三相併網逆變器的併網開關狀態檢測系統的製作方法

2023-06-05 01:09:56 2

專利名稱：三相併網逆變器的併網開關狀態檢測系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及併網發電技術領域，尤其是涉及一種三相併網逆變器的併網開關狀態檢測系統。
背景技術：
隨著世界能源需求的持續增長和環境汙染問題的日益嚴重，開發新能源和可再生能源受到世界各國的重視。太陽能、風能等新能源是目前可以大規模利用的綠色清潔能源， 開展太陽能、風能等新能源的併網發電技術具有重要的社會意義和經濟意義。太陽能、風能等新能源的併網發電技術需要併網逆變器進行直流電與交流電的轉換，併網逆變器內設置有併網開關，要實現併網發電的可靠運行，併網逆變器內設置併網開關狀態檢測電路對併網開關的可靠性進行檢測，現有的併網開關狀態檢測電路複雜，檢測可靠性較低，如果併網逆變器本身出現故障、主電網出現故障或者孤島效應的情形，併網逆變器不能有效地斷開與主電網的連接，會造成併網逆變器的損害、電網安全事故及人身安全事故的發生。
發明內容本實用新型是針對上述背景技術存在的缺陷提供一種有效保證電網運行安全、人身安全並防止併網逆變器損傷的三相併網逆變器的併網開關狀態檢測系統。為實現上述目的，本實用新型公開了一種三相併網逆變器的併網開關狀態檢測系統，其包括逆變電路單元、濾波電路單元、開關電路單元、控制電路單元及檢測電路單元，所述逆變電路單元輸出端連接所述濾波電路單元輸入端，所述開關電路單元一端與所述濾波電路單元輸出端連接，所述開關電路單元另一端連接有三相電網供電線，所述控制電路單元輸入端與所述檢測電路單元連接，所述控制電路單元輸出端與所述逆變電路單元輸入端及所述開關電路單元連接。進一步地，所述濾波電路單元具有濾波電路單元U相輸出端、濾波電路單元V相輸出端及濾波電路單元W相輸出端，所述三相電網供電線包括U相供電線、V相供電線及W相供電線，所述開關電路單元包括U相併網開關、V相併網開關及W相併網開關，所述U相併網開關、V相併網開關、W相併網開關一端分別與所述濾波電路單元U相輸出端、濾波電路單元V相輸出端及濾波電路單元W相輸出端連接，所述U相併網開關、V相併網開關及W相併網開關另一端分別與U相供電線、V相供電線及W相供電線連接。進一步地，所述U相併網開關、V相併網開關及W相併網開關為繼電器或接觸器裝置。進一步地，所述檢測電路單元包括U相開關檢測電路、V相開關檢測電路、W相開關檢測電路，所述U相開關檢測電路輸出端、V相開關檢測電路輸出端、W相開關檢測電路輸出端分別連接所述控制電路單元輸入端，所述U相開關檢測電路正輸入端與所述濾波電路單元U相輸出端連接，所述V相開關檢測電路正輸入端與所述濾波電路單元V相輸出端連接，所述W相開關檢測電路正輸入端與所述濾波電路單元W相輸出端連接，所述U相開關檢測電路、V相開關檢測電路及W相開關檢測電路負輸入端分別與零線連接。進一步地，所述U相開關檢測電路包括第一接地電阻、第一限流電阻、第一分壓電阻、第一電阻組、第一二極體、第一電容及第一光電耦合器，所述第一電阻組一端對應U相開關檢測電路正輸入端，所述第一分壓電阻一端及第一二極體陽極與所述第一電阻組另一端連接，所述第一分壓電阻另一端連接零線，所述第一電容陽極及第一限流電阻一端與所述第一二極體陰極連接，所述第一電容陰極連接零線，所述第一限流電阻另一端與所述第一光電耦合器的陽極連接，所述第一光電耦合器的陰極連接零線，所述第一光電耦合器的集電極連接有直流電，所述第一光電耦合器的發射極與所述第一接地電阻一端連接，所述第一接地電阻另一端接地，所述第一光電耦合器的發射極對應所述U相開關檢測電路輸出端。進一步地，所述第一電阻組包括第一電阻、第二電阻及第三電阻，所述第三電阻、 第二電阻及第一電阻相互串接。