一種並離網切換時間測試裝置及方法與流程

2023-06-23 12:15:11

本發明涉及儲能系統測試領域，尤其涉及一種並離網切換時間測試裝置。

背景技術：

目前大多數的戶用光伏儲能系統都由混合逆變器，電池，能量控制單元，太陽能組件等部件組成，當電網正常時，太陽能首先給負載供電，多餘的太陽能給電池充電。當電網異常時，由電池給客戶的關鍵負載供電。為保證關鍵負載的不間斷供電，對於逆變器的並離網切換時間有嚴格要求。因此每個儲能系統出貨前，都需要在工廠內進行並離網切換時間的測試，確保其符合相關要求。

現有的並離網切換時間測試均是由研發工程師進行測試，採用接觸器，示波器，隔離探棒等設備進行接線測試，非專業技術人員無法進行測試，同時每次測試時間較長，難以在產線執行。

技術實現要素：

為克服現有技術的缺陷，本發明提供了一種並離網切換時間測試裝置，針對產線上的儲能系統進行在線自動化測試，且測試結果自動顯示，降低了測試人員的專業要求，同時縮短了測試時間。

本發明揭示了一種並離網切換時間測試裝置，包括接觸器，接線端子a，接線端子b，驅動模塊，採集模塊a，採集模塊b，控制模塊，顯示屏及啟動按鍵，其中接線端子a連接市電和逆變器輸入端，且與市電之間連接有接觸器，接線端子b連接負載及逆變器輸出端，驅動模塊連接控制模塊與接觸器，由控制模塊控制其觸發接觸器閉合或斷開，實現市電的接入或斷開，所述採集模塊a連接接線端子a和控制模塊，採集逆變器市電端的電壓數據傳輸給控制模塊，採集模塊b連接接線端子b和控制模塊，採集逆變器負載端的電壓數據傳輸給控制模塊，所述顯示屏連接控制模塊用於顯示測試結果和工作狀態，所述啟動按鍵連接控制模塊，觸發測試裝置啟動。

所述採集模塊a內具有運算放大器u1及比較器u2，運算放大器u1的兩個輸入端串聯電阻後接到接線端子a，輸出串聯電阻後接入控制模塊，同時正極輸入端上拉+1.5v，運算放大器u1採集電網電壓並進行衰減後送入主控模塊，運算放大器u1的輸出端同時連接比較器u2的負極輸入，而比較器u2的正極輸入接+1.5v，輸出端連接控制模塊，比較器u2將採集的電網電壓與+1.5v進行比較，從而得到周期性方波送入控制系統。

所述採集模塊b內具有運算放大器u1及比較器u2，運算放大器u1的兩個輸入端串聯電阻後接到接線端子b，輸出串聯電阻後接入控制模塊，同時正極輸入端上拉+1.5v，運算放大器u1採集負載電壓並進行衰減後送入主控模塊，運算放大器u1的輸出端同時連接比較器u2的負極輸入，而比較器u2的正極輸入接+1.5v，輸出端連接控制模塊，比較器u2將採集的負載電壓與+1.5v進行比較，從而得到周期性方波送入控制系統。

所述接觸器可以替換為繼電器或其他機械類開關器件。

一種新型並離網測試方法，利用測試裝置進行並離網切換時間測試，具體步驟如下：

a、將儲能系統逆變器的電網輸入端與接下端子a連接，負載輸入端與接線端子b連接，打開啟動按鍵進行測試；

b、採集模塊a對電網電壓進行檢測，將檢測的電網電壓以及周期性方波送入控制模塊，控制模塊將電網電壓進行還原獲得電網電壓波形，同時捕獲周期性方波的下降沿獲得電網頻率，根據電網電壓波形以及頻率在電壓過零時啟動驅動模塊，控制接觸器斷開；

c、採集模塊b對負載電壓進行檢測，將檢測的負載電壓及負載周期性方波送入控制模塊，接觸器斷開後，負載無供電，此時採集模塊b檢測到負載供電中斷；

d、逆變器進入離網工作模式，重新對負載進行供電，採樣模塊b繼續對負載電壓進行檢測，將檢測的離網後負載電壓值及負載周期性方波送入控制模塊；

e、控制模塊比較離網前後負載電壓波形變化，從而計算出負載供電中斷時間，從而獲得並離網切換時間；

f、將並離網切換時間通過顯示屏進行顯示，根據顯示的時間值進行判斷儲能系統是否合格。

與現有技術相比，本發明的一種並離網切換時間測試裝置，具有如下有益之處：

只需要將逆變器與該裝置進行連接即可實現自動化檢測，對測試人員技術要求進行降低，可以實現產線上在線測試；

通過自動控制接觸器模擬並離網的情況，採用採樣模塊對並離網前後的電壓波形進行監測，計算獲得並離網切換時間，從而有效實現並離網切換實現的自動化測試，測試精確度高；

該測試裝置省去了測試人員架設示波器和電壓探棒測試電網電壓和負載電壓的時間，省去了測試人員使用示波器測試在示波器上測試中斷時間的步驟，同時控制模塊確保在過零點斷開電網，避免測試人員多次斷開電網，才能找到過零點斷開電網的波形，整體縮短了測試時間，提高了在線測試效率。

