CN108919034A - 一种用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备及试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备及试验系统，包括：第一端与电网连接的可控开关装置；输入端与可控开关装置的第二端连接的电压电流调节装置，用于对电网的电压及电流进行调节，以对被试熔断体通入在预设电压以下的直流电压、二倍的被试熔断体的额定电流，实现低压预热；用于在被试熔断体低压预热之后、在被试熔断体因熔断产生电弧电压之前，控制可控开关装置断开的同时控制短路试验设备中的开关闭合，以缩短短路试验设备的通电时间至安全时间的控制器。可见，本申请先预热被试熔断体再对其进行短路试验，缩短了短路试验设备的通电时间，防止了短路试验设备中可调电阻器和可调电抗器被烧坏，提高了短路试验设备的安全性。

Description

一种用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备及试验系统

技术领域

本发明涉及光伏熔断体检测领域，特别是涉及一种用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备及试验系统。

背景技术

目前，光伏熔断体的短路试验是：向光伏熔断体通入其额定电压、二倍额定电流直至光伏熔断体熔断，在此过程中测量光伏熔断体的短路试验数据。请参照图1，图1为现有技术中的一种光伏熔断体的短路试验设备的结构示意图。对于短路试验设备中的可调电阻器R和可调电抗器L，二者均采用短时工作制，即二者的持续通电时间不能过长，一般所允许的最长持续通电时间在20s以内。但是，当被试熔断体F的额定电流不同时，其在短路试验时的熔断时间有较大差别，有的甚至能够达到几分钟，对于熔断时间较长的被试熔断体F来说，若直接向其所在的短路试验设备通入被试熔断体F的额定电压、二倍额定电流，去完成被试熔断体F的短路试验，则会导致可调电阻器R和可调电抗器L的通电时间过长而被烧坏，进而导致短路试验设备的安全性降低。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方法是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备及试验系统，先预热被试熔断体再对其进行短路试验，缩短了短路试验设备的通电时间，防止了短路试验设备中可调电阻器和可调电抗器被烧坏，进而提高了短路试验设备的安全性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备，包括：

第一端与电网连接的可控开关装置；

输入端与所述可控开关装置的第二端连接、第一输出端与短路试验设备中的被试熔断体的第一端连接、第二输出端与所述被试熔断体的第二端连接的电压电流调节装置，用于对所述电网的电压及电流进行调节，以对所述被试熔断体通入在预设电压以下的直流电压、二倍的所述被试熔断体的额定电流，实现低压预热；

用于在所述被试熔断体低压预热之后、在所述被试熔断体因熔断产生电弧电压之前，控制所述可控开关装置断开的同时控制所述短路试验设备中的开关闭合，以缩短所述短路试验设备的通电时间至安全时间的控制器。

优选地，所述电压电流调节装置包括依次串联的三相调压器、降压变压器及三相桥式整流电路；其中：

所述三相调压器的输入端作为所述电压电流调节装置的输入端，所述三相桥式整流电路的正输出端作为所述电压电流调节装置的第一输出端，所述三相桥式整流电路的负输出端作为所述电压电流调节装置的第二输出端。

优选地，该预热转换设备还包括电压调节电机、传动装置及用于检测所述被试熔断体在低压预热时通入的电流的电流检测电路；其中：

所述控制器分别与所述电流检测电路和所述电压调节电机连接，所述电压调节电机通过所述转动装置与所述三相调压器的调节端连接；

所述控制器还用于当检测的电流与二倍所述额定电流不相等时，控制所述电压调节电机的旋转角位移，通过其带动所述传动装置传动，调节所述三相调压器的输出电压，以使所述被试熔断体在低压预热时通入的电流恒定保持在二倍所述额定电流。

优选地，所述电流检测电路包括多个并联的分流器，多个所述分流器串接在所述三相桥式整流电路的负输出端与所述被试熔断体的第二端之间。

优选地，该预热转换设备还包括：

第一端与所述三相桥式整流电路的正输出端连接、第二端与所述被试熔断体的第一端连接，用于滤除通入所述被试熔断体的电信号中干扰信号的滤波电路。

优选地，所述滤波电路具体为滤波电抗器。

优选地，该预热转换设备还包括：

阳极与所述滤波电路的第二端连接、阴极与所述被试熔断体的第一端连接，用于隔离所述短路试验设备的高压直流电源与所在预热转换设备的隔离二极管。

优选地，该预热转换设备还包括：

串接在所述隔离二极管的阴极与所述被试熔断体的第一端之间，用于当所在线路的电流超过预设上限电流和/或电压超过预设上限电压时，自动切断所述线路的自动保护切断开关。

优选地，所述控制器包括：

预热时间设置模块，用于预先试验确定所述被试熔断体在低压预热时的低压熔断时间，并在所述被试熔断体不产生电弧电压、所述短路试验设备的通电时间缩短至安全时间的前提下，根据所述低压熔断时间设置所述被试熔断体的预热时间；

