ES2716482B2 - SYSTEM AND METHOD OF DETECTION OF FAULTS TO GROUND OR AGAINST THE CHASSIS IN DIRECT CURRENT SYSTEMS WITH INVERTERS POWERED FROM BATTERIES - Google Patents
SYSTEM AND METHOD OF DETECTION OF FAULTS TO GROUND OR AGAINST THE CHASSIS IN DIRECT CURRENT SYSTEMS WITH INVERTERS POWERED FROM BATTERIES Download PDFInfo
- Publication number
- ES2716482B2 ES2716482B2 ES201831236A ES201831236A ES2716482B2 ES 2716482 B2 ES2716482 B2 ES 2716482B2 ES 201831236 A ES201831236 A ES 201831236A ES 201831236 A ES201831236 A ES 201831236A ES 2716482 B2 ES2716482 B2 ES 2716482B2
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- battery
- direct current
- inverters
- ground
- measured signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
- B60L3/0069—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
-
- 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
-
- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
SISTEMA Y MÉTODO DE DETECCION DE FALTAS A TIERRA O CONTRA ELSYSTEM AND METHOD OF DETECTION OF FAULTS TO GROUND OR AGAINST THE
CHASIS EN SISTEMAS DE CORRIENTE CONTINUA CON INVERSORESCHASSIS IN DIRECT CURRENT SYSTEMS WITH INVERTERS
ALIMENTADOS A PARTIR DE BATERIASPOWERED FROM BATTERIES
OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION
La presente invención es de aplicación para sistemas eléctricos en los que intervienen inversores, alimentados desde baterías.The present invention is applicable to electrical systems involving inverters, powered from batteries.
Una clara aplicación son los vehículos eléctricos, en los que los motores de tracción son alimentados a través de inversores a partir de baterías.A clear application is electric vehicles, in which the traction motors are powered by inverters from batteries.
Con el sistema objeto de la presente invención se pueden detectar cortocircuitos a tierra o al chasis del vehículo, tanto en la zona de corriente continua como en la zona de corriente alterna sin necesidad de ninguna fuente adicional de inyección de corriente o tensión y se puede distinguir en que zona se ha producido el defecto, zona de corriente continua o zona de corriente alterna.With the system object of the present invention, short circuits to ground or to the vehicle chassis can be detected, both in the direct current area and in the alternating current area without the need for any additional source of current or voltage injection and it can be distinguished in which area the fault occurred, direct current area or alternating current area.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
Toda instalación eléctrica debe estar dotada de sistemas de protección que la hagan segura ante posibles cortocircuitos y otros defectos que puedan causar daños tanto a las propias instalaciones como a las personas.All electrical installation must be equipped with protection systems that make it safe against possible short circuits and other defects that may cause damage to both the facilities themselves and people.
En el caso de los vehículos eléctricos es práctica habitual que todo el sistema eléctrico esté aislado del chasis del vehículo o de tierra. Si se produce un defecto al chasis del vehículo o a tierra puede seguir funcionando. Pero se debe generar una alarma para reparar este defecto y evitar tener un defecto doble y que el sistema deje de funcionar.In the case of electric vehicles, it is common practice for the entire electrical system to be isolated from the vehicle chassis or from ground. If a fault occurs to the chassis of the vehicle or to the ground, it can continue to function. But an alarm must be generated to repair this defect and avoid having a double defect and the system stops working.
Por tanto, sería deseable poder detectar fallos en el sistema de corriente continua con inversores alimentados mediante baterías y más concretamente, diferenciar si el defecto es en el lado de corriente continua o en el lado de corriente alterna. Adicionalmente, sería deseable conocer si, producido el defecto en el lado de continua, el defecto se ha producido en algún punto del circuito positivo o negativo. Therefore, it would be desirable to be able to detect faults in the direct current system with battery-powered inverters and more specifically, differentiate whether the fault is on the direct current side or on the alternating current side. Additionally, it would be desirable to know if, when the defect has occurred on the DC side, the defect has occurred at some point in the positive or negative circuit.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
La invención se refiere a un sistema de detección de faltas a tierra o al chasis en sistemas de corriente continua con inversores alimentados mediante baterías.The invention relates to a chassis or ground fault detection system in DC systems with battery powered inverters.
