一種光伏系統故障電弧檢測匯流箱的製作方法
2023-05-11 02:16:16
一種光伏系統故障電弧檢測匯流箱的製作方法
【專利摘要】本實用新型的光伏系統故障電弧檢測匯流箱，主要由箱體、控制器模塊、直流斷路器、浪湧保護器、光伏電源模塊、熔斷器模塊和防水接頭組成。控制器模塊包含有穩壓電源模塊、電流互感器模塊、信號調理模塊、DSP模塊、按鍵模塊、通訊模塊、顯示與報警模塊和驅動控制模塊。控制器模塊中電流互感器模塊採樣到電流信號後，經過信號調理電路處理與DSP模塊分析運算，判斷故障電弧是否產生。如有故障電弧信號，則控制顯示與報警，並通過通訊模塊向上位機反饋故障信號，同時控制直流斷路器跳閘切斷光伏迴路，從而達到消除故障電弧的效果。本實用新型在能檢測光伏系統的故障電弧，並通過切斷迴路消除電弧，能防止因電弧而導致的電氣事故和安全問題。
【專利說明】一種光伏系統故障電弧檢測匯流箱
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種光伏匯流箱，尤其是一種光伏系統故障電弧檢測匯流箱。
【背景技術】
[0002]光伏系統布線複雜、支路多、距離長，不可避免的會有齲齒類動物咬斷電纜、線纜自然老化或外力等因素而導致對線纜的破壞。系統按電池板材質和電池片陣列不同而工作組串電流不等，當工作中的組串由於某些情況而導致導線的斷裂或者某些觸點的接觸不良，就會產生故障電弧，嚴重時可導致電氣火災。越來越多的電站事故表明故障電弧弓I起的電站的安全與穩定問題是一個難題。
實用新型內容
[0003]本實用新型為了解決上述不足，提供的是一種光伏系統故障電弧檢測匯流箱。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型所述的光伏系統故障電弧檢測匯流箱是這樣實現的:
[0005]一種光伏系統故障電弧檢測匯流箱，主要由箱體、控制器模塊、直流斷路器、浪湧保護器、光伏電源模塊、熔斷器模塊和防水接頭組成。控制器模塊、直流斷路器、浪湧保護器、光伏電源模塊、熔斷器模塊和防水接頭固定在箱體上。控制器模塊是本實用新型的核心單元。
[0006]控制器模塊包含有穩壓電源模塊、電流互感器模塊、信號調理模塊、DSP模塊、按鍵輸入模塊、通訊模塊、顯示與報警模塊和驅動控制模塊。
[0007]穩壓電源模塊輸入端與光伏電源模塊相連，輸出端與控制器模塊中電流互感器模塊、信號調理模塊、DSP模塊、按鍵輸入模塊、通訊模塊、顯示與報警模塊和驅動控制模塊，為各個模塊提供隔離穩定的工作電壓。
[0008]電流互感器模塊與信號調理模塊相連，電流互感器模塊採樣到的電流信號傳送到信號調理模塊。信號調理模塊將收到的信號進行放大與濾波處理傳送給DSP模塊。
[0009]DSP模塊分別與信號調理模塊、按鍵輸入模塊、通訊模塊、顯示與報警模塊、驅動控制模塊相連。DSP模塊接收到信號調理模塊的信號，進行波形的數學計算與分析，判斷電弧故障時候發生，繼而通過顯示與報警模塊、驅動控制模塊進行報警與保護動作。
[0010]按鍵輸入模塊可以通過和顯示與報警模塊中顯示屏的配合進行參數的設置和歷史記錄的查看。
[0011]顯示報警模塊由顯示屏、蜂鳴器等組成，當有故障信號的時候，顯示屏顯示相關故障代碼，蜂鳴器發出報警聲音。
[0012]通訊模塊與上位機相連，能夠接收上位機的控制指令繼而進行相關動作，也可以向上位機傳送數據與故障信號。
[0013]驅動控制模塊與分勵脫扣式直流斷路器相連，可以控制其吸合與跳閘，在保護需要的情況下使斷路器跳閘，斷開迴路。
[0014]本實用新型所得到的的光伏系統故障電弧檢測匯流箱，能檢測出光伏系統中發生的故障電弧，並控制斷路器的跳閘，從而斷開電流迴路，消除電弧，防止因故障電弧而導致的光伏系統電氣事故和運行安全問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0016]附圖1為本實用新型的系統示意圖。
[0017]附圖2為本實用新型控制器模塊的內部原理圖。
[0018]附圖1中I為箱體；2為控制器模塊；3為直流斷路器；4為浪湧保護器；5為光伏電源模塊；6為熔斷器模塊；7為防水接頭。
[0019]附圖2中21為穩壓電源模塊；22為電流互感器模塊；23為信號調理模塊；24為DSP模塊；25為按鍵輸入模塊；26為通訊模塊；27為顯示與報警模塊；28為驅動控制模塊。
【具體實施方式】
[0020]箱體I上通過螺栓固定有控制器模塊2、直流斷路器3、浪湧保護器4、光伏電源模塊5、熔斷器模塊6。