進一步地，所述V相開關檢測電路包括第二接地電阻、第二限流電阻、第二分壓電阻、第二電阻組、第二二極體、第二電容及第二光電耦合器，所述第二電阻組一端對應V相開關檢測電路正輸入端，所述第二分壓電阻一端及第二二極體陽極與所述第二電阻組另一端連接，所述第二分壓電阻另一端連接零線，所述第二電容陽極及第二限流電阻一端與所述第二二極體陰極連接，所述第二電容陰極連接零線，所述第二限流電阻另一端與所述第二光電耦合器的陽極連接，所述第二光電耦合器的陰極連接零線，所述第二光電耦合器的集電極連接有直流電，所述第二光電耦合器的發射極與所述第二接地電阻一端連接，所述第二接地電阻另一端接地，所述第二光電耦合器的發射極對應所述V相開關檢測電路輸出端。進一步地，所述第二電阻組包括第四電阻、第五電阻及第六電阻，所述第六電阻、 第五電阻及第四電阻相互串接。進一步地，所述W相開關檢測電路包括第三接地電阻、第三限流電阻、第三分壓電阻、第三電阻組、第三二極體、第三電容及第三光電耦合器，所述第三電阻組一端對應W相開關檢測電路正輸入端，所述第三分壓電阻一端及第三二極體陽極與所述第三電阻組另一端連接，所述第三分壓電阻另一端連接零線，所述第三電容陽極及第三限流電阻一端與所述第三二極體陰極連接，所述第三電容陰極連接零線，所述第三限流電阻另一端與所述第三光電耦合器的陽極連接，所述第三光電耦合器的陰極連接零線，所述第三光電耦合器的集電極連接有直流電，所述第三光電耦合器的發射極與所述第三接地電阻一端連接，所述第三接地電阻另一端接地，所述第三光電耦合器的發射極對應所述W相開關檢測電路輸出端。進一步地，所述第三電阻組包括第七電阻、第八電阻及第九電阻，所述第九電阻、 第八電阻及第七電阻相互串接。綜上所述，本實用新型三相併網逆變器的併網開關狀態檢測系統通過設置控制電路單元接收並分析所述檢測電路單元發出的電平信號，檢測開關電路單元的斷開功能和閉合功能是否正常，進而控制逆變電路單元的工作狀態，有效保證電網運行安全、人身安全並防止併網逆變器的損傷。
圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。圖2為圖1所示本實用新型U相開關檢測電路的原理圖。圖3為圖1所示本實用新型V相開關檢測電路的原理圖。圖4為圖1所示本實用新型W相開關檢測電路的原理圖。
具體實施方式
為能進一步了解本實用新型的特徵、技術手段以及所達到的具體目的、功能，
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細描述。請參閱圖1至圖4，本實用新型三相併網逆變器的併網開關狀態檢測系統包括逆變電路單元10、濾波電路單元20、開關電路單元30、控制電路單元40及檢測電路單元50， 所述逆變電路單元10輸出端連接所述濾波電路單元20輸入端，所述濾波電路單元20具有濾波電路單元U相輸出端21、濾波電路單元V相輸出端22及濾波電路單元W相輸出端23。所述開關電路單元30連接有三相電網60供電線，所述三相電網60供電線包括U 相供電線61、V相供電線62及W相供電線63，所述開關電路單元30包括U相併網開關31、 V相併網開關32及W相併網開關33，所述U相併網開關31、V相併網開關32及W相併網開關33為繼電器或接觸器裝置，所述U相併網開關31、V相併網開關32及W相併網開關33 一端分別與所述濾波電路單元U相輸出端21、濾波電路單元V相輸出端22及濾波電路單元W相輸出端23連接，所述U相併網開關31、V相併網開關32及W相併網開關33另一端分別連接U相供電線61、V相供電線62及W相供電線63以控制三相電網60的U相供電線路、V相供電線路及W相供電線路的通斷。所述控制電路單元40輸入端與所述檢測電路單元50連接，以接收分析所述檢測電路單元50發出的電平信號，所述控制電路單元40輸出端與所述逆變電路單元10輸入端及所述開關電路單元30的輸入控制端連接以控制所述逆變電路單元10、U相併網開關31、 V相併網開關32及W相併網開關33通斷。