CN206773109U - 一种光伏汇流箱的故障预判装置 - Google Patents

一种光伏汇流箱的故障预判装置 Download PDF

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郑文革
盛元茂
闫铭涛
杨留峰
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Abstract

本实用新型公开了一种光伏汇流箱的故障预判装置，包括电流采集模块、电流传感器、电压互感器、温度传感器以及电子开关，若干电流传感器分别连接各馈电支路和断路器输入侧的主进线，电压互感器连接断路器输入侧的主进线，若干温度传感器的分别连接各输入接线端子、各输出接线端子、各断路器接线端子、各防雷器接线端子以及各汇流排的汇流节点，若干电子开关分别设于各馈电支路上，电流传感器、电压互感器以及温度传感器的输出端分别与单片机主控板的输入端连接，单片机主控板的输出端与电子开关和断路器的脱扣器连接。监测各个支路的通断情况、绝缘情况，增加汇流箱温度监测，采用自动脱扣的断路器、电子开关，实现汇流箱更加全面的监控。

Description

一种光伏汇流箱的故障预判装置
技术领域
本实用新型涉及光伏领域，具体涉及一种光伏汇流箱的故障预判装置。
背景技术
光伏汇流箱是大型光伏电站最基本的电量汇集单元，在大型光伏电站中数量众多，安装数量在360台～1200台之间。同时，由于光伏电站地域广袤，导致汇流箱的分布也极其分散。正是因为汇流箱具有数量多、分布广的特点，当汇流箱或其连接的光伏组串出现事故后，用户无法第一时间获取信息并赶赴现场，从而造成事故蔓延，产生巨大的经济损失。
汇流箱从功能上分为三种，第一种为基本型，不带防反和监控功能；第二种带防反功能，不带监控功能；第三种，既带防反功能又带监控功能。上述既带防反功能又带监控功能汇流箱一般由以下几部分组成：机箱，断路器，单片机控制板，防雷器，防反二极管，霍尔传感器，正接线端子，负接线端子，汇流铜排(汇流电缆)，保险丝，及通信连接电缆。名义上具有监控功能，实际上只有监测电流、电压功能，没有控制功能，更没有故障预判功能。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种光伏汇流箱的故障预判装置，监测汇流箱内部防雷器、断路器的工作状态，监测各个支路的通断情况、绝缘情况，增加汇流箱温度监测。
本实用新型的技术方案是：一种光伏汇流箱的故障预判装置，所述光伏汇流箱包括机箱、单片机控制板、馈电支路、汇流排、主进线、断路器、防雷器、熔断器以及防反二极管，所述馈电支路的自由端设有输入接线端子，所述主进线的自由端设有输出接线端子，所述断路器设有断路器接线端子，所述防雷器设有防雷器接线端子，所述故障预判装置包括：
-电流采集模块，其包括若干电流传感器，所述若干电流传感器的输入端分别连接各所述馈电支路和所述断路器输入侧的主进线；
-电压采集模块，其包括电压互感器，所述电压互感器的输入端连接所述断路器输入侧的主进线；
-温度采集模块，其包括若干温度传感器，所述若干温度传感器的输入端分别连接各所述输入接线端子、各所述输出接线端子、各所述断路器接线端子、各所述防雷器接线端子以及各所述汇流排的汇流节点；
-开关模块，其包括若干电子开关，所述若干电子开关分别设于各所述馈电支路上；
其中，所述若干电流传感器的输出端、所述电压互感器的输出端以及所述若干温度传感器的输出端分别与所述单片机主控板的输入端连接，所述单片机主控板的输出端与所述若干电子开关和所述断路器的脱扣器连接。
上述汇流节点指的是各馈电支路接入汇流排的位置。
进一步的，所述故障预判装置还包括上位机集控中心，所述上位机集控中心的输入端与所述单片机主控板连接，其输出端与逆变器连接。
进一步的，所述故障预判装置还包括显示模块，所述显示模块与所述上位机集控中心的输出端连接。
进一步的，所述故障预判装置还包括报警模块，所述报警模块与所述上位机集控中心的输出端连接。
进一步的，所述电流传感器为霍尔传感器。
进一步的，所述若干电流传感器分别连接各所述馈电支路的正极馈电支路上。
进一步的，所述若干电子开关分别设于各所述馈电支路的正极馈电支路上。
进一步的，所述熔断器包括若干路保险丝，所述若干路保险丝分别设于各所述馈电支路的负极馈电支路上。
借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：
(1)本实用新型公开的光伏汇流箱的故障预判装置，保留一般智能汇流箱的功能的同时，监测汇流箱内部防雷器、断路器的工作状态，监测各个支路的通断情况、绝缘情况，增加汇流箱温度监测，采用自动脱扣的断路器、电子开关，实现汇流箱更加全面的监控；
(2)本实用新型公开的光伏汇流箱的故障预判装置，把汇流箱内部环境及时远程传输到后台和集控中心，根据监测数据，分析故障情况，对故障进行预判，发出故障信号，紧急情况下，发出控制信号，实施汇流箱自身保护，同时发出告警信号至后台和集控中心。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本实用新型公开的光伏汇流箱的连接示意图。
其中：110、单片机控制板；120、馈电支路；121、输入接线端子；130、汇流排；140、主进线；141、输出接线端子；150、断路器；151、断路器接线端子；160、防雷器；161、防雷器接线端子；170、熔断器；210、电流采集模块；220、电压采集模块；230、温度采集模块；240、开关模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