En un primer aspecto de la invención, se divulga un sistema de detección de faltas a tierra en sistemas de corriente continua con inversores alimentados mediante baterías, donde dichos sistemas de corriente continua comprenden al menos una batería, unas barras de corriente continua y una pluralidad de inversores que alimentan una pluralidad de cargas en corriente alterna. El sistema de detección de faltas a tierra en sistemas de corriente continua con inversores alimentados mediante baterías comprende:In a first aspect of the invention, a ground fault detection system is disclosed in direct current systems with battery-powered inverters, where said direct current systems comprise at least one battery, direct current bars and a plurality of inverters that feed a plurality of loads in alternating current. The ground fault detection system in DC systems with battery-powered inverters comprises:
• un punto de tensión media de la batería donde se obtiene la mitad de la tensión de la batería;• a point of average battery voltage where half the battery voltage is obtained;
• una impedancia de puesta a tierra entre el punto de tensión media de la batería y tierra o chasis de un vehículo;• a ground impedance between the average voltage point of the battery and ground or chassis of a vehicle;
• un equipo de medida de la corriente/tensión en la impedancia de puesta a tierra, obteniendo una señal medida;• a current / voltage measuring equipment in the grounding impedance, obtaining a measured signal;
• un dispositivo analizador encargado de analizar la señal medida y que comprende:• an analyzer device in charge of analyzing the measured signal and comprising:
- medios de descomposición armónica de la señal medida;- means of harmonic decomposition of the measured signal;
- medios de obtención de la amplitud y polaridad de la señal medida en corriente continua;- means for obtaining the amplitude and polarity of the signal measured in direct current;
- medios de obtención de la amplitud de la señal medida en corriente alterna; - medios de comparación en continua encargados de comparar dicha amplitud en corriente continua con un valor predeterminado AFALLo cc , y obtener dos señales de salida indicativas de la existencia o no de falta a tierra de una parte en continua del sistema de corriente continua con inversores alimentados mediante baterías;- means for obtaining the amplitude of the signal measured in alternating current; - means for comparing direct current in charge of comparing said amplitude in direct current with a predetermined value AFALo cc, and obtaining two output signals indicative of the existence or not of a ground fault of a direct current part of the direct current system with powered inverters by batteries;
- medios de comparación en alterna encargados de comparar la amplitud de la señal medida corriente alterna con un valor predeterminado Afallo CA, y obtener al menos una señal de salida indicativa de la existencia o no de falta a tierra de una parte en alterna del sistema de corriente continua con inversores alimentados mediante baterías.- AC comparison means in charge of comparing the amplitude of the AC signal measured with a predetermined value AC Failure, and obtaining at least one output signal indicating the existence or not of a ground fault of an AC part of the AC system. direct current with battery-powered inverters.
En este punto hay que recordar que la parte en continua del sistema de corriente continua con inversores alimentados mediante baterías está formada por la batería, las barras de corriente continua y la parte de corriente continua de los inversores. Mientras que la parte en alterna del sistema de corriente continua con inversores alimentados mediante baterías está formada por la parte en alterna de los inversores y las cargas conectadas a los mismos.At this point it must be remembered that the DC part of the DC system with battery-powered inverters is made up of the battery, the DC busbars and the DC part of inverters. While the AC part of the DC system with battery-powered inverters is made up of the AC part of the inverters and the loads connected to them.
En una realización de la invención, los medios de comparación en continua adicionalmente comprenden unos medios de análisis de la polaridad, que generan señales que indican si se ha producido la falta a tierra en el positivo o en el negativo.In one embodiment of the invention, the continuous comparison means additionally comprise polarity analysis means, which generate signals indicating whether the positive or negative ground fault has occurred.
En otra realización de la invención, el sistema adicionalmente comprende un divisor de tensión de forma que se obtenga en un punto de media tensión del divisor de tensión, una tensión equivalente al punto medio de la batería. La impedancia de puesta a tierra está conectada entre el punto medio del divisor de tensión y tierra o chasis del vehículo.In another embodiment of the invention, the system additionally comprises a voltage divider so that at a medium voltage point of the voltage divider, a voltage equivalent to the midpoint of the battery is obtained. The ground impedance is connected between the midpoint of the voltage divider and ground or chassis of the vehicle.