附圖說明

圖1是本發明所揭示的並離網切換時間測試裝置的框架圖；

圖2是本發明採樣模塊的電路原理圖；

圖3是本發明驅動模塊的電路原理圖。

具體實施方式

下面將結合本發明的附圖，對本發明實施例的技術方案進行清楚、完整的描述。

如圖1所示為本發明所揭示的一種並離網切換時間測試裝置，包括接觸器，接線端子a，接線端子b，驅動模塊，採集模塊a，採集模塊b，控制模塊，顯示屏及啟動按鍵，其中接線端子a連接市電和逆變器輸入端，且與市電之間連接有接觸器，接線端子b連接負載及逆變器輸出端，驅動模塊連接控制模塊與接觸器，有控制模塊控制其觸發接觸器閉合或斷開，實現市電的接入或斷開，所述採集模塊a連接接線端子a和控制模塊，採集逆變器市電端的電壓數據傳輸給控制模塊，採集模塊b連接接線端子b和控制模塊，採集逆變器負載端的電壓數據傳輸給控制模塊，所述顯示屏連接控制模塊用於顯示測試結果和工作狀態，所述啟動按鍵連接控制模塊，觸發測試裝置啟動。

如圖2所示，所述採集模塊a內具有運算放大器u1及比較器u2，運算放大器u1的兩個輸入端串聯電阻後接到接線端子a，輸出串聯電阻後接入控制模塊，同時正極輸入端上拉+1.5v，運算放大器u1採集電網電壓並進行衰減後送入主控模塊，運算放大器u1的輸出端同時連接比較器u2的負極輸入，而比較器u2的正極輸入接+1.5v，輸出端連接控制模塊，比較器u2將採集的電網電壓與+1.5v進行比較，從而得到周期性方波送入控制系統。

所述採集模塊b內具有運算放大器u1及比較器u2，運算放大器u1的兩個輸入端串聯電阻後接到接線端子b，輸出串聯電阻後接入控制模塊，同時正極輸入端上拉+1.5v，運算放大器u1採集負載電壓並進行衰減後送入主控模塊，運算放大器u1的輸出端同時連接比較器u2的負極輸入，而比較器u2的正極輸入接+1.5v，輸出端連接控制模塊，比較器u2將採集的負載電壓與+1.5v進行比較，從而得到周期性方波送入控制系統。

如圖3所示，drive信號由控制模塊發出，drv_p和drv_n接接觸器的驅動繞組，該驅動模塊線路的優點在於在接觸器導通時，驅動繞組的供電電壓為2倍vcc，2倍vcc電壓使得接觸器可以快速閉合，同時保證在工作環境溫度較高時，接觸器仍可以可靠閉合，接觸器斷開時，較高的尖峰電壓會造成三極體q22的過壓擊穿，tvs穩壓管d20，d21和d22用於保護三極體q22，同時在接觸器關斷時，在其驅動繞組上產生較高的反向電壓，使接觸器線包快速退磁，從而使接觸器快速關斷。

所述接觸器可以替換為繼電器或其他通用型開關器件。

一種新型並離網測試方法，利用測試裝置進行並離網切換時間測試，具體步驟如下：

a、將儲能系統逆變器的電網輸入端與接下端子a連接，負載輸入端與接線端子b連接，打開啟動按鍵進行測試；

b、採集模塊a對電網電壓進行檢測，將檢測的電網電壓以及周期性方波送入控制模塊，控制模塊將電網電壓進行還原獲得電網電壓波形，同時捕獲周期性方波的下降沿獲得電網頻率，根據電網電壓波形以及頻率在電壓過零時啟動驅動模塊，控制接觸器斷開；

c、採集模塊b對負載電壓進行檢測，將檢測的負載電壓及負載周期性方波送入控制模塊，接觸器斷開後，負載無供電，此時採集模塊b檢測到負載供電中斷；

d、逆變器進入離網工作模式，重新對負載進行供電，採樣模塊b繼續對負載電壓進行檢測，將檢測的離網後負載電壓值及負載周期性方波送入控制模塊；

e、控制模塊比較離網前後負載電壓波形變化，從而計算出負載供電中斷時間，從而獲得並離網切換時間；

f、將並離網切換時間通過顯示屏進行顯示，根據顯示的時間值進行判斷儲能系統是否合格。

本發明的技術內容及技術特徵已揭示如上，然而熟悉本領域的技術人員仍可能基於本發明的揭示而作種種不背離本發明精神的替換及修飾，因此，本發明保護範圍應不限於實施例所揭示的內容，而應包括各種不背離本發明的替換及修飾，並為本專利申請權利要求所涵蓋。