CN102867712A - 用于太阳能电池组件串的断路器及保护方法 - Google Patents

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徐永邦
史君海
邓霞
王峰
刘小宝
沈恂如
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Abstract

本发明公开了一种用于太阳能电池组件串的断路器，过流脱扣器、欠压脱扣器经过逻辑与机构与自由脱扣器连接；接反脱扣器、手动脱扣器、手动合闸器、分励脱扣器、过压脱扣器分别与自由脱扣器连接；自由脱扣器与主触点连接，本发明可以快速判断太阳能电池组串反接、短路、过电压等故障，有效切断太阳能电池组串电路，保护组件和电缆、防止电弧而引起火灾的发生，另外有手动分合闸功能、选配遥控断路器分闸功能。本发明保护方法在太阳能组件串电路发生短路故障时，引起过流脱扣器和欠压脱扣器共同动作，通过逻辑与机构触发切断主触点。过流脱扣器动作阀值和欠压脱扣器动作阀值根据太阳能组件串正常范围确定。

Description

用于太阳能电池组件串的断路器及保护方法
技术领域
本发明涉及太阳能光伏发电技术、低压电器技术，特别涉及一种用于太阳能电池组件串的断路器及保护方法，可以广泛的应用于各类使用太阳能组件的可再生能源发电系统。
背景技术
在全球气候变暖，生态环境的恶化以及常规能源资源短缺的紧迫形势下，以各类太阳能组件为核心构建的可再生能源发电技术得到快速发展和应用。但是在投产的太阳能电站中，常有太阳能组件串直流系统的电气故障及导致的火灾发生。原有的太阳能组件保护设备和防反存在缺陷和不足，原因之一在于不能确定短路和拉电弧等故障而切断组串电路，造成电缆、设备或组件损坏，降低了太阳能资源的利用率，产生了严重的经济损失，影响了太阳能跟踪系统的推广和应用。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种用于太阳能电池组件串的断路器及保护方法，可以快速判断太阳能电池组串反接、短路、过压等故障，有效切断太阳能电池组串电路，保护组件和电缆、防止电弧而引起火灾的发生，另外有手动分合闸功能、选配遥控断路功能。
一种用于太阳能电池组件串的断路器，其特征在于包括过流脱扣器、欠压脱扣器、逻辑与机构、接反脱扣器、手动脱扣器、手动合闸器、分励脱扣器、自由脱扣器和主触点，其中过流脱扣器、欠压脱扣器经过逻辑与机构与自由脱扣器连接；接反脱扣器、手动脱扣器、手动合闸器、分励脱扣器、过压脱扣器分别与自由脱扣器连接；自由脱扣器与主触点连接。
所述的分励脱扣器是根据使用要求选配的部件，可以通过控制线远程控制分励脱扣器动作，进而触发自由脱扣器动作而切断主触点。
用于太阳能电池组件串的断路器保护方法，所述逻辑与机构、欠压脱扣器、接反脱扣器、手动脱扣器、手动合闸器、分励脱扣器和过压脱扣器通过触发自由脱扣器动作而切断主触点，保护太阳能电池组件串。
用于太阳能电池组件串的断路器的保护方法，当太阳能组件串电路发生短路时，组串电流过流而引起过流脱扣器动作，组串电压欠压而引起欠压脱扣器动作，过流脱扣器、欠压脱扣器经过逻辑与机构触发自由脱扣器动作而切断主触点；流脱扣器动作和欠压脱扣器单独动作时，不能触发自由脱扣器动作而切断主触点，避免在太阳能电池组件串正常工作时误动作。
用于太阳能电池组件串的断路器的保护方法，配有反接脱扣器，当太阳能电池组件串正负极反接，或出现逆向电流时，反接脱扣器触发自由脱扣器动作而切断主触点，保护太阳能电池组件串。
用于太阳能电池组件串的断路器的保护方法，配有过压脱扣器、当太阳能电池组件电压超出正常范围时，过压脱扣器触发自由脱扣器动作而切断主触点，保护太阳能电池组件串。
用于太阳能电池组件串的断路器的保护方法，配有手动脱扣器、手动合闸器，可以手动分合断路器，方便太阳能电池组件串安装和检修。
 