En otra realización de la invención, los medios de obtención de la amplitud de la señal medida comprenden:In another embodiment of the invention, the means for obtaining the amplitude of the measured signal comprise:
- medios para calcular la transformada de Fourier encargados de obtener el espectro de la señal medida, y- means for calculating the Fourier transform responsible for obtaining the spectrum of the measured signal, and
- medios de filtrado a la frecuencia cero y frecuencia de funcionamiento de los inversores.- filtering means at zero frequency and inverters operating frequency.
En un segundo aspecto de la invención, se divulga un método de detección de faltas a tierra en sistemas de corriente continua con inversores alimentados mediante baterías, donde dichos sistemas de corriente continua comprenden una batería, unas barras de corriente continua y una pluralidad de inversores que alimentan una pluralidad de cargas en corriente alterna. El método comprende los siguientes pasos:In a second aspect of the invention, a method of detecting ground faults in direct current systems with battery-powered inverters is disclosed, where said direct current systems comprise a battery, direct current bars and a plurality of inverters that they feed a plurality of loads in alternating current. The method comprises the following steps:
a) referenciar a tierra el punto medio de la batería mediante una impedancia de puesta a tierra conectada entre el punto medio de la batería y tierra/chasis; b) medir la corriente/tensión en la impedancia de puesta a tierra, obteniendo una señal medida;a) referencing the battery midpoint to ground using a ground impedance connected between the battery midpoint and ground / chassis; b) measure the current / voltage in the grounding impedance, obtaining a measured signal;
c) analizar la señal medida llevando a cabo los siguientes sub-pasos:c) analyze the measured signal by carrying out the following sub-steps:
i) descomponer en armónicos la señal medida;i) decompose the measured signal into harmonics;
ii) obtener la amplitud y polaridad de la señal medida en corriente continua; iii) obtener la amplitud de la señal medida en corriente en corriente alterna; iv) comparar dicha amplitud en corriente continua con un valor predeterminado AFALLo cc, y obtener dos señales de salida indicativas de la existencia o no de falta a tierra/chasis y, en caso de que se haya producido, analizar la polaridad, y generar señales que indican si se ha producido en el positivo o negativo de una parte en continua del sistema de corriente continua con inversores alimentados mediante baterías; v) comparar la amplitud de la señal medida en corriente alterna con un valor predeterminado AFallo ca , y obtener al menos una señal de salida indicativa de la existencia o no de falta a tierra de una parte en alterna del sistema de corriente continua con inversores alimentados mediante baterías.ii) obtaining the amplitude and polarity of the signal measured in direct current; iii) obtaining the amplitude of the signal measured in current in alternating current; iv) compare said amplitude in direct current with a predetermined value AFALo dc, and obtain two output signals indicative of the existence or not of a ground / chassis fault and, if there is a produced, analyze the polarity, and generate signals that indicate whether it has occurred in the positive or negative of a continuous part of the direct current system with inverters powered by batteries; v) compare the amplitude of the signal measured in alternating current with a predetermined value AFallo ac, and obtain at least one output signal indicating the existence or not of a ground fault of an alternating part of the direct current system with powered inverters using batteries.
En una forma de realización de la invención, el paso a) adicionalmente comprende aplicar un divisor de tensión de forma que se obtenga en su punto medio un potencial equivalente al punto medio de la batería.In an embodiment of the invention, step a) additionally comprises applying a voltage divider so as to obtain at its midpoint a potential equivalent to the midpoint of the battery.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, a set of drawings is attached as an integral part of said description, in which, with an illustrative and non-limiting nature, the following has been represented following:
La Figura 1 muestra un esquema del sistema en el que tiene aplicación la presente invención donde se ha representado una batería con punto medio accesible.Figure 1 shows a diagram of the system in which the present invention applies, where a battery with an accessible midpoint has been represented.
