CN205139237U - 一种交流汇流箱监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种交流汇流箱监测装置，A/D转换模块分别与电流采样模块和电压采样模块连接，单片机分别与A/D转换模块、断路器状态检测模块、电涌保护器状态检测模块、温度检测模块、数码显示模块、按键输入模块、指示灯模块和通信模块连接，电源模块为单片机何其余各模块提供电能。本实用新型安装在交流汇流箱内部，实现了交流汇流箱的智能化；用户能够实时监测各输入支路的电流、电压等各项参数，也可以实时掌握交流汇流箱内部关键元器件的状态。

Description

一种交流汇流箱监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种安装在光伏交流汇流箱内的监测装置。

背景技术

近年来，分布式光伏电站的发展势头迅猛，逐渐超越大型地面光伏电站成为我国光伏发电领域的主要发展方向。在分布式光伏发电系统中，组串式逆变器解决方案因为其比集中式逆变器解决方案更高的发电效率、稳定性以及可维护性得到越来越多的认可。在采用组串式逆变器的光伏电站中，为了减少组串式逆变器与交流并网柜之间的连线，方便维护，提高可靠性，一般会在两者之间增加交流汇流箱。交流汇流箱将若干个组串式逆变器的输出电流汇集在一起之后输入到交流并网柜。

但是，目前为止实际应用中绝大部分交流汇流箱不具备智能监测功能，用户无法实时监测各输入支路的电流、电压、温度等各项参数，也无法及时掌握交流汇流箱内部关键元器件的状态。如果有交流汇流箱出现故障或者内部开关器件动作，用户很难在第一时间掌握具体故障或动作的发生位置，从而可能造成损失的扩大。

发明内容

针对以上缺点，本实用新型的目的在于提供一种安装在交流汇流箱内部的监测装置，可实时监测交流汇流箱各输入支路电流、汇流电压、断路器状态和电涌保护器状态、温度等参数，以方便用户进行交流汇流箱故障定位以及光伏电站维护。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：该装置包括单片机、电流采样模块、电压采样模块、A/D转换模块、断路器状态检测模块、电涌保护器状态检测模块、温度检测模块、数码显示模块、按键输入模块、通信模块和电源模块，A/D转换模块分别与电流采样模块和电压采样模块连接，单片机分别与A/D转换模块、断路器状态检测模块、电涌保护器状态检测模块、温度检测模块、数码显示模块、按键输入模块、指示灯模块和通信模块连接，电源模块为单片机何其余各模块提供电能；电流采样模块将汇流电流感应信号通过A/D转换模块传输到单片机，电压采样模块将汇流电压感应信号通过A/D转换模块传输到单片机，断路器状态检测模块及电涌保护器状态检测模块采用光电耦合器，将各断路器及电涌保护器的开关状态信号耦合输入到单片机，温度检测模块将实时温度信号输入到单片机，数码显示模块显示按键输入模块设定的内容，指示灯模块10显示电源状态、运行状态和通信状态，通信模块实现单片机与外部通信设备之间的双向通信。

单片机采用STC90C51RC系列单片机，电压采样模块包括霍尔电压传感器，所述电流采样模块包括若干霍尔电流传感器和模拟开关电路，霍尔电压传感器感应交流汇流箱的汇流电压，并将汇流电压感应信号传输到A/D转换模块，A/D转换模块采用逐次逼近型模数转换器，温度检测模块包括DS18B20数字温度传感器，单片机通过1-Wire通信协议读取DS18B20数字温度传感器的实时温度信号，数码显示模块包括共阴LED数码管和位选通控制电路，位选通控制电路连接共阴LED数码管的公共端，位选通控制电路根据单片机的信号分时轮流点亮各LED数码管，通信模块采用串口、以太网、GSM、ZigBee无线通信方式的一种。

本实用新型与现有技术相比所具有的优点是：

1.安装在交流汇流箱内部，实现了交流汇流箱的智能化。用户能够通过上位机实时监测各输入支路的电流、电压等各项参数，也可以实时掌握交流汇流箱内部关键元器件的状态；

2.交流汇流箱监测装置具有按键输入模块、数码显示模块和指示灯模块，用户可以现场读取交流汇流箱的电流、电压、温度等各项参数，方便用户日常检查维护；

3.通信方式采用串口、以太网、GSM或ZigBee无线通信的一种，用户可根据自身情况进行合理选择。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为电流采样模块的电路原理图；

