einer ersten Vorrichtung (Diffl) zur Ermittlung eines ers¬ ten Wertes für eine eine Spannungsdifferenz charakterisieren¬ de Größe, welche für die Ermittlung eines den Spannungsabfall bei dem ersten Widerstand (Rshunt+) charakterisierenden Wer¬ tes angeordnet ist, - a first device (Diffl) for determining a value for a ten ers ¬ a voltage difference characterize ¬ de size which is disposed characterizing for determining a voltage drop at the first resistor (Rshunt +) ¬ tes,
- einer zweiten Vorrichtung (Diff2) zur Ermittlung eines zweiten Wertes für die die Spannungsdifferenz charakterisie¬ rende Größe, welche für die Ermittlung eines den Spannungsab¬ fall bei dem zweiten Widerstand (Rshunt-) charakterisierenden Wertes angeordnet ist, - a second device (Diff2) for determining a second value for which the voltage difference characterization ¬ Rende size which characterizes for the determination of the Spannungsab ¬ case with the second resistor (Rshunt-) value is arranged,
- einer dritten Vorrichtung (Diffl2) zur Ermittlung eines Wertes einer die Differenz zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert charakterisierenden Größe, und  a third device (Diffl2) for determining a value of a variable characterizing the difference between the first value and the second value, and
- einer Auswerteeinrichtung zur Auswertung des Wertes der die Differenz zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert cha¬ rakterisierenden Größe. - An evaluation device for evaluating the value of the difference between the first value and the second value cha ¬ rakterisierenden size.
2. Schaltung nach Anspruch 1, 2. A circuit according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, daß characterized in that
es sich bei der ersten Vorrichtung (Diffl) und bei der zwei¬ ten Vorrichtung (Diff2) um Differenzverstärker handelt. is at the first device (Diffl) and in which two ¬ th device (Diff2) to differential amplifier.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, 3. A circuit according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, daß characterized in that
es sich bei der dritten Vorrichtung (Diffl2) um einen Diffe¬ renzverstärker handelt. it is in the third device (Diffl2) is a Diffe ¬ ence amplifier.
4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. A circuit according to any one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet, daß characterized in that
die Auswerteeinrichtung einen Analog-Digital-Umsetzer (ADC) und einen Mikrokontroller (uC) umfaßt. the evaluation device comprises an analog-to-digital converter (ADC) and a microcontroller (uC).
5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. A circuit according to any one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet, daß characterized in that
- die Auswertevorrichtung einen Mikrokontroller (uC) umfaßt, the evaluation device comprises a microcontroller (μC),
- der Mikrokontroller (uC) dafür ausgestaltet ist, nach Maß- gäbe des Wertes der die Differenz zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert charakterisierenden Größe das Vorliegen eines Fehlerstroms festzustellen und ein Signal für eine Unterbrechung eines mit der Schaltung überwachten Schaltkrei¬ ses zu erzeugen. - The microcontroller (uC) is designed to determine the measure of the value of the difference between the first value and the second value characterizing magnitude of the presence of a fault current and to generate a signal for an interruption of a circuit monitored Schaltkrei ¬ ses ,
6. Schaltkreis zur Versorgung einer Last (RLast) , gebildet mit einer Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem der erste Widerstand (Rshunt+) der Last (RLast) vor¬ gelagert und der zweite Widerstand der Last (RLast) nachgela- gert in dem Schaltkreis angeordnet sind. 6. circuit for supplying a load (RLast), formed with a circuit according to one of claims 1 to 5, wherein the first resistor (Rshunt +) of the load (RLast) before ¬ stored and the second resistance of the load (RLast) nachgela- are arranged in the circuit.
7. Schaltkreis nach Anspruch 6, 7. Circuit according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet, daß characterized in that
- der Schaltkreis einen Solar-Mikroinverter (MSI) umfaßt, und - zur Versorgung der Last (RLast) mit Strom zur Verbindung mit mindestens einem Solarmodul ausgestaltet ist.  - The circuit comprises a solar microinverter (MSI), and - is designed to supply the load (RLast) with power for connection to at least one solar module.
8. Schaltkreis nach Anspruch 7, 8. Circuit according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, daß characterized in that
der Solar-Mikroinverter (MSI) ohne galvanische Trennung ge¬ bildet ist. the solar microinverter (MSI) without galvanic separation is ge ¬ forms.
9. Schaltkreis nach Anspruch 7 oder 8, 9. Circuit according to claim 7 or 8,
dadurch gekennzeichnet, daß characterized in that
die Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dem Solar- Mikroinverter (MSI) vorgelagert ist. the circuit according to one of claims 1 to 5 upstream of the solar microinverter (MSI).
10. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 6 bis 9, 10. Circuit according to one of claims 6 to 9,
mit einem Schalter (Son-off) , mit dem bei Vorliegen eines Fehlerstroms der Schaltkreis unterbrochen werden kann. with a switch (son-off), with which the circuit can be interrupted in the presence of a fault current.
11. Schaltkreis nach Anspruch 10, mit einem Schalter (Utest-) für die Herstellung einer Verbindung des Schaltkreises an ei- ner einen Anschlußseite einer Spannungsquelle abgewandten Seite des zweiten Widerstands (Rshunt-) mit Erde. 11. The circuit of claim 10, comprising a switch (Utest-) for establishing a connection of the circuit to a ner one terminal side of a voltage source opposite side of the second resistor (Rshunt-) to ground.
12. Schaltkreis nach Anspruch 10 oder 11, mit einem Schalter (Utest+) für die Herstellung einer Verbindung des Schaltkrei¬ ses an einer einen Anschlußseite einer Spannungsquelle abge¬ wandten Seite des ersten Widerstands (Rshunt+) mit Erde. 12. The circuit of claim 10 or 11, with a switch (Utest +) for the preparation of a compound of the Schaltkrei ¬ ses at a one terminal side of a voltage source abge ¬ side toward the first resistor (Rshunt +) with soil.
13. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 6 bis 12, 13. Circuit according to one of claims 6 to 12,
dadurch gekennzeichnet, daß characterized in that
- ein Spannungsteiler zwischen Anschlußbereichen für die Pole der Spannungsquelle angeordnet ist, welcher mit einem dritten Widerstand (R3) und einem vierten Widerstand (R4) gebildet ist ,  a voltage divider is arranged between terminal regions for the poles of the voltage source, which is formed with a third resistor (R3) and a fourth resistor (R4),
- eine Vorrichtung (Diff) zur Ermittlung eines den Spannungs¬ abfall bei dem vierten Widerstand (R4) charakterisierenden Wertes angeordnet ist, und - a device (Diff) is arranged for determining a characterizing the voltage drop at ¬ the fourth resistor (R4) value, and
- ein Mikrokontroller (uC) dafür ausgestaltet ist, mit Hilfe des den Spannungsabfall bei dem vierten Widerstand (R4) cha- rakterisierende Werts eine Bestimmung der auf einer Anschlu߬ seite der Spannungsquelle anliegenden Spannung vorzunehmen. - a microcontroller (uC) is designed for making a determination of the appended on a terminal side of the power source voltage ¬ rakterisierende by means of the voltage drop in the fourth resistor (R4) Cha value.
14. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 13, 14. Circuit according to one of claims 13,
dadurch gekennzeichnet, daß characterized in that
- der Ausgang der Vorrichtung (Diff) zur Ermittlung eines den Spannungsabfall bei dem vierten Widerstand (R4) charakteri¬ sierenden Wertes mit einem Analog-Digital-Umsetzer (ADC(0)) verbunden ist, und - The output of the device (Diff) for determining a voltage drop at the fourth resistor (R4) characterizing ¬ sierenden value with an analog-to-digital converter (ADC (0)) is connected, and
- der Ausgang des Analog-Digital-Umsetzer (ADC(0)) mit dem Mikrokontroller (uC) verbunden ist.  - The output of the analog-to-digital converter (ADC (0)) is connected to the microcontroller (uC).
15. Verfahren zur Ermittlung eines Fehlerstroms mit einer Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend 15. A method for determining a fault current with a circuit according to one of claims 1 to 5, comprising
- Ermittlung eines ersten Wertes für eine eine Spannungsdif- ferenz charakterisierende Größe, welcher ein Maß für den Determining a first value for a variable characterizing a voltage difference, which is a measure for the
Spannungsabfall bei dem ersten Widerstand darstellt, - Ermittlung eines zweiten Wertes für die die Spannungsdiffe¬ renz charakterisierende Größe, welcher für den Spannungsab¬ fall bei dem zweiten Widerstand ein Maß darstellt, Represents voltage drop at the first resistor, - determining a second value for the variable characterizing Spannungsdiffe ¬ Renz, which represents a measure for the Spannungsab ¬ case with the second resistor,
- Ermittlung eines Wertes einer die Differenz zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert charakterisierenden Größe, und  Determining a value of a variable characterizing the difference between the first value and the second value, and
- Auswertung des Wertes der die Differenz zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert charakterisierenden Größe.  - Evaluation of the value of the difference characterizing the difference between the first value and the second value.
PCT/EP2016/072935 2016-09-27 2016-09-27 Fault current circuit WO2018059658A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2016/072935 WO2018059658A1 (en) 2016-09-27 2016-09-27 Fault current circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2016/072935 WO2018059658A1 (en) 2016-09-27 2016-09-27 Fault current circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018059658A1 true WO2018059658A1 (en) 2018-04-05

