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【干货】RCMU在光伏逆变器中的研究说明

2016-12-27 14:48
络遇
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一、前言

RCMU(Residual Current Monitoring Unit)广泛应用在光伏逆变器中。在光伏逆变器接入交流电网,交流断路器闭合的任何情况下,逆变器都应进行残余电流(简称之为漏电流)检测。漏电流检测装置应能检测总的有效值电流值(包括直流和交流部件)。无论逆变器是否带有隔离,与之连接的光伏方阵是否接地,以及隔离形式采用何种等级(基本绝缘隔离或加强绝缘隔离),都需要对过量的连续残余电流以及过量的残余电流的突变进行监控。

二、漏电就产生的机理

漏电流主要分两种形式:1)阻性漏电;2)容性漏电

RCMU在光伏逆变器中的研究说明

图2.0

如图2.0所示,两片导电体中间是绝缘材料就构成了电容。两片导电体面积对着的面积越大,电容就越大。

RCMU在光伏逆变器中的研究说明

图2.1 水和电池之间形成等效电容

阴雨天,组件表面有一层雨水,水与电池片有较大的面积,形成较大的对地电容。雨天对地电容与组件面积有关,5kW系统大约在330nF至550nF,如图2.1所示。电容两极板上带有电荷,电荷随着光伏系统外部的器件流动,形成阻性漏电。

逆变器在工作时,除了高频的共模漏电流,母线上会涵盖低频的交流分量,在机器内部来回振荡,形成容性漏电。

阻性和容性的漏电可能会叠加存在,不同的是阻性漏电会对地短接。漏电流存在于逆变器里面的形式如图2.2

RCMU在光伏逆变器中的研究说明

图2.2 漏电流在机器中与大地构成回路模型

当漏电流增大到一定程度时,可能造成下列危害:

1)当漏电通过人体,会发生触电伤亡事故。

2)当漏电增大至一定值时,会导致通电的金属部分发热;随着时间的推移,热量增加,在易燃场所容易引起火灾

三、漏电流检测相关的安规标准要求

对于光伏逆变器本身需要安装漏电检测装置,检测器件类型大致有三种,如图3.0所示。

RCMU在光伏逆变器中的研究说明

图3.0 漏电流检测类型

Type AC: Detecting AC residual currents of mains frequency (not permissible in Germany)

Type A: Detecting AC residual currents and pulsating DC residual currents of mains frequency

Type B: Detecting AC residual currents and pulsating DC residual currents of mains frequency, as well as smooth DC residual currents and AC residual currents ≠ mains frequency

摘自ICE62109-1 7.3.8章节

1)AC 型漏电保护器:

AC 型漏电保护器是针对工频正弦漏电电流研发设计的,对突然施加及缓慢上升的正弦漏电电流都能可靠保护。

2)A 型漏电保护器:

A 型漏电保护器和 AC 型漏电保护器在工作原上基本相同,只是对传感器的磁特性进行了改进,除对正弦漏电信号能够可靠保护外,还能对含有脉动直流分量的漏电信号可靠保护。

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