图3为电压采样模块的电路原理图；

图4为A/D转换模块的电路原理图；

图5为断路器状态检测模块的电路原理图；

图6为电涌保护器状态检测模块的电路原理图；

图7为温度检测模块的电路原理图；

图8为数码显示模块的电路原理图；

图9为指示灯模块的电路原理图；

图10为通信模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

如图1所示，本实用新型包括单片机1、电流采样模块2、电压采样模块3、A/D转换模块4、断路器状态检测模块5、电涌保护器状态检测模块6、温度检测模块7、数码显示模块8、按键输入模块9、指示灯模块10、通信模块11和电源模块12。单片机1采用高性能、低功耗的STC90C51RC系列芯片单片机，单片机1分别与A/D转换模块4、断路器状态检测模块5、电涌保护器状态检测模块6、温度检测模块7、数码显示模块8、按键输入模块9、指示灯模块10、通信模块11，电流采样模块2和电压采样模块3分别连接A/D转换模块4，电源模块12为单片机1何其余各模块提供电能。

如图2、图3和图4所示，电流采样模块2包括若干霍尔电流传感器和模拟开关电路。霍尔电流传感器与模拟开关电路连接，各霍尔电流传感器分别感应交流汇流箱各输入支路电流，得到支路电流感应信号，模拟开关电路根据单片机的指令控制其中一路导通，相应的支路电流感应信号输入到A/D转换模块4。电压采样模块3包括霍尔电压传感器，霍尔电压传感器感应交流汇流箱的汇流电压，并将汇流电压感应信号传输到A/D转换模块4。A/D转换模块4采用典型的逐次逼近型模数转换器，将来自电流采样模块2和电压采样模块3的电流、电压感应信号数字化之后输入到单片机1。

如图5、图6和图7所示，断路器状态检测模块5包括光电耦合器，将各断路器的开关状态信号耦合输入到单片机1。电涌保护器状态检测模块6包括光电耦合器，将电涌保护器的开关状态信号耦合输入到单片机1。温度检测模块7包括DS18B20数字温度传感器，单片机1通过1-Wire通信协议读取DS18B20数字温度传感器的实时温度信号。

如图8、图9和图10所示，数码显示模块8包括共阴LED数码管和位选通控制电路，位选通控制电路连接共阴LED数码管的公共端，位选通控制电路根据单片机1的信号分时轮流点亮各LED数码管。数码显示模块8显示的信息包含各支路电流、汇流电压、温度、设备地址。指示灯模块10包括电源状态、运行状态和通信状态指示灯模块，各模块均由上拉电阻和发光二极管组成。电源状态指示灯电路两端连接5V电源正负极，运行状态和通信状态指示灯电路连接单片机1。通信模块11一端连接单片机，另一端连接外部通信设备，通信模块11采用标准的RS485收发器-MAX485接口芯片，实现单片机与外部通信设备之间的双向通信。

Claims (2)

1.一种交流汇流箱监测装置，包括单片机、电流采样模块、电压采样模块、A/D转换模块、断路器状态检测模块、电涌保护器状态检测模块、温度检测模块、数码显示模块、按键输入模块、通信模块和电源模块，其特征在于：A/D转换模块分别与电流采样模块和电压采样模块连接，单片机分别与A/D转换模块、断路器状态检测模块、电涌保护器状态检测模块、温度检测模块、数码显示模块、按键输入模块、指示灯模块和通信模块连接，电源模块为单片机何其余各模块提供电能；电流采样模块将汇流电流感应信号通过A/D转换模块传输到单片机，电压采样模块将汇流电压感应信号通过A/D转换模块传输到单片机，断路器状态检测模块及电涌保护器状态检测模块采用光电耦合器，将各断路器及电涌保护器的开关状态信号耦合输入到单片机，温度检测模块将实时温度信号输入到单片机，数码显示模块显示按键输入模块设定的内容，指示灯模块显示电源状态、运行状态和通信状态，通信模块实现单片机与外部通信设备之间的双向通信。

2.根据权利要求1所述的一种交流汇流箱监测装置，其特征在于：单片机采用STC90C51RC系列单片机，电压采样模块包括霍尔电压传感器，所述电流采样模块包括若干霍尔电流传感器和模拟开关电路，霍尔电压传感器感应交流汇流箱的汇流电压，并将汇流电压感应信号传输到A/D转换模块，A/D转换模块采用逐次逼近型模数转换器，温度检测模块包括DS18B20数字温度传感器，单片机通过1-Wire通信协议读取DS18B20数字温度传感器的实时温度信号，数码显示模块包括共阴LED数码管和位选通控制电路，位选通控制电路连接共阴LED数码管的公共端，位选通控制电路根据单片机的信号分时轮流点亮各LED数码管，通信模块采用串口、以太网、GSM、ZigBee无线通信方式的一种。