切换控制模块，用于从所述被试熔断体低压预热开始计时，当计时时间到达所述预热时间时，控制所述可控开关装置断开，同时控制所述短路试验设备中的开关闭合，以从低压预热切换至短路试验。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种用于光伏熔断体短路试验的试验系统，包括被试熔断体的短路试验设备，还包括上述任一种用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备。

本发明提供了一种用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备，包括：第一端与电网连接的可控开关装置；输入端与可控开关装置的第二端连接、第一输出端与短路试验设备中的被试熔断体的第一端连接、第二输出端与被试熔断体的第二端连接的电压电流调节装置，用于对电网的电压及电流进行调节，以对被试熔断体通入在预设电压以下的直流电压、二倍的被试熔断体的额定电流，实现低压预热；用于在被试熔断体低压预热之后、在被试熔断体因熔断产生电弧电压之前，控制可控开关装置断开的同时控制短路试验设备中的开关闭合，以缩短短路试验设备的通电时间至安全时间的控制器。

本申请的预热转换设备在被试熔断体进行短路试验之前，先对被试熔断体通入较低的直流电压、二倍的被试熔断体的额定电流，以对被试熔断体进行低压预热，预热到被试熔断体从低压预热切换至短路试验后，足以缩短短路试验设备的通电时间至安全时间。而且，本申请在被试熔断体因熔断产生电弧电压之前从低压预热切换至短路试验，保证被试熔断体熔断发生在短路试验过程中，以成功完成额定电压下的短路试验。可见，本申请先预热被试熔断体再对其进行短路试验，缩短了短路试验设备的通电时间，防止了短路试验设备中可调电阻器和可调电抗器被烧坏，进而提高了短路试验设备的安全性。

本发明还提供了一种用于光伏熔断体短路试验的试验系统，与上述预热转换设备具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的一种光伏熔断体的短路试验设备的结构示意图；

图2为本发明提供的一种用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备的结构示意图；

图3为本发明提供的一种如图2所示预热转换设备的具体结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备及试验系统，先预热被试熔断体再对其进行短路试验，缩短了短路试验设备的通电时间，防止了短路试验设备中可调电阻器和可调电抗器被烧坏，进而提高了短路试验设备的安全性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图2，图2为本发明提供的一种用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备的结构示意图。

该预热转换设备，包括：

第一端与电网连接的可控开关装置1；

输入端与可控开关装置1的第二端连接、第一输出端与短路试验设备中的被试熔断体F的第一端连接、第二输出端与被试熔断体F的第二端连接的电压电流调节装置2，用于对电网的电压及电流进行调节，以对被试熔断体F通入在预设电压以下的直流电压、二倍的被试熔断体F的额定电流，实现低压预热；

用于在被试熔断体F低压预热之后、在被试熔断体F因熔断产生电弧电压之前，控制可控开关装置1断开的同时控制短路试验设备中的开关C闭合，以缩短短路试验设备的通电时间至安全时间的控制器3。

需要说明的是，本申请的预设是提前设置好的，只需要设置一次，除非根据实际情况需要修改，否则不需要重新设置。

具体地，首先对光伏熔断体的短路试验设备进行简单介绍：图2中，开关C在接收到接通信号后闭合，以进行被试熔断体F的短路试验；直流电源端S的输入电压及输入电流经可调电阻器R和可调电抗器L的参数调节后，实现为被试熔断体F提供其额定电压(光伏熔断体的额定电压一般都比较高，有的甚至能够达到1500V的直流电压)及二倍额定电流，以满足被试熔断体F的短路试验标准；断路器D在电路正常情况下处于闭合状态，在电路发生过载或短路或欠压等故障时能够自动断开以切断电源线路，对电源线路起到保护作用；此外，O1-记录电流的测量电路；O2-试验时记录电压的测量电路；A-整定试验用的可拆连接；O3-整定时记录电压的测量电路。

