帶雷電監測功能的光伏匯流箱檢測系統的製作方法
2023-05-26 21:07:21 2
帶雷電監測功能的光伏匯流箱檢測系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及光伏匯流箱檢測系統領域，具體涉及一種帶有雷電監測功能的光伏匯流箱檢測系統。該系統採用多組電流傳感器-隔離電路-信號放大電路代替傳統的霍爾元件進行光伏陣列的電流檢測，能夠有效克服霍爾元件容易受電磁幹擾並且存在磁滯效應的缺點，提高光伏匯流箱檢測光伏陣列電流系統的性能；同時，本實用新型還包括具有雷電監測功能的雷電流傳感器和雷電幅值檢測電路，可實時監測光伏陣列遭受雷擊時浪湧電壓的幅值、時間以及波形。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及光伏匯流箱電流檢測領域，具體指一種帶雷擊監測功能的光伏匯 流箱的檢測系統。 帶雷電監測功能的光伏匯流箱檢測系統
【背景技術】
[0002] 在世界能源短缺的大氣候下，太陽能（又叫光伏能）作為一種清潔無公害的能源 受到越來越多國家的重視。近年來許多國家開始太陽能發電站的大規模建設，我國也在各 省建立了規模大小不一的光伏能或者風、光互補發電站。在大中型光伏併網發電陣列中，由 於光伏組串較多，輸出線路較多，所以實際中需通過光伏匯流箱將多條光伏電流線路匯成 一條總線輸入至逆變器中。為了實時監測光伏陣列輸出電流，目前市場上使用的光伏匯流 箱內一般都配有直流電流檢測模塊。目前，由於直流霍爾元件具有體積小巧，設計外圍電路 簡單等優點，是光伏電流檢測的主流設計方案之一；但是，現有的匯流箱檢測系統，由於霍 爾元件自身的特性，導致該檢測系統容易受到電磁幹擾，並且霍爾元件磁滯效應明顯、使用 成本偏高，這些問題嚴重影響了光伏匯流箱的性能；同時，傳統的光伏匯流箱檢測系統只在 輸出端配有Y型結構的防雷模塊，該防雷模塊用於保護後級逆變器免受感應雷擊的損壞， 卻忽視了對光伏匯流箱檢測系統中的防雷設備的遭受雷擊時其感應雷電流的監測。 實用新型內容
[0003] 針對現有技術存在的問題，本實用新型提供一種帶雷電監測功能的光伏匯流箱檢 測系統，該檢測系統克服了霍爾元件易受電磁幹擾且存在磁滯效應的缺點，並且可在檢測 感應雷電流的同時，通過雷電流傳感器隨時監測防雷模塊洩放的感應雷電流。
[0004] 為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案為：
[0005] -種帶有雷電監測功能的光伏匯流箱檢測系統，安裝於光伏匯流箱內，包括多路 選通器、模數轉換器，其特徵在於，還包括多個用於感應光伏陣列輸出電流的電流傳感器、 隔離電路、信號放大電路；
[0006] 其中，所述的多個電流傳感器輸出端分別與所述隔離電路的輸入端連接，所述隔 離電路的輸出端連接所述信號放大電路的輸入端，同時，所述信號放大電路的輸出端與所 述的多路選通器連接。
[0007] 作為優選，以上所述的檢測系統還包括用於實時監測所述光伏陣列的輸出電壓的 電壓傳感器，該電壓傳感器輸出端連接所述隔離電路的輸入端，將感應到的光伏陣列的輸 出電壓信號送入隔離電路。
[0008] 作為優選，所述光伏匯流箱檢測系統還包括雷電流傳感器和雷電幅值檢測電路， 雷電流傳感器的輸出端連接雷電流幅值檢測電路的輸入端，同時雷電流幅值檢測電路的輸 出端連接所述模數轉換器的輸入端，將感應到的雷擊過電流經過雷電幅值檢測電路獲取電 流、電壓的幅值、波形以及雷擊時間信息，再通過模數轉換將模擬信號轉換為數據信號，後 送入下一級電路。
[0009] 作為優選，以上所述檢測系統還包括供電電路，該供電電路分別與所述隔離電路 和放大電路的輸入端連接，為其提供電能。
[0010] 其中，上述所述的多個電流傳感器用於感應光伏陣列的輸出電流，輸送給後級電 路處理；所述隔離電路為光耦合隔離電路，其將從前級電路中輸送過來的電壓信號耦合至 後一級放大電路，且該隔離電路在前級電路發生短路或者遭遇雷擊時，可隔離對匯流箱有 害的高壓脈衝，確保後級電路及其設備免受過壓損壞；所述的信號放大電路，用於對前級傳 送過來的微小信號進行無損失放大處理。
[0011] 綜上所述，由於採用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是：
[0012] 1、本實用新型提供的匯流箱檢測系統採用"高精度電阻-隔離電路-放大器"三 級電路結構替代電流霍爾傳感器，能夠有效解決霍爾元件容易受電磁幹擾並且存在磁滯效 應的缺點，提高光伏匯流箱檢測光伏陣列電流系統的性能。
[0013] 2、本實用新型提供的檢測系統，具有雷電監測功能，可實時監測光伏陣列遭受雷 擊時浪湧電壓的幅值、時間以及波形，便於防雷工作的研究和開展。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 圖1是本實用新型所述的帶雷電監測功能的光伏匯流箱檢測系統的電路圖。
[0015] 圖2是本實用新型所述的光伏匯流箱檢測系統中的電流檢測電路框圖。
[0016] 圖3是本實用新型所述的光伏匯流檢測系統中的電壓檢測電路框圖。
[0017] 圖4是本實用新型所述的光伏匯流檢測系統中的感應雷電監測電路框圖。
【具體實施方式】
