[发明专利]AFCI自检

说明书

为了识别在系统中的故障(F)，该系统包括：变压器(4)，变压器具有能与直流电压线路(DC+、DC‑)串联的初级绕组(L1)和与初级绕组(L1)磁性耦联的次级绕组(L2)；以及评估单元(5)，评估单元处理在次级绕组(L2)上的次级信号(i2)，根据本发明，从次级信号(i2)中求得在至少一个频率(fn)下的信号分量(n(fn))，并且将信号分量(n(fn))的信号电平(P(fn))与信号阈值(P_min(fn))比较。当信号电平(P(fn))低于信号阈值(P_min(fn))时，探测到故障(F)。

技术领域

本发明涉及一种用于探测在系统中的故障的方法，该系统包括：变压器，变压器具有与直流电压线路串联的初级绕组和与初级绕组磁性耦联的次级绕组；以及评估单元，评估单元处理在次级绕组上的次级信号。此外，本发明涉及一种系统，该系统包括：变压器，变压器具有与直流电压线路串联的初级绕组；与初级绕组磁性耦合的次级绕组；以及评估单元，评估单元设计成处理在次级绕组上的次级信号。

背景技术

在直流电压设备中由至少一个直流电压源提供直流电压，并且通过直流电压线路将直流电压传输给直流电压汇流部。作为直流电压源，例如可提供一定数量的太阳能面板或光伏设备的太阳能电池单体，或者电池。在此，在太阳能面板或太阳能电池单体上，根据相应的阳光辐射产生直流电压。例如，逆变器可用作直流电压汇流部。逆变器将直流电压转换成交流电压，并且可将交流电压馈入到电网中，或者将所产生的交流电压提供给电负载，例如电机或者电池。

在多种系统中，希望与已有的直流电压源和/或直流电压汇流部通信。由控制单元发送的通信信号例如可用于将多个单个的太阳能面板同步。尤其是在出现故障情况时，通信信号也可用于切断直流电压源或系统的其它元件。

由此，通信信号例如可通过特地设置的通信线路或者直接通过现有的直流电压线路(借助于所谓的电力线通信，PLC)传输。在电力线通信中，将在PLC频率下已知的PLC信号调制成用于能量传输的直流电压作为基础信号，并且进行传输。由此，为了PLC信号的耦合和/或解耦，可将变压器用到直流电压线路上，其中，初级绕组与直流电压线路串联。变压器将流过初级绕组的交变的初级信号转换成在次级绕组中流动的交变的次级信号，并且相反地转换。此外，PLC接收单元或PLC发送单元与次级绕组连接以用于接收或发送PLC信号。其它接收单元或发送单元可位于与直流电压线路连接的直流电压源和/或直流电压汇流部上。

当电弧探测单元与变压器的次级绕组连接时，变压器也可用于识别电弧。如果出现电弧，则电弧信号作为初级信号的一部分由变压器从初级绕组转换成在次级绕组上的次级信号。电弧探测单元分析次级信号，并且识别通过变压器转换到次级侧上的电弧信号的、具有确定的电弧频率的信号分量或者具有不同电弧频率的信号分量。由此，可推断出电弧的出现。当在次级侧上的电弧信号与发送的PLC信号不同时，也可将已经为PLC通信存在的变压器用于识别电弧。

然而常常需要使得包括变压器和评估单元的系统无故障，例如以保证电弧识别和/或PLC通信正常工作。

发明内容

由此，本发明的目的是，识别系统中的故障，所述系统包括用于将直流电压线路的初级信号转换成次级信号的变压器以及用于评估次级信号的评估单元。

根据本发明，通过一种方法和一种故障探测单元实现该目的，其中，从次级信号中求得在至少一个频率下的信号分量，将该信号分量的信号电平与信号阈值比较，并且当信号电平低于信号阈值时，探测到在系统中的故障。由此，可在无故障性方面检查系统，尤其是变压器，或者评估单元的部分。例如，如果变压器的初级绕组和/或次级绕组损坏，则在至少一个确定的频率下的信号分量的信号电平低于信号阈值。如果根据本发明探测到这种情况，则可推断出在系统中的故障。作为故障，也可出现评估单元故障，例如放大器损坏。当然，可为不同频率设置不同信号阈值。

变压器可通过与直流电压线路串联的初级绕组将交变的初级信号与直流电压线路中解耦并且转换到次级绕组上。同样，变压器也可将交变的次级信号转换成在初级绕组上的交变的初级信号，并且耦合到直流电压线路中。