La Figura 2 muestra un esquema del sistema en el que tiene aplicación la presente invención donde se ha representado una batería sin punto medio accesible y un divisor de tensión.Figure 2 shows a diagram of the system in which the present invention is applied, where a battery with no accessible midpoint and a voltage divider have been represented.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
La presente invención permite detectar defectos a tierra al chasis en sistemas de corriente continua con inversores alimentados mediante baterías. El método presenta la ventaja de que no necesita ninguna fuente adicional y permite distinguir las faltas que se produzcan tanto en la etapa de continua como en la etapa de alterna, e incluso detecta e identifica si el defecto es el alguno de los conductores positivos o negativos de la etapa de continua.The present invention allows detecting chassis ground faults in DC systems with battery-powered inverters. The method has the advantage that it does not need any additional source and makes it possible to distinguish the faults that occur both in the DC stage and in the AC stage, and even detects and identifies whether the fault is one of the positive or negative conductors. of the continuous stage.
Las referencias utilizadas en la figuras son las siguientes:The references used in the figures are the following:
1, la batería.1, the battery.
2, las barras de corriente continua. 2, the DC bars.
3, un inversor.3, an investor.
4, una carga en corriente alterna.4, a charge in alternating current.
5, divisor de tensión.5, voltage divider.
6, la impedancia de puesta a tierra o de conexión al chasis.6, the impedance of grounding or connection to the chassis.
7, punto de tierra o chasis.7, ground point or chassis.
8, equipo de medida de la corriente o tensión en la impedancia de puesta a tierra.8, current or voltage measurement equipment in the grounding impedance.
9, punto medio de la batería.9, midpoint of the battery.
10, dispositivo analizador de la corriente o tensión en la impedancia de puesta a tierra.10, current or voltage analyzer device in grounding impedance.
11, medio de descomposición armónica de la señal.11, means of harmonic decomposition of the signal.
12, medios de obtención de la amplitud y polaridad de la corriente o tensión en la impedancia de puesta a tierra, en corriente continua.12, means of obtaining the amplitude and polarity of the current or voltage in the impedance of grounding, in direct current.
13, medios de obtención de la amplitud y polaridad de la corriente o tensión en la impedancia de puesta a tierra, en corriente alterna.13, means for obtaining the amplitude and polarity of the current or voltage in the grounding impedance, in alternating current.
14, dispositivo comparador de la amplitud.14, amplitude comparator device.
15, valor determinado AFAllo cc, a partir del cual se determina que existe un fallo en la parte de corriente continua.15, determined value AFAllo cc, from which it is determined that there is a fault in the direct current part.
16, dispositivo comparador de la amplitud.16, amplitude comparator device.
17, valor determinado AFAllo cA, a partir del cual se determina que existe un fallo en la parte de corriente alterna.17, determined value AFAllo cA, from which it is determined that there is a fault in the alternating current part.
18, analizador de la polaridad de la componente de continua de la señal de corriente o tensión en la impedancia de puesta a tierra.18, polarity analyzer of the DC component of the current or voltage signal in the grounding impedance.
19, señal falta a tierra en el positivo del lado de continua del sistema.19, ground fault signal on the positive of the DC side of the system.
20, señal falta a tierra en el negativo del lado de continua del sistema.20, ground fault signal on the negative of the DC side of the system.
21, señal falta a tierra en el lado de alterna del sistema.21, ground fault signal on the AC side of the system.
22, señal medida de la corriente o tensión en la impedancia de puesta a tierra. Las figuras 1 y 2 muestran inversores 3 alimentados mediante al menos una batería 1 de donde se alimentan las barras de corriente continua 2. Los inversores 3 convierten la corriente continua en corriente alterna de frecuencia ajustable, para la alimentación de cargas en corriente alterna 4. En función de si el punto medio 9 de la batería 1 es accesible o no, tenemos dos formas realización. El punto medio 9 de la batería 1 para la presente invención es aquel punto en el que se obtiene una tensión cuyo valor es la mitad del valor de la tensión nominal de la batería. Es decir, si una batería tiene 12V de tensión nominal, en el punto medio se obtendría 6V de tensión si se mide entre este punto medio y cualquiera de los dos terminales de la batería.22, measured signal of the current or voltage at the grounding impedance. Figures 1 and 2 show inverters 3 powered by at least one battery 1 from which the direct current bars 2 are fed. The inverters 3 convert direct current into alternating current of adjustable frequency, for supplying loads to alternating current 4. Depending on whether the midpoint 9 of battery 1 is accessible or not, we have two embodiments. The midpoint 9 of the battery 1 for the present invention is that point at which a voltage is obtained whose value is half the value of the nominal battery voltage. That is, if a battery has 12V of nominal voltage, at the midpoint, 6V of voltage would be obtained if measured between this midpoint and either of the two battery terminals.