[0021]直流斷路器3為帶分勵脫扣功能的直流斷路器，其內部的分勵脫扣器與控制器模塊2中的驅動控制模塊28相連。
[0022]浪湧保護器4連接在光伏組串匯流後的母線上，在外界的幹擾突然產生尖峰電流或者電壓時，能在極短的時間內導通分流，從而避免浪湧對光伏迴路中其他設備的損害。
[0023]光伏電源模塊5連接在光伏組串匯流後的母線上，能將高壓的不穩定的光伏直流電轉化為低壓的直流電給控制器模塊2使用。
[0024]熔斷器模塊6串聯在光伏迴路中，作為光伏迴路短路和過電流的保護器。
[0025]防水接頭7安裝在箱體I的底部，通過旋鈕固定光伏線，使箱體密封達到要求的防水效果。
[0026]本實施例中核心部分為控制器模塊2。控制器模塊2包含有穩壓電源模塊21、電流互感器模塊22、信號調理模塊23、DSP模塊24、按鍵輸入模塊25、通訊模塊26、顯示與報警模塊27和驅動控制模塊28。
[0027]穩壓電源模塊21與光伏電源模塊5連接，將光伏電源模塊5的直流電轉換為幾路隔離的直流電，為電流互感器22、信號調理模塊23、DSP模塊24、按鍵輸入模塊25、通訊模塊26、顯示與報警模塊27和驅動控制模塊28提供穩定直流電輸出。
[0028]電流互感器模塊22能採樣到光伏組串電流信號，輸出至信號調理電路23。
[0029]信號調理模塊23對輸入的組串電流信號進行放大與濾波處理，傳遞給DSP控制器模塊24。
[0030]DSP控制器模塊24接收信號調理模塊23傳送過來的信號，通過特定的算法對輸入信號的波形進行分析與數學運算，判斷是否有故障電弧的發生。精確的算法能提高故障電弧檢測的成功率，並且減少誤報率。DSP模塊同時還能夠對信號分析運算，獲取當前迴路的電流有效值。在無故障電弧發生的時候，顯示與報警模塊27顯示當前各個組串的電流與迴路的母線電壓值，同樣的上位機可以通過通訊模塊26查詢電流與電壓值。
[0031]當DSP模塊24檢測到故障電弧發生時，DSP模塊24發出信號，顯示與報警模塊27中顯示屏顯示故障信號，蜂鳴器發出報警聲音。並通過通訊模塊26向上位機主動發送故障信號，經過上位機上的報警提醒運維人員進行光伏系統檢測與維護。同時通過驅動控制模塊28控制直流斷路器脫扣跳閘，切斷該匯流箱對應的光伏陣列迴路，從而使電弧熄滅，防止產生電氣安全事故。待運維人員檢測正常或維護後，通過上位機對該匯流箱的進行上電操作。
[0032]按鍵輸入模塊25可以通過顯示與報警模塊的27中顯示屏的配合進行參數的設置，如設備的地址等，同時也可以進行以往數據與故障記錄的查詢。
[0033]更進一步的，控制器模塊2可以加入一些傳感器，上位機可以通過通訊隨時查詢匯流箱其它的的運行狀態，如溫度、溼度和系統漏電流之類的數據，在本實施例中就不過多敘述。
[0034]以上所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本實用新型的可行性實施方式的具體說明，它們並非用以限制本實用新型的保護範圍，凡未脫離本實用新型技術實質所做的任何簡單變更與修飾均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種光伏系統故障電弧檢測匯流箱，主要由箱體、控制器模塊、直流斷路器、浪湧保護器、光伏電源模塊、熔斷器模塊和防水接頭組成，其中控制器模塊、直流斷路器、浪湧保護器、光伏電源模塊、熔斷器模塊固定在箱體上，控制器模塊分別與光伏電源模塊、直流斷路器相連，其特徵在於:所述控制器模塊包含有穩壓電源模塊、電流互感器模塊、信號調理模塊、DSP模塊、按鍵輸入模塊、通訊模塊、顯示與報警模塊和驅動控制模塊；電流互感器模塊、信號調理模塊、DSP模塊依次連接；按鍵輸入模塊、通訊模塊、顯示與報警模塊、驅動控制模塊分別與DSP模塊連接。
2.根據權利要求書I所述的光伏系統故障電弧檢測匯流箱，其特徵在於:所述控制器模塊中的穩壓電源模塊與光伏電源模塊相連。
3.根據權利要求書I所述的光伏系統故障電弧檢測匯流箱，其特徵在於:所述控制器模塊中的驅動控制模塊與直流斷路器相連。
4.根據權利要求書I所述的光伏系統故障電弧檢測匯流箱，其特徵在於:所述直流斷路器為分勵磁脫扣式直流斷路器。
【文檔編號】H02S50/00GK203933532SQ201420338816
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】劉胥和, 熊露丹, 唐海斌, 肖新元, 藍楊, 孫虹 申請人:珠海興業綠色建築科技有限公司, 珠海興業新能源科技有限公司