考虑到可调电阻器R和可调电抗器L所允许的持续通电时间，与被试熔断体F在短路试验时的熔断时间之间可能存在矛盾，所以，本申请首先采用低压预热被试熔断体F，在被试熔断体F熔断之前(被试熔断体F熔断时会产生电弧电压)，将被试熔断体F从低压预热状态转换为短路试验状态，以使被试熔断体F的熔断现象发生在短路试验过程中，也就是说，本申请利用低压预热方式，将短路试验设备的通电时间缩短至安全时间，即在可调电阻器R和可调电抗器L所允许的持续通电时间之内完成短路试验，从而防止了可调电阻器R和可调电抗器L被烧坏，进而提高了短路试验设备的安全性。

具体地，本申请提供的用于低压预热被试熔断体F的预热转换设备包括可控开关装置1、电压电流调节装置2及控制器3，所有部件可安装在一个可移动的金属箱柜内，其工作原理包括：

首先控制器3提前设置低压界限值(小于低压界限值的电压属于低压)，并在接收到低压预热指令后，控制可控开关装置1闭合，使电网电压接入设备；然后电压电流调节装置2对电网的电压及电流进行调节，以实现对被试熔断体F通入在所设低压界限值以下的直流电压、二倍的被试熔断体F的额定电流，从而完成低压预热；为保证被试熔断体F的熔断现象发生在短路试验过程中，控制器3在被试熔断体F熔断之前，即产生电弧电压之前控制可控开关装置1断开，与此同时，控制短路试验设备中的开关C闭合，以将被试熔断体F从预热转换设备切换至短路试验设备(保证切换时间不超过50ms)，从而顺利完成短路试验。

本发明提供了一种用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备，包括：第一端与电网连接的可控开关装置；输入端与可控开关装置的第二端连接、第一输出端与短路试验设备中的被试熔断体F的第一端连接、第二输出端与被试熔断体的第二端连接的电压电流调节装置，用于对电网的电压及电流进行调节，以对被试熔断体通入在预设电压以下的直流电压、二倍的被试熔断体的额定电流，实现低压预热；用于在被试熔断体低压预热之后、在被试熔断体因熔断产生电弧电压之前，控制可控开关装置断开的同时控制短路试验设备中的开关闭合，以缩短短路试验设备的通电时间至安全时间的控制器。

本申请的预热转换设备在被试熔断体进行短路试验之前，先对被试熔断体通入较低的直流电压、二倍的被试熔断体的额定电流，以对被试熔断体进行低压预热，预热到被试熔断体从低压预热切换至短路试验后，足以缩短短路试验设备的通电时间至安全时间。而且，本申请在被试熔断体因熔断产生电弧电压之前从低压预热切换至短路试验，保证被试熔断体熔断发生在短路试验过程中，以成功完成额定电压下的短路试验。可见，本申请先预热被试熔断体再对其进行短路试验，缩短了短路试验设备的通电时间，防止了短路试验设备中可调电阻器和可调电抗器被烧坏，进而提高了短路试验设备的安全性。

请参照图3，图3为本发明提供的一种如图2所示预热转换设备的具体结构示意图。该预热转换设备在上述实施例的基础上：

作为一种优选地实施例，电压电流调节装置2包括依次串联的三相调压器TP、降压变压器TB及三相桥式整流电路BR；其中：

三相调压器TP的输入端作为电压电流调节装置2的输入端，三相桥式整流电路BR的正输出端作为电压电流调节装置2的第一输出端，三相桥式整流电路BR的负输出端作为电压电流调节装置2的第二输出端。

具体地，本申请中的电压电流调节装置2包括三相调压器TP、降压变压器TB及三相桥式整流电路BR，其调节过程包括：首先通过调整三相调压器TP的调节端对其输出电压进行调节，进而调节其输出电流；然后由降压变压器TB对三相调压器TP的输出电压进行降压处理，最终实现三相桥式整流电路BR在对降压变压器TB的输出电信号进行整流处理后，向被试熔断体F通入在所设低压界限值以下的直流电压、二倍的被试熔断体F的额定电流。

这里的三相桥式整流电路BR由六个功率大于预设功率的二极管组成，功率较大的二极管可通过的电流也较大，因此更适用于不同额定电流的被试熔断体F。

作为一种优选地实施例，该预热转换设备还包括电压调节电机M、传动装置及用于检测被试熔断体F在低压预热时通入的电流的电流检测电路FL；其中：

控制器3分别与电流检测电路FL和电压调节电机M连接，电压调节电机M通过转动装置与三相调压器TP的调节端连接；

控制器3还用于当检测的电流与二倍额定电流不相等时，控制电压调节电机M的旋转角位移，通过其带动传动装置传动，调节三相调压器TP的输出电压，以使被试熔断体F在低压预热时通入的电流恒定保持在二倍额定电流。