El sistema de detección de faltas a tierra o al chasis en sistemas de corriente continua con inversores alimentados mediante baterías de la presente invención se basa en la medición de la corriente/tensión en una impedancia de alto valor óhmico 6 instalada entre el punto medio de la batería y la tierra/chasis (ver figuras). Es por ello, que antes describir los ejemplos de realización, se van a describir la relación entre los defectos y las medidas de corriente/tensión en la impedancia. Se va a considerar que el inversor 3 o inversores están alimentados a través de unas barras de continua 2 tal como se muestra en la Figura 1. En este caso se ha considerado que el punto medio 9 de la batería 1 es accesible. Entre el punto medio 9 y tierra o chasis, en caso de un vehículo eléctrico, se conecta una impedancia de puesta a tierra 6. La medida de la corriente a través de la impedancia de puesta a tierra 6 al producirse un defecto a tierra en el sistema será de la siguiente naturaleza:The ground fault or chassis fault detection system in DC systems with battery-powered inverters of the present invention is based on the measurement of current / voltage at a high-ohmic impedance 6 installed between the midpoint of the battery and ground / chassis (see figures). For this reason, before describing the examples of implementation, the relationship between the defects and the current / voltage measurements in the impedance will be described. It will be considered that the inverter 3 or inverters are fed through DC bars 2 as shown in Figure 1. In this case it has been considered that the midpoint 9 of battery 1 is accessible. Between the midpoint 9 and ground or chassis, in the case of an electric vehicle, a grounding impedance 6 is connected. The measurement of the current through the grounding impedance 6 when a ground fault occurs in the system will be of the following nature:
• Fallo a tierra en la etapa de alterna: se produce una corriente de mayor o menor amplitud, dependiendo de la impedancia de la falta, con una componente de frecuencia igual a la frecuencia del inversor 3 que alimenta el defecto.• Ground fault in the AC stage: a current of greater or lesser amplitude is produced, depending on the impedance of the fault, with a frequency component equal to the frequency of inverter 3 that supplies the fault.
• Fallo a tierra en el positivo de la etapa de continua: se produce una corriente continua (o frecuencia nula), de mayor o menor amplitud, dependiendo de la impedancia de la falta y que produce que el punto medio de la batería tenga un potencial inferior al de tierra o chasis.• Ground fault on the positive of the DC stage: a DC current (or zero frequency) is produced, of greater or lesser amplitude, depending on the impedance of the fault and that causes the midpoint of the battery to have a potential lower than ground or chassis.
• Fallo a tierra en el negativo de la etapa de continua: se produce una corriente continua (o frecuencia nula), de mayor o menor amplitud, dependiendo de la impedancia de la falta y que produce que el punto medio de la batería tenga un potencial superior al de tierra o chasis.• Ground fault in the negative of the DC stage: a direct current (or zero frequency) is produced, of greater or lesser amplitude, depending on the impedance of the fault and that causes the midpoint of the battery to have a potential higher than ground or chassis.
• Fallo simultáneo en las etapas de alterna y continua: se produce una corriente con contenido armónico de la frecuencia del inversor y de continua.• Simultaneous fault in the alternating and direct stages: a current is produced with harmonic content of the inverter frequency and direct.
En lugar de realizar medida de la corriente por la impedancia de puesta a tierra, alternativamente se puede medir la tensión en la impedancia, siendo el método análogo.Instead of measuring the current by the grounding impedance, alternatively the voltage can be measured in the impedance, the method being analogous.