Family

ID=57123966

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/072935 WO2018059658A1 (en) 2016-09-27 2016-09-27 Fault current circuit

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2018059658A1 (en)

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2495414A1 (en) * 1980-12-01 1982-06-04 Constr Telephoniques Telephone line state detector - derives voltage from line current where opposite polarity voltage is applied from differential amplifier for comparison
JPH04238272A (en) * 1991-01-22 1992-08-26 Nippon Inter Electronics Corp Power supply circuit with leakage current detecting function
DE19722872A1 (en) * 1997-05-31 1998-12-03 Bosch Gmbh Robert Circuit measuring electrode current from e.g. electrically-heated zirconium di:oxide exhaust gas sensor
US20030011355A1 (en) * 2000-01-06 2003-01-16 Skerritt Robert Charles Current detector and current measuring apparatus including such detector with temperature compensation
DE102006048073A1 (en) * 2006-10-11 2008-04-17 Wabco Gmbh Device for sensing a fault current in a fieldbus system
DE102011002756A1 (en) * 2011-01-17 2012-07-19 Sunways Ag Photovoltaic Technology Current measuring device for detecting a current, solar inverters and method for detecting a current
US20130051092A1 (en) 2011-08-25 2013-02-28 Direct Grid Technologies LLC Apparatus for a microinverter particularly suited for use in solar power installations
WO2013064828A1 (en) * 2011-11-01 2013-05-10 Enecsys Limited Photovoltaic power conditioning units
US20130128396A1 (en) * 2011-11-23 2013-05-23 Metroic Limited Current measurement
US20140060100A1 (en) * 2012-08-29 2014-03-06 Robert L. Bryson Low Voltage Solar Electric Energy Distribution
JP2014233118A (en) * 2013-05-28 2014-12-11 株式会社デンソー Inverter device
KR20140142048A (en) * 2013-06-03 2014-12-11 엘에스산전 주식회사 Ground fault detecting circuit for inverter
DE102014204870A1 (en) * 2014-03-17 2015-09-17 Continental Automotive Gmbh Device and method for monitoring electrical insulation in a vehicle electrical system of a vehicle
DE102014224639A1 (en) * 2014-12-02 2016-06-02 Robert Bosch Gmbh Method and monitoring device for detecting a fault current for a control device for controlling a multiphase actuator
DE102015204903A1 (en) * 2015-03-18 2016-09-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Motor vehicle electrical system and method for measuring a current in a line in a vehicle electrical system of a motor vehicle