所述檢測電路單元50包括U相開關檢測電路51、V相開關檢測電路52及W相開關檢測電路53，所述U相開關檢測電路51輸出端、V相開關檢測電路52輸出端及W相開關檢測電路53輸出端分別連接所述控制電路單元40輸入端，所述U相開關檢測電路51、V相開關檢測電路52及W相開關檢測電路53電路相同，所述U相開關檢測電路51正輸入端匹配所述U相併網開關31與所述濾波電路單元U相輸出端21連接，所述V相開關檢測電路 52正輸入端匹配所述V相併網開關32與所述濾波電路單元V相輸出端22連接，所述W相開關檢測電路53正輸入端匹配所述W相併網開關33與所述濾波電路單元W相輸出端23 連接，所述U相開關檢測電路51、V相開關檢測電路52及W相開關檢測電路53負輸入端分別與零線N連接。所述U相開關檢測電路51包括第一接地電阻R100、第一限流電阻R101、第一分壓電阻R102、第一電阻組R10、第一二極體D100、第一電容ClOO及第一光電耦合器Ul，所述第一電阻組RlO包括第一電阻R103、第二電阻R104及第三電阻R105，所述第三電阻R105、第二電阻R104及第一電阻R103相互串接，所述第三電阻R105 —端對應U相開關檢測電路51正輸入端，所述第一分壓電阻R102 —端及第一二極體DlOO陽極與所述第一電阻R103 —端連接，所述第一分壓電阻R102另一端連接零線N，所述第一電容ClOO陽極及第一限流電阻 RlOl —端與所述第一二極體DlOO陰極連接，所述第一電容ClOO陰極連接零線N，所述第一限流電阻RlOl另一端與所述第一光電耦合器Ul的陽極連接，所述第一光電耦合器Ul的陰極連接零線N，所述第一光電耦合器Ul的集電極連接有直流電VCC，所述第一光電耦合器Ul 的發射極與所述第一接地電阻RlOO —端連接，所述第一接地電阻RlOO另一端接地，所述第一光電耦合器Ul的發射極對應所述U相開關檢測電路51輸出端，所述第一光電耦合器Ul 的型號為TLP421。所述V相開關檢測電路52包括第二接地電阻R200、第二限流電阻R201、第二分壓電阻R202、第二電阻組R20、第二二極體D200、第二電容C200及第二光電耦合器U2，所述第二電阻組R20包括第四電阻R203、第五電阻R204及第六電阻R205，所述第六電阻R205、第五電阻R204及第四電阻R203相互串接，所述第六電阻R205 —端對應V相開關檢測電路52 正輸入端，所述第二分壓電阻R202 —端及第二二極體D200陽極與所述第四電阻R203 —端連接，所述第二分壓電阻R202另一端連接零線N，所述第二電容C200陽極及第二限流電阻 R201 —端與所述第二二極體D200陰極連接，所述第二電容C200陰極連接零線N，所述第二限流電阻R201另一端與所述第二光電耦合器U2的陽極連接，所述第二光電耦合器U2的陰極連接零線N，所述第二光電耦合器U2的集電極與直流電VCC連接，所述第二光電耦合器 U2的發射極與所述第二接地電阻R200 —端連接，所述第二接地電阻R200另一端接地，所述第二光電耦合器U2的發射極對應所述V相開關檢測電路52輸出端，所述第二光電耦合器 U2的型號為TLP421。所述W相開關檢測電路53包括第三接地電阻R300、第三限流電阻R301、第三分壓電阻R302、第三電阻組R30、第三二極體D300、第三電容C300及第三光電耦合器U3，所述第三電阻組R30包括第七電阻R303、第八電阻R304及第九電阻R305，所述第九電阻R305、第八電阻R304及第七電阻R303相互串接，所述第九電阻R305 —端對應W相開關檢測電路53 正輸入端，所述第三分壓電阻R302 —端及第三二極體D300陽極與所述第七電阻R303 —端連接，所述第三分壓電阻R302另一端連接零線N，所述第三電容C300陽極及第三限流電阻 R301 —端與所述第三二極體D300陰極連接，所述第三電容C300陰極連接零線N，所述第三限流電阻R301另一端與所述第三光電耦合器U3的陽極連接，所述第三光電耦合器U3的陰極連接零線N，所述第三光電耦合器U3的集電極與直流電VCC連接，所述第三光電耦合器 U3的發射極與所述第三接地電阻R300 —端連接，所述第三接地電阻R300另一端接地，所述第三光電耦合器U3的發射極對應所述W相開關檢測電路53輸出端，所述第三光電耦合器 U3的型號為TLP421。