La primera forma de realización que se muestra en la figura 1 representa el sistema de la presente invención cuando el punto medio de la batería es accesible. Por otro lado, la figura 2 representa el sistema de la presente invención cuando el punto medio de la batería no es accesible. La única diferencia entre el sistema mostrado en la figura 1 y el mostrado en la figura 2, es que el sistema mostrado en la figura 2 adicionalmente comprende el divisor de tensión 5.The first embodiment shown in Figure 1 represents the system of the present invention when the midpoint of the battery is accessible. On the other hand, figure 2 represents the system of the present invention when the midpoint of the battery is not accessible. The only difference between the system shown in figure 1 and the shown in figure 2, is that the system shown in figure 2 additionally comprises the voltage divider 5.
Por tanto, el sistema de detección de faltas a tierra o al chasis en sistemas de corriente continua con inversores alimentados mediante baterías de la presente invención comprende:Therefore, the chassis or ground fault detection system in DC systems with battery-powered inverters of the present invention comprises:
- la impedancia de puesta a tierra/chasis 6 que se conecta por un lado a tierra/chasis 7 y por otro lado al punto medio de la batería 9, si es accesible. En caso que el punto medio de la batería 9 no sea accesible, se conecta un divisor de tensión 5 a la batería 1 de forma que en el punto medio del divisor 5 se obtenga una tensión equivalente al punto medio de la batería 9, para ello se pueden utilizar dos impedancias iguales en la configuración mostrada en la figura 2.- the impedance of the ground / chassis 6 which is connected on one side to ground / chassis 7 and on the other side to the midpoint of the battery 9, if accessible. In the event that the midpoint of battery 9 is not accessible, a voltage divider 5 is connected to battery 1 so that at the midpoint of divider 5 a voltage equivalent to the midpoint of battery 9 is obtained. Two equal impedances can be used in the configuration shown in Figure 2.
- el equipo de medida 8 de la corriente que circula a través de la impedancia de puesta a tierra 6, o de la tensión que existe en la misma, obteniendo la señal medida 22;- the equipment 8 for measuring the current flowing through the grounding impedance 6, or the voltage that exists therein, obtaining the measured signal 22;
- el dispositivo analizador 10 encargado de analizar la señal medida 22 y que comprende:- the analyzer device 10 in charge of analyzing the measured signal 22 and comprising:
• los medios de descomposición armónica 11 de la señal medida 22;• the harmonic decomposition means 11 of the measured signal 22;
• los medios de obtención de la amplitud y polaridad de la señal medida 22 en corriente continua 12;• the means for obtaining the amplitude and polarity of the measured signal 22 in direct current 12;
• los medios de obtención de la amplitud de dicha señal medida 22 en corriente alterna 13 a la frecuencia de funcionamiento de los inversores 3; • los medios de comparación 14 encargados de comparar dicha amplitud en corriente continua con un valor predeterminado AFallo cc 15, y obtener al menos una señal de salida indicativa de la existencia o no de falta a tierra/chasis y, en caso de que se haya producido, los medios de análisis de la polaridad 18, que genera señales que indican si se ha producido en el positivo 19 o en el negativo 20 del sistema eléctrico (es decir, del sistema de corriente continua con inversores alimentados mediante baterías) en función de la polaridad de la señal.• the means for obtaining the amplitude of said measured signal 22 in alternating current 13 at the operating frequency of the inverters 3; • the comparison means 14 in charge of comparing said amplitude in direct current with a predetermined value AF allo cc 15, and obtaining at least one output signal indicative of the existence or not of a ground / chassis fault and, in case of has produced, the polarity analysis means 18, which generates signals that indicate whether it has occurred in the positive 19 or in the negative 20 of the electrical system (that is, of the direct current system with battery-powered inverters) depending on signal polarity.
• los medios de comparación 16 encargados de comparar dicha amplitud en corriente alterna con un valor determinado AFAllo cA 17, y obtener al menos una señal de salida 21 indicativa de la existencia o no de falta a tierra en el lado del alterna del sistema eléctrico (es decir, del sistema de corriente continua con inversores alimentados mediante baterías).• the comparison means 16 in charge of comparing said amplitude in alternating current with a determined value AFAllo cA 17, and obtaining at least one output signal 21 indicating the existence or not of a ground fault on the alternating side of the electrical system ( that is, of the current system continuous with battery powered inverters).