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2495414A1 (en) * 1980-12-01 1982-06-04 Constr Telephoniques Telephone line state detector - derives voltage from line current where opposite polarity voltage is applied from differential amplifier for comparison
JPH04238272A (en) * 1991-01-22 1992-08-26 Nippon Inter Electronics Corp Power supply circuit with leakage current detecting function
DE19722872A1 (en) * 1997-05-31 1998-12-03 Bosch Gmbh Robert Circuit measuring electrode current from e.g. electrically-heated zirconium di:oxide exhaust gas sensor
US20030011355A1 (en) * 2000-01-06 2003-01-16 Skerritt Robert Charles Current detector and current measuring apparatus including such detector with temperature compensation
DE102006048073A1 (en) * 2006-10-11 2008-04-17 Wabco Gmbh Device for sensing a fault current in a fieldbus system
DE102011002756A1 (en) * 2011-01-17 2012-07-19 Sunways Ag Photovoltaic Technology Current measuring device for detecting a current, solar inverters and method for detecting a current
US20130051092A1 (en) 2011-08-25 2013-02-28 Direct Grid Technologies LLC Apparatus for a microinverter particularly suited for use in solar power installations
WO2013064828A1 (en) * 2011-11-01 2013-05-10 Enecsys Limited Photovoltaic power conditioning units
US20130128396A1 (en) * 2011-11-23 2013-05-23 Metroic Limited Current measurement
US20140060100A1 (en) * 2012-08-29 2014-03-06 Robert L. Bryson Low Voltage Solar Electric Energy Distribution
JP2014233118A (en) * 2013-05-28 2014-12-11 株式会社デンソー Inverter device
KR20140142048A (en) * 2013-06-03 2014-12-11 엘에스산전 주식회사 Ground fault detecting circuit for inverter
DE102014204870A1 (en) * 2014-03-17 2015-09-17 Continental Automotive Gmbh Device and method for monitoring electrical insulation in a vehicle electrical system of a vehicle
DE102014224639A1 (en) * 2014-12-02 2016-06-02 Robert Bosch Gmbh Method and monitoring device for detecting a fault current for a control device for controlling a multiphase actuator
DE102015204903A1 (en) * 2015-03-18 2016-09-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Motor vehicle electrical system and method for measuring a current in a line in a vehicle electrical system of a motor vehicle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ISLAM MOFAKKHARUL ET AL: "Design of a new transformerless SepCuk inverter topology for grid connected photovoltaics", 2014 5TH INTERNATIONAL RENEWABLE ENERGY CONGRESS (IREC), IEEE, 25 March 2014 (2014-03-25), pages 1 - 5, XP032600897, DOI: 10.1109/IREC.2014.6827009 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1857825B1 (en) Measuring apparatus
DE102013114729B4 (en) Inverter and method for detecting a phase failure in an energy supply network
EP2697661B1 (en) Method and apparatus for determining a fault current portion in a differential current
EP2559130B1 (en) Method for inputting current and current input system
DE102010055550A1 (en) Inverter, power plant and method of operating a power plant
EP2372857A1 (en) Determination of the proportion of differential current made up of faulty current
CH665735A5 (en) METHOD FOR DETECTION OF AN ERROR POINT IN A transmission line.
DE102018121979A1 (en) Insulation monitoring method for an inverter-fed power supply system
CH709416B1 (en) Method and device for permanent current measurement in the cable distribution cabins of the 230 V / 400 V network level.
EP2923213B1 (en) Method for measuring insulation of an inverter without transformer
EP3275067B1 (en) Method for connecting an energy generation installation to a medium voltage network and energy generation installation
DE102013018294B4 (en) Device and method for recording the electrical energy of single or multi-phase electrical consumers
DE2612256A1 (en) ACTIVE SYMMETRIC COMPONENT NETWORK FOR PROTECTIVE RELAY
DE102012215166B4 (en) Switching device for a single-phase motor and a three-phase motor
DE10207856A1 (en) Method and device for measuring the impedance of an electrical power supply network
EP2171488A1 (en) Method for locating a ground fault according to the distance protection principle and electric distance protection device
WO2018059658A1 (en) Fault current circuit
EP3435097A1 (en) System for current detection
DE102017201734B4 (en) Charger and method for reducing the unbalanced load of a two-phase charger
DE102013002018B4 (en) Method for monitoring the insulation of a circuit arrangement
WO2020178377A1 (en) Method and device for approximately determining voltages at a high-voltage side of a transformer
DE102018113627B4 (en) Method and device for fault diagnosis in an electrical network having a ring structure, and computer program product
EP3527996B1 (en) Measuring system and method for measuring electrical signals
DE102016112005A1 (en) Method for designing the network protection of a low-voltage electrical supply network
EP3564696A1 (en) Method for measuring currents at multiple measuring points of a power network using converter-measurement combinations and converter-measurement combination for carrying out the method

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16779019

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16779019

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1