参见图1，如其中的图例所示，一种光伏汇流箱的故障预判装置，该光伏汇流箱包括机箱、单片机控制板110、馈电支路120、汇流排130、主进线140、断路器150、防雷器160、熔断器170以及防反二极管，馈电支路120的自由端设有输入接线端子121，主进线40的自由端设有输出接线端子141，断路器150设有断路器接线端子151，防雷器160设有防雷器接线端子161，上述故障预判装置包括：
-电流采集模块210，其包括若干电流传感器，若干电流传感器的输入端分别连接各馈电支路120和断路器150输入侧的主进线；
-电压采集模块220，其包括电压互感器，电压互感器的输入端连接断路器150输入侧的主进线；
-温度采集模块230，其包括若干温度传感器，若干温度传感器的输入端分别连接各输入接线端子121、各输出接线端子141、各断路器接线端子151、各防雷器接线端子161以及各汇流排130的汇流节点；
-开关模块240，其包括若干电子开关，若干电子开关分别设于各馈电支路120上；
其中，若干电流传感器的输出端、电压互感器的输出端以及若干温度传感器的输出端分别与单片机主控板110的输入端与连接，单片机主控板110的输出端与若干电子开关和断路器150的脱扣器连接。
其中，电流传感器为霍尔传感器，若干电流传感器分别连接各馈电支路120的正极馈电支路上，若干电子开关分别设于各馈电支路120的正极馈电支路上。熔断器170包括若干路保险丝，若干路保险丝分别设于各馈电支路120的负极馈电支路上。
采集电流信号、电压信号以及温度信号，传输到单片机控制板，单片机控制板控制每个馈电支路的通断，使用带脱扣的断路器，在一定条件下使断路器断开。
一种实施方式中，故障预判装置还包括上位机集控中心，上位机集控中心的输入端与单片机主控板110连接，其输出端与逆变器、显示模块以及报警模块连接。
1、数据采集，把汇流箱部件的工作状态上传到上位机集控中心
根据汇流箱故障及因素，选择以下参数进行采集：
(1)各馈电支路电流I1……In；
(2)断路器电流IOUT；
(3)各馈电支路温度K1……Kn；
(4)断路器温度Kout；
2、进行统计、分析，建立模型，给出故障预判
根据采集的数据进行分析，建立故障判断逻辑，给出预判
(1)组串断路故障
馈电支路n断路故障要同时监测支路电流In和整个汇流箱的电压和电流Uout，Iout，考虑到汇流箱所有组串同时断路为小概率事件，因此增加电流闭锁条件：断路器电流大于支路电流阈值与组串数量的乘积，可以较好的规避误判，不会出现人为断开断路器误报的情况。
(2)汇流箱过温故障
馈电支路1……n，及断路器只要有一个过温，且该汇流箱单元发电的情况下，发出过温报警信号，人员及时处理，检查汇流箱或对应的支路。
(3)汇流箱过流故障
1)馈电支路电流大于1.5倍熔断器额定电流，0秒报警，6S汇流箱直流输出空开脱扣。
2)同一汇流箱各馈电支路电流之和大于汇流箱额定输出电流1.2倍报警，1.5倍汇流箱直流空开脱扣，3-6倍，故障汇流箱所在逆变器解网。
两个条件达到任一条件，判断为汇流箱故障，监控系统进行弹窗报警，并根据故障严重程度，动作相应设备。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种光伏汇流箱的故障预判装置，所述光伏汇流箱包括机箱、单片机控制板、馈电支路、汇流排、主进线、断路器、防雷器、熔断器以及防反二极管，所述馈电支路的自由端设有输入接线端子，所述主进线的自由端设有输出接线端子，所述断路器设有断路器接线端子，所述防雷器设有防雷器接线端子，其特征在于，所述故障预判装置包括：
-电流采集模块，其包括若干电流传感器，所述若干电流传感器的输入端分别连接各所述馈电支路和所述断路器输入侧的主进线；
-电压采集模块，其包括电压互感器，所述电压互感器的输入端连接所述断路器输入侧的主进线；
-温度采集模块，其包括若干温度传感器，所述若干温度传感器的输入端分别连接各所述输入接线端子、各所述输出接线端子、各所述断路器接线端子、各所述防雷器接线端子以及各所述汇流排的汇流节点；
-开关模块，其包括若干电子开关，所述若干电子开关分别设于各所述馈电支路上；
其中，所述若干电流传感器的输出端、所述电压互感器的输出端以及所述若干温度传感器的输出端分别与所述单片机主控板的输入端连接，所述单片机主控板的输出端与所述若干电子开关和所述断路器的脱扣器连接。
2.根据权利要求1所述的光伏汇流箱的故障预判装置，其特征在于，所述故障预判装置还包括上位机集控中心，所述上位机集控中心的输入端与所述单片机主控板连接，其输出端与逆变器连接。
3.根据权利要求2所述的光伏汇流箱的故障预判装置，其特征在于，所述故障预判装置还包括显示模块，所述显示模块与所述上位机集控中心的输出端连接。
4.根据权利要求2所述的光伏汇流箱的故障预判装置，其特征在于，所述故障预判装置还包括报警模块，所述报警模块与所述上位机集控中心的输出端连接。
5.根据权利要求1所述的光伏汇流箱的故障预判装置，其特征在于，所述电流传感器为霍尔传感器。
6.根据权利要求1所述的光伏汇流箱的故障预判装置，其特征在于，所述若干电流传感器分别连接各所述馈电支路的正极馈电支路上。
7.根据权利要求1所述的光伏汇流箱的故障预判装置，其特征在于，所述若干电子开关分别设于各所述馈电支路的正极馈电支路上。
8.根据权利要求1所述的光伏汇流箱的故障预判装置，其特征在于，所述熔断器包括若干路保险丝，所述若干路保险丝分别设于各所述馈电支路的负极馈电支路上。
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CN111272300A (zh) * 2020-02-27 2020-06-12 明光旭升科技有限公司 一种安全性高稳定性强的散热器保护器温度传感器

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