Los medios de descomposición armónica 11 de la señal medida del dispositivo analizador comprenden preferentemente:The harmonic decomposition means 11 of the measured signal of the analyzer device preferably comprise:
- los medios para calcular la transformada de Fourier 11 encargados de obtener el espectro de la señal medida, y- the means for calculating the Fourier transform 11 responsible for obtaining the spectrum of the measured signal, and
- los medios de filtrado 12-13 a la frecuencia cero y a la frecuencia de los inversores 3 de la señal resultante de dichos medios.- the filtering means 12-13 at the zero frequency and at the frequency of the inverters 3 of the signal resulting from said means.
Es objeto también de la presente invención un método de detección de faltas a tierra en sistemas con inversores alimentados mediante baterías, que comprende:Another object of the present invention is a method for detecting ground faults in systems with inverters powered by batteries, which comprises:
- referenciar a tierra, mediante una impedancia de puesta a tierra/chasis, el punto medio de la batería;- reference to ground, by means of a ground / chassis impedance, the midpoint of the battery;
- medir la corriente que circula a través de la impedancia de puesta a tierra/chasis, obteniendo una señal medida;- measure the current flowing through the ground / chassis impedance, obtaining a measured signal;
- obtener la amplitud de dicha señal medida a la frecuencia cero y a la frecuencia de los inversores;- obtaining the amplitude of said signal measured at zero frequency and at the frequency of the inverters;
- obtener la polaridad de dicha señal medida a la frecuencia cero;- obtaining the polarity of said signal measured at zero frequency;
- comparar dichas amplitudes a la frecuencia cero y a la frecuencia de los inversores con un valores predeterminados AFALLo cc y AFALLo ca, y obtener al menos dos señales de salida que indiquen si el defecto en la parte de corriente continua o bien en la parte de corriente alterna;- Compare said amplitudes at zero frequency and the frequency of the inverters with a predetermined values AFALLo cc and AFALLo ac, and obtain at least two output signals that indicate whether the defect in the direct current part or in the current part alternate;
- comparar la polaridad de la señal a la frecuencia cero, y obtener al menos dos señales de salida que indiquen si el defecto se encuentra en el positivo o el negativo del sistema de corriente continua.- compare the polarity of the signal at zero frequency, and obtain at least two output signals that indicate whether the fault is in the positive or negative of the direct current system.
La etapa de obtener la amplitud de la señal medida a frecuencia cero y a la frecuencia de los convertidores puede comprender a su vez:The step of obtaining the amplitude of the signal measured at zero frequency and at the frequency of the converters can in turn comprise:
- calcular la transformada de Fourier para obtener el espectro de la señal medida, y - filtrar dicha señal resultante a la frecuencia cero y frecuencia de los convertidores. - calculate the Fourier transform to obtain the spectrum of the measured signal, and - filter said resulting signal at the zero frequency and the frequency of the converters.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201831236A ES2716482B2 (en) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | SYSTEM AND METHOD OF DETECTION OF FAULTS TO GROUND OR AGAINST THE CHASSIS IN DIRECT CURRENT SYSTEMS WITH INVERTERS POWERED FROM BATTERIES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201831236A ES2716482B2 (en) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | SYSTEM AND METHOD OF DETECTION OF FAULTS TO GROUND OR AGAINST THE CHASSIS IN DIRECT CURRENT SYSTEMS WITH INVERTERS POWERED FROM BATTERIES |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2716482A1 ES2716482A1 (en) | 2019-06-12 |
| ES2716482B2 true ES2716482B2 (en) | 2020-08-11 |
Family