进一步地，考虑到电路可能会受到干扰，导致被试熔断体F通入的二倍额定电流不稳定，所以，本申请的预热转换设备还包括电压调节电机M、传动装置及电流检测电路FL，其中，电流检测电路FL用来检测被试熔断体F在低压预热时通入的电流，当其检测的电流不等于二倍额定电流时，说明电路受到干扰，此时控制器3控制电压调节电机M的旋转角位移，使电压调节电机M带动传动装置传动，进而调整三相调压器TP的调节端，以调节三相调压器TP的输出电压，从而使被试熔断体F在低压预热时通入的电流恒定保持在二倍额定电流。可见，本申请采用负反馈控制的原理，稳定了被试熔断体F通入的二倍额定电流。

此外，检测的电流与二倍额定电流不相等并不是绝对意义上的不相等，一般设置一个合理阈值，只有当检测的电流与二倍额定电流二者的差值的绝对值大于所设阈值时，才认为检测的电流与二倍额定电流不相等，避免了电压调节电机M、传动装置及三相调压器TP一直处于调整状态。

作为一种优选地实施例，电流检测电路FL包括多个并联的分流器，多个分流器串接在三相桥式整流电路BR的负输出端与被试熔断体F的第二端之间。

具体地，已知不同的被试熔断体F的额定电流一般有所不同，为了适应于不同二倍额定电流的检测，本申请的电流检测电路FL包括多个并联的分流器，各个分流器可检测的直流电流并不相同，根据当前的被试熔断体F可选定与之匹配的分流器，从而扩大了被测电流的范围。

作为一种优选地实施例，该预热转换设备还包括：

第一端与三相桥式整流电路BR的正输出端连接、第二端与被试熔断体F的第一端连接，用于滤除通入被试熔断体F的电信号中干扰信号的滤波电路。

进一步地，本申请的预热转换设备还包括滤波电路，用来滤除通入被试熔断体F的电信号中的干扰信号，从而稳定了通入被试熔断体F的电信号，提高了预热转换设备的稳定性。

作为一种优选地实施例，滤波电路具体为滤波电抗器FR。

具体地，本申请的滤波电路可以选用但不仅限于滤波电抗器FR，本申请在此不做特别的限定。

作为一种优选地实施例，该预热转换设备还包括：

阳极与滤波电路的第二端连接、阴极与被试熔断体F的第一端连接，用于隔离短路试验设备的高压直流电源与所在预热转换设备的隔离二极管VD。

具体地，本申请的预热转换设备还包括隔离二极管VD，隔离二极管VD主要运用二极管的单相导电特性，将短路试验设备的高压直流电源与预热转换设备隔离开，防止预热转换设备受高压损害，从而提高了预热转换设备的安全性及可靠性。

作为一种优选地实施例，该预热转换设备还包括：

串接在隔离二极管VD的阴极与被试熔断体F的第一端之间，用于当所在线路的电流超过预设上限电流和/或电压超过预设上限电压时，自动切断线路的自动保护切断开关。

进一步地，本申请的预热转换设备在隔离二极管VD的基础上，加入自动保护切断开关，当自动保护切断开关所在线路的电流超过所设上限电流，和/或所在线路的电压超过所设上限电压时，自动保护切断开关自动断开以切断所在线路，进一步防止预热转换设备受高压损害，更加提高了预热转换设备的安全性及可靠性。

作为一种优选地实施例，控制器3包括：

预热时间设置模块，用于预先试验确定被试熔断体F在低压预热时的低压熔断时间，并在被试熔断体F不产生电弧电压、短路试验设备的通电时间缩短至安全时间的前提下，根据低压熔断时间设置被试熔断体F的预热时间；

切换控制模块，用于从被试熔断体F低压预热开始计时，当计时时间到达预热时间时，控制可控开关装置1断开，同时控制短路试验设备中的开关C闭合，以从低压预热切换至短路试验。

