CN202002997U - 太阳能电板的接地故障检测装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能电板的接地故障检测装置，包括太阳能电板(1)、并网逆变器(3)和电网(4)，所述的太阳能电板(1)通过并网逆变器(3)后与电网(4)电连接，该检测装置还包括接地故障检测电路(2)，所述的接地故障检测电路(2)与太阳能电板(1)电连接，并与并网逆变器(3)电连接。采用以上结构后，由于在太阳能电板的正极或负极的接地端增设了接地故障检测装置，使太阳能电板在发生故障时，如电流过大时，能检测到该故障并能及时反馈到并网逆变器上，从而实现过流保护的作用、避免安全事故的发生。

Description

太阳能电板的接地故障检测装置
技术领域
本实用新型涉及太阳能技术领域，具体讲是一种太阳能电板的接地故障检测装置。
背景技术
目前，太阳能技术已经越来越广泛地被应用到各行各业中，其中，太阳能并网逆变器是太阳能技术的关键部件之一，它将太阳能电板中蓄积的直流电转变成交流电后提供给电网电能，通常太阳能电板的正极或者负极必须接地。基于安全方面的考虑，UL认证机构推出了针对太阳能并网逆变器的安全认证标准——UL1741，其中重要的一条就是所有的太阳能并网逆变器必须具有接地故障检测及指示功能。但是，现有技术的太阳能电板并没有设置这种接地故障检测装置，因此，在系统电流过大时，很容易发生安全事故，从而造成人身、财产的危害。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能检测到太阳能电网系统的接地故障并具有指示功能，从而避免安全事故发生的太阳能电板的接地故障检测装置。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的太阳能电板的接地故障检测装置，包括太阳能电板、并网逆变器和电网，所述的太阳能电板通过并网逆变器后与电网电连接，该检测装置还包括接地故障检测电路，所述的接地故障检测电路与太阳能电板电连接，并与并网逆变器电连接。
采用以上结构后，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点：由于在太阳能电板的正极或负极的接地端增设了接地故障检测装置，使太阳能电板在发生故障时，如电流过大时，能检测到该故障并能及时反馈到并网逆变器上，从而实现过流保护的作用、避免安全事故的发生。
作为改进，所述的接地故障检测电路包括熔断丝、信号整流电路、信号调理电路、主控制器和人机界面显示屏，所述的熔断丝的一端与太阳能电板的正极或负极电连接，并同时依次与信号整流电路的一端、信号调理电路的一端、主控制器的一端及人机界面显示屏的一端电连接，人机界面显示屏的另一端依次与主控制器的另一端、信号调理电路的另一端、信号整流电路的另一端及熔断丝的另一端电连接后接地；所述的主控制器通过继电器与并网逆变器电连接。采用这种结构后，当太阳能电板的接地端发生故障时，熔断丝首先断开，同时通过信号整流电路将电压信号整流成正电压信号，再通过信号调理电路将电压信号调理成微处理器允许的接收电压范围之内，之后由主控制器通过继电器来控制并网逆变器停止工作，从而实现完全自动地检测及保护功能。
作为进一步改进，该接地故障检测电路还包括报警指示灯，所述的报警指示灯与主控制器电连接。采用这种结构后，使该装置具备了报警功能，能使操作人员能及时知道太阳能电板发生故障。
作为更进一步改进，所述的信号整流电路由整流桥堆构成。采用整流桥堆的结构后，起到了信号整流的作用，这是因为太阳能并网发电系统中，太阳能电板有可能是正极接地，也有可能是负极接地，不同的应用情况有所不同，因此接地故障装置接收的电压信号可能为正也可能为负，而一般信号处理器接收的采样信号都是正的，为了方便信号调理的简单，同时也为了能让该装置能应用于各种场合，所以通过整流桥堆将采样信号均整流成正电压信号。
作为再进一步改进，所述的信号调理电路为线性光耦电路。采用信号调理电路的作用是对信号进行调理成微处理器允许的接收电压范围，这是因为太阳能并网发电系统发生接地故障时，由于接地故障的点是不同的，因此出现的接地故障电压波动范围是比较宽的，最大可以达到太阳能电板的最大空载电压，而采用线性光耦电路后，一方面将原边的高压信号通过电阻限流将电压信号传递到副边，另一方面通过光耦将高压信号隔离并且将采集到的信号调理成主控制器采样电压容许的范围内。
