[发明专利]一种漏电流检测快速保护电路及保护方法

说明书

本发明公开了电力电子领域内的一种漏电流检测快速保护电路，包括安装在待测回路上的电流互感器，电流互感器的副边输出绕组与自激振荡器两端相连，自激振荡器的输出端与快速保护电路的输入端相连，自激振荡器的输入端与采样电阻非接地端相连，同时采样电阻的非接地端与切比雪夫滤波器的输入端相连，切比雪夫滤波器的输出端与采样调理单元的输入端相连，采样调理单元包括信号分压电阻和运算放大器，切比雪夫滤波器的输出端与信号分压电阻的一端相连，信号分压电阻的另一端与快速保护电路的输出端、采样调理单元中的运算放大器的同相输入端直接相连，采样调理单元输出端与控制器相连，本发明检测较大漏电流时更加安全迅速，可用于光伏并网发电中。

技术领域

本发明涉及一种光伏逆变器，特别涉及一种光伏并网逆变器电流检测及保护电路。

背景技术

随着光伏并网技术的推广和发展，光伏并网系统在我国也得到相关国家政策和财政支持。光伏并网系统一般由组件、逆变器和电网组成，是一种低压配电的方式，其中电网和负载的接口常采用逆变器系统，但系统中的电网和光伏阵列之间会存在直接的电气接触，然而光伏阵列和地之间会存在寄生电容，变化的电压将产生光伏并网逆变器系统中的漏电流，这会导致安全隐患，对人身造成伤害。另外，由于控制器的控制方式、器件特性及环境等其它不同因素的影响，抑制漏电流电路拓扑有不同程度的局限性，故也无法完全消除其漏电流隐患。若不能准确检测出漏电流，尤其当漏电流超出人体安全等级时不能及时保护的话，便可能会导致并网逆变器操作人员发生触电事故。因此必须确保在光伏逆变器中对漏电流值进行检测和判断后能启动迅速保护动作，从而确保并网逆变器系统的安全可靠运行。

目前光伏并网逆变器涉及到漏电流的部分，基本是通过相应的采样调理单元采集几个正弦周期的漏电流值，通过有效值程序算法进行运算，用所计算出来的正弦漏电流有效值与控制器中事先设定好的阈值进行比较以产生相应的动作。在出现漏电流过大的情况，控制器计算漏电流有效值后再进行判断以产生相应动作的过程势必会导致较长时间的延迟，增加了操作人员受到人身伤害的风险和系统安全可靠性的降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种漏电流检测快速保护电路及保护方法，克服检测到较大漏电流时，光伏并网逆变器进行保护动作较慢的缺陷，使得检测较大漏电流时更加安全迅速。

本发明的目的是这样实现的：一种漏电流检测快速保护电路，包括安装在待测回路上的电流互感器，所述电流互感器的副边输出绕组与自激振荡器两端相连，所述自激振荡器的输出端与快速保护电路的输入端相连，自激振荡器的输入端与采样电阻Rs非接地端相连，同时采样电阻Rs的非接地端与切比雪夫滤波器的输入端相连，所述切比雪夫滤波器的输出端与采样调理单元的输入端相连，采样调理单元包括信号分压电阻R61和运算放大器U6，所述切比雪夫滤波器的输出端与信号分压电阻R61的一端相连，信号分压电阻R61的另一端与快速保护电路的输出端、采样调理单元中的运算放大器U6的同相输入端直接相连，采样调理单元输出端与控制器相连。

作为本发明的进一步限定，所述快速保护电路包括：微分电阻R1、泄放电阻R2、限流电阻R3、基极电阻R4、集电极电阻R5、微分电容C1、充电电容C2、阻塞二极管D1和NPN三极管Q1；自激振荡器的输出端与微分电容C1相连，微分电容C1的另一端与微分电阻R1以及阻塞二极管D1的阳极相连，阻塞二极管D1的阴极分两路，一路和限流电阻R3相连，另外一路和泄放电阻R2相连，限流电阻R3另一端分两路，一路通过基极电阻R4与NPN三极管Q1的基极相连，另一路和充电电容C2相连，微分电阻R1、泄放电阻R2和充电电容C2的另一端均接地；NPN三极管Q1的集电极与采样调理单元中的运算放大器U6的同相输入端连接且通过集电极电阻R5与正电压连接，NPN三极管Q1的发射极接地。