具体地，为了保证被试熔断体F在低压预热的过程中不熔断，本申请预先试验被试熔断体F在低压预热条件下的低压熔断时间，并由控制器3的预热时间设置模块根据被试熔断体F预先试验的低压熔断时间，设置被试熔断体F的预热时间(设置前提：被试熔断体F在预热时间内不熔断，且保证短路试验设备的通电时间足以缩短至安全时间)；然后由控制器3的切换控制模块从被试熔断体F低压预热开始计时，当计时时间到达预热时间时，说明到达切换条件，则控制可控开关装置1断开，同时控制短路试验设备中的开关C闭合，以从预热转换设备切换至短路试验设备，开始进行短路试验。

此外，控制器3还可与显示器连接，用来显示实时预热时间及电流检测电路FL检测的电流，便于测试人员查看。

本发明还提供了一种用于光伏熔断体短路试验的试验系统，包括被试熔断体的短路试验设备，还包括上述任一种用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备。

本申请对于试验系统的介绍请参考上述预热转换设备实施例，本申请在此不再赘述。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备，其特征在于，包括：

第一端与电网连接的可控开关装置；

输入端与所述可控开关装置的第二端连接、第一输出端与短路试验设备中的被试熔断体的第一端连接、第二输出端与所述被试熔断体的第二端连接的电压电流调节装置，用于对所述电网的电压及电流进行调节，以对所述被试熔断体通入在预设电压以下的直流电压、二倍的所述被试熔断体的额定电流，实现低压预热；

用于在所述被试熔断体低压预热之后、在所述被试熔断体因熔断产生电弧电压之前，控制所述可控开关装置断开的同时控制所述短路试验设备中的开关闭合，以缩短所述短路试验设备的通电时间至安全时间的控制器。

2.如权利要求1所述的用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备，其特征在于，所述电压电流调节装置包括依次串联的三相调压器、降压变压器及三相桥式整流电路；其中：

所述三相调压器的输入端作为所述电压电流调节装置的输入端，所述三相桥式整流电路的正输出端作为所述电压电流调节装置的第一输出端，所述三相桥式整流电路的负输出端作为所述电压电流调节装置的第二输出端。

3.如权利要求2所述的用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备，其特征在于，该预热转换设备还包括电压调节电机、传动装置及用于检测所述被试熔断体在低压预热时通入的电流的电流检测电路；其中：

所述控制器分别与所述电流检测电路和所述电压调节电机连接，所述电压调节电机通过所述转动装置与所述三相调压器的调节端连接；

所述控制器还用于当检测的电流与二倍所述额定电流不相等时，控制所述电压调节电机的旋转角位移，通过其带动所述传动装置传动，调节所述三相调压器的输出电压，以使所述被试熔断体在低压预热时通入的电流恒定保持在二倍所述额定电流。

4.如权利要求3所述的用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备，其特征在于，所述电流检测电路包括多个并联的分流器，多个所述分流器串接在所述三相桥式整流电路的负输出端与所述被试熔断体的第二端之间。

5.如权利要求2所述的用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备，其特征在于，该预热转换设备还包括：

第一端与所述三相桥式整流电路的正输出端连接、第二端与所述被试熔断体的第一端连接，用于滤除通入所述被试熔断体的电信号中干扰信号的滤波电路。

6.如权利要求5所述的用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备，其特征在于，所述滤波电路具体为滤波电抗器。

7.如权利要求5所述的用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备，其特征在于，该预热转换设备还包括：

阳极与所述滤波电路的第二端连接、阴极与所述被试熔断体的第一端连接，用于隔离所述短路试验设备的高压直流电源与所在预热转换设备的隔离二极管。

8.如权利要求7所述的用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备，其特征在于，该预热转换设备还包括：

串接在所述隔离二极管的阴极与所述被试熔断体的第一端之间，用于当所在线路的电流超过预设上限电流和/或电压超过预设上限电压时，自动切断所述线路的自动保护切断开关。

9.如权利要求1-8任一项所述的用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备，其特征在于，所述控制器包括：

预热时间设置模块，用于预先试验确定所述被试熔断体在低压预热时的低压熔断时间，并在所述被试熔断体不产生电弧电压、所述短路试验设备的通电时间缩短至安全时间的前提下，根据所述低压熔断时间设置所述被试熔断体的预热时间；

切换控制模块，用于从所述被试熔断体低压预热开始计时，当计时时间到达所述预热时间时，控制所述可控开关装置断开，同时控制所述短路试验设备中的开关闭合，以从低压预热切换至短路试验。

10.一种用于光伏熔断体短路试验的试验系统，其特征在于，包括被试熔断体的短路试验设备，还包括如权利要求1-9任一项所述的用于光伏熔断体短路试验的预热转换设备。