所述U相開關檢測電路51工作原理為，所述第三電阻R105 —端接收三相電網60 的U相供電線電壓信號VoltU時，所述U相供電線電壓信號VoltU通過第三電阻R105、第二電阻R104、第一電阻R103、第一分壓電阻R102分壓後，所述第一二極體DlOO對分壓後的U 相供電線電壓信號VoltU進行單向整流，所述第一電容ClOO兩端充電進行蓄能，整流後的電壓信號通過第一限流電阻RlOl的限流後導通第一光電耦合器U1，此時第一光電耦合器 Ul的發射極輸出高電平信號；所述第三電阻R105—端未接收三相電網60的U相供電線電壓信號VoltU時，所述第一光電耦合器Ul的發射極輸出低電平信號。[0029]由於所述U相開關檢測電路51、V相開關檢測電路52、W相開關檢測電路53電路相同，所述V相開關檢測電路52、所述W相開關檢測電路53工作原理與所述U相開關檢測電路51工作原理一致。所述第六電阻R205 —端接收三相電網60的V相供電線電壓信號 VoltV時，所述第二光電耦合器U2的發射極輸出高電平信號；所述第六電阻R205 —端未接收三相電網60的V相供電線電壓信號VoltV時，所述第一光電耦合器U2的發射極輸出低電平信號。所述第九電阻R305 —端接收三相電網60的W相供電線電壓信號VoltW時，所述第三光電耦合器U3的發射極輸出高電平信號；所述第九電阻R305 —端未接收三相電網 60的W相供電線電壓信號VoltW時，所述第三光電耦合器U3的發射極輸出低電平信號。本實用新型實施時，所述控制電路單元40首先控制所述逆變電路單元10停止工作，此時，所述控制電路單元40發出斷開開關指令，檢測所述開關電路單元30的斷開功能是否正常，所述控制電路單元40接收所述U相開關檢測電路51、V相開關檢測電路52及W 相開關檢測電路53傳送過來的電平信號並進行分析，所述U相開關檢測電路51、V相開關檢測電路52及W相開關檢測電路53的輸出均為低電平信號時，所述開關電路單元30的斷開功能正常；所述U相開關檢測電路51、V相開關檢測電路52或W相開關檢測電路53的輸出為高電平信號時，所述開關電路單元30的斷開功能出現故障。所述控制電路單元40發出閉合開關指令，檢測所述開關電路單元30的閉合功能是否正常，所述控制電路單元40接收所述U相開關檢測電路51、V相開關檢測電路52及W 相開關檢測電路53傳送過來的電平信號並進行分析，所述U相開關檢測電路51、V相開關檢測電路52及W相開關檢測電路53的輸出均為高電平信號時，所述開關電路單元30的閉合功能正常；所述U相開關檢測電路51、V相開關檢測電路52或W相開關檢測電路53的輸出為低電平信號時，所述開關電路單元30的閉合功能出現故障。所述開關電路單元30的斷開功能和閉合功能都正常時，所述控制電路單元40控制所述逆變電路單元10開始工作；所述開關電路單元30的斷開功能或閉合功能出現故障時，所述控制電路單元40控制所述逆變電路單元10繼續停止工作，所述控制電路單元40 控制報警器發出故障報警信號。綜上所述，本實用新型三相併網逆變器的併網開關狀態檢測系統通過設置控制電路單元40接收並分析所述檢測電路單元50發出的電平信號，檢測開關電路單元30的斷開功能和閉合功能是否正常，進而控制逆變電路單元10的工作狀態，有效保證電網運行安全、人身安全並防止併網逆變器的損傷。以上所述實施例僅表達了本實用新型的一種實施方式，其描述較為具體和詳細， 但並不能因此而理解為對本實用新型範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型的保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求1.