ID=66695741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES201831236A Expired - Fee Related ES2716482B2 (en) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | SYSTEM AND METHOD OF DETECTION OF FAULTS TO GROUND OR AGAINST THE CHASSIS IN DIRECT CURRENT SYSTEMS WITH INVERTERS POWERED FROM BATTERIES |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2716482B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4564628A1 (en) * | 2023-11-30 | 2025-06-04 | Chargeco Holding B.V. | Protection system for isolated terra bipolar dc system |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4056923B2 (en) * | 2003-04-28 | 2008-03-05 | 本田技研工業株式会社 | Ground fault detector |
| JP2007198995A (en) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ground fault resistance measurement circuit and ground fault detection circuit |
| US9599651B2 (en) * | 2015-02-19 | 2017-03-21 | Nec Energy Solutions, Inc. | Systems and methods of detecting ground faults in energy storage and/or generation systems that employ DC/AC power conversion systems |
| JP6399029B2 (en) * | 2016-04-07 | 2018-10-03 | トヨタ自動車株式会社 | Electric car |
-
2018
- 2018-12-18 ES ES201831236A patent/ES2716482B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2716482A1 (en) | 2019-06-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2395695T3 (en) | Power cell system with means to detect a discontinuity | |
| US8310242B2 (en) | Circuit arrangement and method for insulation monitoring for inverter applications | |
| US8022710B2 (en) | Methods for common mode voltage-based AC fault detection, verification and/or identification | |
| BR102013010702A2 (en) | energy converter resonance detection apparatus and method | |
| ES2716482B2 (en) | SYSTEM AND METHOD OF DETECTION OF FAULTS TO GROUND OR AGAINST THE CHASSIS IN DIRECT CURRENT SYSTEMS WITH INVERTERS POWERED FROM BATTERIES | |
| US11637421B2 (en) | Ground impedance and fault detection system and method | |
| ES1257934U (en) | FAULT DETECTION SYSTEM TO GROUND OR AGAINST THE CHASSIS IN DIRECT CURRENT SYSTEMS WITH INVERTERS SUPPLIED FROM BATTERIES | |
| WO2021106285A1 (en) | Earth leakage detecting device, and vehicular power supply system | |
| KR102409587B1 (en) | Power line insulation monitoring apparatus and method | |
| KR101868488B1 (en) | Photovoltaics power generation system equipped with apparatus having a function of detecting the dc leakage current without noise current | |
| US9551760B2 (en) | Reverse energy flow in solar and other power generation systems for theft detection, panel identification and diagnostic purposes | |
| ES2926002B2 (en) | Method and system for locating ground faults on the alternating current side of an electrical installation with conversion between direct current and alternating current | |
| US12130323B2 (en) | System for checking the electrical insulation in converters for electric cars | |
| WO2017084137A1 (en) | Auxiliary converter device | |
| ES2798348B2 (en) | EARTH FAULT DETECTION METHOD AND SYSTEM IN ELECTRICAL INSTALLATIONS WITH CONVERSION BETWEEN DIRECT CURRENT AND ALTERNATING CURRENT | |
| ES2758531B2 (en) | SYSTEM AND METHOD OF LOCATION OF EARTH FAULTS IN ALTERNATING CURRENT INSTALLATIONS | |
| ES2907511B2 (en) | Method and system for locating ground faults on the alternating current side of an electrical installation with conversion between direct current and alternating current | |
| ES2321270B2 (en) | SYSTEM AND METHOD OF DETECTION OF GROUND FAULTS IN CONTINUOUS CURRENT SYSTEMS POWERED BY RECTIFIERS. | |
| ES3024950T3 (en) | Arrangement with a tension module | |
| ES2736412B2 (en) | SYSTEM AND METHOD OF LOCATION OF GROUND FAULTS IN ALTERNATING CURRENT IN DIRECT CURRENT SYSTEMS WITH INVESTORS | |
| JP2016123232A (en) | Solar cell inspection method and apparatus, and signal source used in solar cell inspection apparatus | |
| CN202548249U (en) | Electric leakage detection device for electric vehicle | |
| ES2869451B2 (en) | SYSTEM AND METHOD FOR LOCATING EARTH FAULTS IN DIRECT CURRENT ELECTRICAL INSTALLATIONS | |
| CN107505526B (en) | Method for detecting low-frequency common-mode interference of direct-current voltage | |
| ES2874849B2 (en) | SYSTEM AND METHOD FOR LOCATION OF BRANCH WITH EARTH FAULT IN DIRECT CURRENT ELECTRICAL SYSTEMS WITH SEVERAL PARALLEL BRANCHES |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2716482 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20190612 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2716482 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B2 Effective date: 20200811 |
|
| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20250124 |