[0018] 為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本 實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0019] 實施例1 :
[0020] 如圖1、圖2所示，本實施例1中光伏陣列為16路（可以為任意多路光伏陣列）， 如圖1所示，該光伏匯流箱檢測系統包括16個電流傳感器，即電流傳感器101-1、電流傳感 器101-2.....電流傳感器101-16,分別用於感應光伏陣列中16條支路中的光伏電流。該 16路光伏電流串經過所述電流傳感器（電流傳感器101-1至電流傳感器101-16)，形成微 小的電壓降，該電壓降進入隔離電路102被耦合至後級信號放大電路103,該信號放大電 路103將前面所述微小的電壓信號進行放大處理，然後放大後的電壓信號從信號放大電路 103的輸出端進入所述多路選通器104的輸入端等待選擇，待處理器選通其中某一路電流 信號之後，該路電信號進入模數轉換器，將模擬信號轉換成數位訊號，再送入處理器進行處 理，從而得出並記錄當前時刻該支路的電流值，同時所述處理器完成對時鐘、本地顯示器以 及數據存儲器的驅動。最後通過輪流選擇16路電流信號，處理器可以分析計算出該光伏陣 列中16路電流的大小，並且可在本地顯示器上顯示，如圖1或者圖2所示。
[0021] 實施例1中實現電流檢測，其創新點在於：通過採用"高精度電阻-隔離電路-放 大器"三級電路結構替代原有的電流霍爾傳感器，能夠有效解決霍爾元件容易受電磁幹擾 並且存在磁滯效應的缺點，進而提高光伏匯流箱檢測光伏陣列電流系統的性能。
[0022] 實施例2 :
[0023] 如圖1、圖3所示，本實施例2在實施例的基礎上包括一併聯在匯流箱輸出端的電 壓傳感器105,該電壓傳感器105用來感應光伏陣列的輸出電壓信號，並將該信號輸入所述 隔離電路102進行處理，該所述經過處理後的電壓信號通過進入後級的信號放大電路103 進行放大處理，放大後的電壓信號進入多路選通器104等待選擇，所述處理器選通該電壓 信號之後，該電壓信號經過模數轉換器108從模擬信號轉換成數位訊號，轉換後的數字電 壓信號再進入處理器，從而還原和記錄該光伏陣列實時電壓，並且可在本地顯示器上查看。
[0024] 本實施例2中實現電壓檢測，本實施例其創新點在於：通過採用"高精度電阻-隔 離電路-放大器"三級電路結構替代原有的電壓霍爾傳感器，能夠有效解決霍爾元件容易受 電磁幹擾並且存在磁滯效應的缺點，從而提高光伏匯流箱檢測光伏陣列電流系統的性能。
[0025] 實施例3 :如圖1、圖4所示，本實施例3中包括雷電流傳感器106和雷電幅值檢測 電路107,其中雷電幅值檢測電路107連接所述的模數轉換器108 ;所述雷電流傳感器106 緊貼在匯流箱輸出端的Y型電路模塊的洩放地線上，且與雷電幅值檢測電路107的輸入端 相連接，當所述匯流箱遭受雷擊時，該雷電流傳感器106採集感應雷電流，該採集到的感應 雷電流進入雷電幅值檢測電路107,雷電幅值檢測電路107可將該感應雷電流轉換為所述 模數轉換器108能夠處理的電流信號，並且進行幹擾消除處理之後，將該電壓值信號送入 模數轉換器108,電壓信號由模擬信號轉換成數位訊號之後傳送給後級處理器進行處理，從 而得出感應雷電流的幅值和發生雷擊的時間，同時將信息發送給數據存儲器，並且經PC通 信電路發送給遠程PC機供用戶查看。
[0026] 本實施例3實現感應雷電監測，本實施例其創新點在於：檢測感應雷電流的同時， 通過雷電流傳感器隨時監測防雷模塊洩放的感應雷電流。
[0027] 以上實施例中還包括一個供電電路109,分別與隔離電路102、信號放大器103、多 路選通器104連接，為其提供電能。
[0028] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型 的保護範圍之內。
【權利要求】
1. 一種帶有雷電監測功能的光伏匯流箱檢測系統，包括多路選通器、模數轉換器，其特 徵在於，還包括多個用於感應光伏陣列輸出電流的電流傳感器、隔離電路、信號放大電路； 其中，所述的多個電流傳感器輸出端分別與所述隔離電路的輸入端連接，所述隔離電路的 輸出端連接所述信號放大電路的輸入端，同時，所述隔離電路的輸出端連接所述多路選通 器。
2. 根據權利要求1所述的帶有雷電監測功能的光伏匯流箱檢測系統，其特徵在於，還 包括與所述隔離電路相連的電壓傳感器。
3. 根據權利要求1或2所述的帶有雷電監測功能的光伏匯流箱檢測系統，其特徵在於， 該系統還包括雷電流傳感器和雷電幅值檢測電路，所述的雷電流傳感器輸出端連接雷電流 幅值檢測電路輸入端，同時雷電流幅值檢測電路的輸出端連接所述模數轉換器的輸入端。
4. 根據權利要求1所述的帶有雷電監測功能的光伏匯流箱檢測系統，其特徵在於，還 包括供電電路，且該供電電路分別與所述隔離電路、信號放大電路相互連接。
【文檔編號】G01R29/08GK203849323SQ201420247390
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月15日 優先權日:2014年5月15日
【發明者】陳旻東, 李志剛, 羅皓 申請人:成都東方瀚易科技發展有限公司