一種三相併網逆變器的併網開關狀態檢測系統，包括逆變電路單元(10)、濾波電路單元(20 )、開關電路單元(30 )及檢測電路單元(50 )，所述逆變電路單元(10 )輸出端連接所述濾波電路單元(20 )輸入端，所述開關電路單元(30 ) 一端與所述濾波電路單元(20 )輸出端連接，所述開關電路單元(30)另一端連接有三相電網(60)供電線，其特徵在於還包括控制電路單元(40 )，所述控制電路單元(40 )輸入端與所述檢測電路單元(50 )連接，所述控制電路單元(40)輸出端與所述逆變電路單元(10)輸入端及所述開關電路單元(30)連接。
2.根據權利要求1所述的三相併網逆變器的併網開關狀態檢測系統，其特徵在於所述濾波電路單元(20)具有濾波電路單元U相輸出端(21)、濾波電路單元V相輸出端(22)及濾波電路單元W相輸出端(23)，所述三相電網(60)供電線包括U相供電線(61)、V相供電線(62)及W相供電線(63)，所述開關電路單元(30)包括U相併網開關(31)、V相併網開關(32)及W相併網開關(33)，所述U相併網開關(31)、V相併網開關(32)、W相併網開關(33) 一端分別與所述濾波電路單元U相輸出端(21)、濾波電路單元V相輸出端(22)及濾波電路單元W相輸出端(23)連接，所述U相併網開關(31)、V相併網開關(32)及W相併網開關(33)另一端分別與U相供電線(61)、V相供電線(62)及W相供電線(63)連接。
3.根據權利要求2所述的三相併網逆變器的併網開關狀態檢測系統，其特徵在於所述U相併網開關(31)、V相併網開關(32)及W相併網開關(33)為繼電器或接觸器裝置。
4.根據權利要求1所述的三相併網逆變器的併網開關狀態檢測系統，其特徵在於所述檢測電路單元(50)包括U相開關檢測電路(51)、V相開關檢測電路(52)、W相開關檢測電路(53)，所述U相開關檢測電路(51)輸出端、V相開關檢測電路(52)輸出端、W相開關檢測電路(53)輸出端分別連接所述控制電路單元(40)輸入端，所述U相開關檢測電路(51) 正輸入端與所述濾波電路單元U相輸出端(21)連接，所述V相開關檢測電路(52)正輸入端與所述濾波電路單元V相輸出端(22)連接，所述W相開關檢測電路(53)正輸入端與所述濾波電路單元W相輸出端(23)連接，所述U相開關檢測電路(51)、V相開關檢測電路(52)及 W相開關檢測電路(53)負輸入端分別與零線(N)連接。
5.根據權利要求4所述的三相併網逆變器的併網開關狀態檢測系統，其特徵在於所述U相開關檢測電路(51)包括第一接地電阻(R100)、第一限流電阻(R101)、第一分壓電阻 (R102)、第一電阻組(R10)、第一二極體(D100)、第一電容(C100)及第一光電耦合器(U1)， 所述第一電阻組(RlO) —端對應U相開關檢測電路(51)正輸入端，所述第一分壓電阻 (R102)—端及第一二極體(D100)陽極與所述第一電阻組(RlO)另一端連接，所述第一分壓電阻(R102)另一端連接零線(N)，所述第一電容(C100)陽極及第一限流電阻(RlOl)—端與所述第一二極體(D100)陰極連接，所述第一電容(C100)陰極連接零線(N)，所述第一限流電阻(RlOl)另一端與所述第一光電耦合器(Ul)的陽極連接，所述第一光電耦合器(Ul)的陰極連接零線(N)，所述第一光電耦合器(Ul)的集電極連接有直流電(VCC)，所述第一光電耦合器(Ul)的發射極與所述第一接地電阻(R100) —端連接，所述第一接地電阻(R100)另一端接地，所述第一光電耦合器(Ul)的發射極對應所述U相開關檢測電路(51)輸出端。
6.根據權利要求5所述的三相併網逆變器的併網開關狀態檢測系統，其特徵在於所述第一電阻組(RlO)包括第一電阻(R103)、第二電阻(R104)及第三電阻(R105)，所述第三電阻(R105)、第二電阻(R104)及第一電阻(R103)相互串接。