作为再更进一步地改进，所述的主控制器采用16位或以上的微控制器。这是因为若仅仅实现故障检测功能，主控制器可以选用任何一款8位的单片机系统就可以实现上述的所有功能，但是考虑到该主控制器不仅要完成故障检测功能，更重要的是实现整个太阳能并网发电系统的并网发电功能，因而要采用16位或以上的微控制器。
附图说明
附图是本实用新型太阳能电板的接地故障检测装置的原理图。
其中，1、太阳能电板；2、接地故障检测电路；21、熔断丝；22、信号整流电路；23、信号调理电路；24、主控制器；25、人机界面显示屏；26、继电器；27、报警指示灯；3、并网逆变器；4、电网。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地说明。
由附图所示的本实用新型太阳能电板的接地故障检测装置的原理图可知，它包括太阳能电板1、并网逆变器3和电网4，所述的太阳能电板1通过并网逆变器3后与电网4电连接。该检测装置还包括接地故障检测电路2，所述的接地故障检测电路2与太阳能电板1电连接，并与并网逆变器3电连接。
所述的接地故障检测电路2包括熔断丝21、信号整流电路22、信号调理电路23、主控制器24和人机界面显示屏25，所述的熔断丝21的一端与太阳能电板1的正极或负极电连接，并同时依次与信号整流电路22的一端、信号调理电路23的一端、主控制器24的一端及人机界面显示屏25的一端电连接，人机界面显示屏25的另一端依次与主控制器24的另一端、信号调理电路23的另一端、信号整流电路22的另一端及熔断丝21的另一端电连接后接地；所述的主控制器24通过继电器26与并网逆变器3电连接。
该接地故障检测电路2还包括报警指示灯27，所述的报警指示灯27的一端与主控制器24电连接，另一端与人机界面显示屏25电连接。
本实施例中，所述的熔断丝21的电流容量是1A，电压容量是600V。所述的信号整流电路22由整流桥堆构成，该整流桥堆的型号规格为DF08M。所述的信号调理电路23为线性光耦电路，其中的光耦型号可以为PC817、MCT5211M、HCN2021等等。所述的主控制器24采用32位的微控制器，如TI公司的微控制器芯片TMS320LF2407A。以上这些电子元件均为市售产品。
本实用新型并不局限于以上所述的结构，其中信号整流电路也可以由四个二极管构成，如IN4007；这个变化落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种太阳能电板的接地故障检测装置，包括太阳能电板(1)、并网逆变器(3)和电网(4)，所述的太阳能电板(1)通过并网逆变器(3)后与电网(4)电连接，其特征在于：该检测装置还包括接地故障检测电路(2)，所述的接地故障检测电路(2)与太阳能电板(1)电连接，并与并网逆变器(3)电连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能电板的接地故障检测装置，其特征在于：所述的接地故障检测电路(2)包括熔断丝(21)、信号整流电路(22)、信号调理电路(23)、主控制器(24)和人机界面显示屏(25)，所述的熔断丝(21)的一端与太阳能电板(1)的正极或负极电连接，并同时依次与信号整流电路(22)的一端、信号调理电路(23)的一端、主控制器(24)的一端及人机界面显示屏(25)的一端电连接，人机界面显示屏(25)的另一端依次与主控制器(24)的另一端、信号调理电路(23)的另一端、信号整流电路(22)的另一端及熔断丝(21)的另一端电连接后接地；所述的主控制器(24)通过继电器(26)与并网逆变器(3)电连接。
3.根据权利要求2所述的太阳能电板的接地故障检测装置，其特征在于：该接地故障检测电路(2)还包括报警指示灯(27)，所述的报警指示灯(27)的一端与主控制器(24)电连接，另一端与人机界面显示屏(25)电连接。
4.根据权利要求2所述的太阳能电板的接地故障检测装置，其特征在于：所述的信号整流电路(22)由整流桥堆构成。
5.根据权利要求2所述的太阳能电板的接地故障检测装置，其特征在于：所述的信号调理电路(23)为线性光耦电路。
6.根据权利要求2所述的太阳能电板的接地故障检测装置，其特征在于：所述的主控制器(24)采用16位或以上的微控制器。
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