本发明的有益成果是在于通过过流脱扣器、欠压脱扣器进行逻辑“与”后触发断路器实现太阳能电池组件串短路故障保护，并考虑安装要求，增强了太阳能发电的安全性和可靠性。
附图说明
图1是本发明的系统原理框图。
图2是本发明的断路器对太阳能组件串保护范围图。
具体实施方式
为使本发明的实质特征和有益效果更易于理解，以下结合实例及附图对其进行详细说明。
图1示出了本发明的一种用于太阳能电池组件串的断路器的原理流程图。如图所示，本发明的断路器包括：主触点1、自由脱扣器2、逻辑与机构3、过流脱扣器4、欠压脱扣器5、接反脱扣器6、手动合闸器7、手动脱扣器8、分励脱扣器9和过压脱扣器10。过流脱扣器4、欠压脱扣器5经过逻辑与机构3与自由脱扣器2连接；接反脱扣器6、手动脱扣器8、手动合闸器7、分励脱扣器9、过压脱扣器10分别与自由脱扣器2连接；自由脱扣器2与主触点1连接。
太阳能电池组件串与断路器串接。如图2所示，当太阳能组件串电路发生短路故障，太阳能组件串工作点进入短路保护区时，组串电流过流而引起过流脱扣器4动作，组串电压欠压而引起欠压脱扣器5动作；过流脱扣器4、欠压脱扣器5经过逻辑与机构3进行“与”操作，然后据此逻辑结果而触发自由脱扣器2动作而切断主触点1。过流脱扣器4和欠压脱扣器5单独动作时，不能触发自由脱扣器2动作而切断主触点1，避免在太阳能电池组件串正常工作时误动作。过流脱扣器4动作阀值应小于太阳能组件串正常工作电流范围的最小值；欠压脱扣器5动作阀值应小于太阳能组件串正常工作电压范围的最小值。
当太阳能组件串正负极反接到电路构成回路时或太阳能组件串流过逆向电流时，如图2所示太阳能组件串工作点进入反接保护区，反接脱扣器5触发自由脱扣器2动作而切断主触点1，保护太阳能电池组件串。
如图2所示，当太阳能电池组件电压超出正常范围，进入过电压保护区时，过压脱扣器10触发自由脱扣器2动作而切断主触点1，保护太阳能电池组件串。
当太阳能组件串进行安装或检修时，可以使用手动脱扣器8触发自由脱扣器2动作而切断主触点1；可以使用手动合闸器7，触发自由脱扣器2动作而闭合主触点1。进而达到保护太阳能组件串和操作人员安全的目的。
进一步地，本发明的一种用于太阳能电池组件串的断路器可以选配遥控分闸功能。分励脱扣器9是根据使用要求选配的部件。可以通过控制线远程控制分励脱扣器9动作，进而触发自由脱扣器2动作而切断主触点1，实现远程控制断路器分断的功能。

Claims (7)

1.一种用于太阳能电池组件串的断路器，其特征在于包括：主触点（1）、自由脱扣器（2）、逻辑与机构（3）、过流脱扣器（4）、欠压脱扣器（5）、接反脱扣器（6）、手动合闸器（7）、手动脱扣器（8）和分励脱扣器（9）、过压脱扣器（10），过流脱扣器（4）、欠压脱扣器（5）经过逻辑与机构（3）与自由脱扣器（2）连接；接反脱扣器（6）、手动脱扣器（8）、手动合闸器（7）、分励脱扣器（9）、过压脱扣器（10）分别与自由脱扣器（2）连接；自由脱扣器（2）与主触点（1）连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于太阳能电池组件串的断路器，其特征在于：所述分励脱扣器（9）是根据使用要求选配的部件，通过控制线远程控制分励脱扣器（9）动作，进而触发自由脱扣器（2）动作而切断主触点（1），实现远程控制断路器分断的功能。
3.一种用于太阳能电池组件串的断路器保护方法，其特征在于：所述逻辑与机构（3）、欠压脱扣器（5）、接反脱扣器（6）、手动脱扣器（8）、手动合闸器（7）、分励脱扣器（9）和过压脱扣器（10）通过触发自由脱扣器（2）动作而切断主触点（1），保护太阳能电池组件串。
4.如权利要求3所述的一种用于太阳能电池组件串的断路器保护方法，其特征在于：当太阳能电池组件串电路发生短路故障时，太阳能电池组件串电流过流而引起过流脱扣器（4）动作，太阳能电池组件串电压欠压而引起欠压脱扣器（5）动作；过流脱扣器（4）、欠压脱扣器（5）经过逻辑与机构（3）进行“与”操作，然后据此逻辑结果而触发自由脱扣器（2）动作而切断主触点（1）；过流脱扣器（4）和欠压脱扣器（5）单独动作时，不能触发自由脱扣器（2）动作而切断主触点（1），避免在太阳能电池组件串正常工作时误动作；过流脱扣器（4）动作阀值应小于太阳能组件串正常工作电流范围的最小值，欠压脱扣器（5）动作阀值应小于太阳能组件串正常工作电压范围的最小值。
5.根据权利要求3所述的一种用于太阳能电池组件串的断路器保护方法，其特征在于：当太阳能电池组件串正负极反接到电路构成回路时或太阳能电池组件串流过逆向电流时，反接脱扣器（5）触发自由脱扣器（2）动作而切断主触点（1），保护太阳能电池组件串。
6.根据权利要求3所述的一种用于太阳能电池组件串的断路器保护方法，其特征在于：当太阳能组件串进行安装或检修时，使用手动脱扣器（8）触发自由脱扣器（2）动作而切断主触点（1）；使用手动合闸器（7），触发自由脱扣器（2）动作而闭合主触点（1）。
7.根据权利要求3所述的一种用于太阳能电池组件串的断路器保护方法，其特征在于：当太阳能电池组件串电压超出正常范围时，过压脱扣器（10）触发自由脱扣器（2）动作而切断主触点（1），保护太阳能电池组件串。
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