7.根據權利要求4所述的三相併網逆變器的併網開關狀態檢測系統，其特徵在於所述V相開關檢測電路(52)包括第二接地電阻(R200)、第二限流電阻(R201)、第二分壓電阻 (R202)、第二電阻組(R20)、第二二極體(D200)、第二電容(C200)及第二光電耦合器(U2)， 所述第二電阻組(R20) —端對應V相開關檢測電路(52)正輸入端，所述第二分壓電阻 (R202)—端及第二二極體(D200)陽極與所述第二電阻組(R20)另一端連接，所述第二分壓電阻(R202)另一端連接零線(N)，所述第二電容(C200)陽極及第二限流電阻(R201)—端與所述第二二極體(D200)陰極連接，所述第二電容(C200)陰極連接零線(N)，所述第二限流電阻(R201)另一端與所述第二光電耦合器(U2)的陽極連接，所述第二光電耦合器(U2)的陰極連接零線(N)，所述第二光電耦合器(U2)的集電極連接有直流電(VCC)，所述第二光電耦合器(U2)的發射極與所述第二接地電阻(R200) —端連接，所述第二接地電阻(R200)另一端接地，所述第二光電耦合器(U2)的發射極對應所述V相開關檢測電路(52)輸出端。
8.根據權利要求7所述的三相併網逆變器的併網開關狀態檢測系統，其特徵在於所述第二電阻組(R20)包括第四電阻(R203)、第五電阻(R204)及第六電阻(R205)，所述第六電阻(R205)、第五電阻(R204)及第四電阻(R203)相互串接。
9.根據權利要求4所述的三相併網逆變器的併網開關狀態檢測系統，其特徵在於所述W相開關檢測電路(53 )包括第三接地電阻(R300 )、第三限流電阻(R301)、第三分壓電阻 (R302)、第三電阻組(R30)、第三二極體(D300)、第三電容(C300)及第三光電耦合器(U3)， 所述第三電阻組(R30) —端對應W相開關檢測電路(53)正輸入端，所述第三分壓電阻 (R302)—端及第三二極體(D300)陽極與所述第三電阻組(R30)另一端連接，所述第三分壓電阻(R302)另一端連接零線(N)，所述第三電容(C300)陽極及第三限流電阻(R301)—端與所述第三二極體(D300)陰極連接，所述第三電容(C300)陰極連接零線(N)，所述第三限流電阻(R301)另一端與所述第三光電耦合器(U3)的陽極連接，所述第三光電耦合器(U3)的陰極連接零線(N)，所述第三光電耦合器(U3)的集電極連接有直流電(VCC)，所述第三光電耦合器(U3)的發射極與所述第三接地電阻(R300) —端連接，所述第三接地電阻(R300)另一端接地，所述第三光電耦合器(U3)的發射極對應所述W相開關檢測電路(53)輸出端。
10.根據權利要求9所述的三相併網逆變器的併網開關狀態檢測系統，其特徵在於所述第三電阻組(R30 )包括第七電阻(R303 )、第八電阻(R304)及第九電阻(R305 )，所述第九電阻(R305)、第八電阻(R304)及第七電阻(R303)相互串接。
專利摘要本實用新型公開了一種三相併網逆變器的併網開關狀態檢測系統，其包括逆變電路單元、濾波電路單元、開關電路單元、控制電路單元及檢測電路單元，所述逆變電路單元輸出端連接所述濾波電路單元輸入端，所述開關電路單元一端與所述濾波電路單元輸出端連接，所述開關電路單元另一端連接有三相電網供電線，所述控制電路單元輸入端與所述檢測電路單元連接，所述控制電路單元輸出端與所述逆變電路單元輸入端及開關電路單元連接。本實用新型通過設置控制電路單元接收並分析所述檢測電路單元發出的電平信號，檢測開關電路單元的斷開功能和閉合功能是否正常，進而控制逆變電路單元的工作狀態，有效保證三相電網運行安全、人身安全並防止併網逆變器的損傷。
文檔編號G01R31/327GK202330646SQ20112045100
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者鄭照紅, 韓軍良 申請人:廣東易事特電源股份有限公司