CN217642863U - 集成智能网关的光伏并网断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及集成智能网关的光伏并网断路器，包括设置在壳体内的集成网关模块、主控MCU、存储电路/时钟电路、RS485收发器A、输入信号处理电路、电源输入模块、交流电机、脱扣器和触点开关，电源输入模块连接至主控MCU以及集成网关模块，主控MCU通过继电器隔离驱动交流电机，且通过光耦隔离驱动脱扣器，在交流电机和脱扣器的作用下使得触点开关合闸或者分闸；集成网关模块与主控MCU通过串口通信，集成网关模块包括处理器、协议转换模块、4G通信模块以及RS485收发器B。本实用新型的产品具备网关通信功能，可汇集各类终端数据，且集开关、保护、通信为一体，集成化程度高，提高系统安全性和稳定性。

Description

集成智能网关的光伏并网断路器

技术领域

本实用新型属于断路器技术领域，更具体地说，是涉及一种集成智能网关的光伏并网断路器。

背景技术

随着分布式光伏产业的快速增长，光伏并网中实施的中的一些问题也逐渐凸显出来。按照《分布式电源并网工程调试与验收标准》和光伏并网相关技术规范的要求光伏并网应具备功率保护、并网点电能质量监测、防孤岛保护、远程通信等功能。以往传统光伏施工时为了满足验收要求只能采取塑壳开关加“防孤岛保护装置”的方式进行，这种方式虽然可以基本满足验收要求但是一直都有配件众多、施工繁琐、难维护以及高成本的问题，这些问题随因近几年安装需求的突增而愈加明显。

另外，由于传统的光伏并网断路器本体一般结构比较简单，并不包含通信功能或者需要满足特定协议才能进行通信，这样大大增加了光伏并网短路器使用场合的局限性，无法采集各类设备的信息，从而增加了远程统计，数据分析，远程控制等功能实现的难度。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种集成智能网关的光伏并网断路器，该断路器具有网关通信功能，能汇集各种类型的终端数据，使用范围更加广泛。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

集成智能网关的光伏并网断路器，包括设置在壳体内的集成网关模块、主控MCU、存储电路/时钟电路、RS485收发器A、输入信号处理电路、电源输入模块、交流电机、脱扣器和触点开关，所述主控MCU与存储电路/时钟电路、RS485收发器A、输入信号处理电路连接并进行信号传输，所述电源输入模块还依次通过抗浪涌电压模块、电源变换处理模块连接至主控MCU以及集成网关模块，为上述两者供电，所述主控MCU通过继电器隔离驱动交流电机，且通过光耦隔离驱动驱动脱扣器，在交流电机和脱扣器的共同作用下使得触点开关合闸或者分闸；所述集成网关模块与主控MCU通过串口通信，所述集成网关模块包括处理器、协议转换模块、以及用来与服务器或者云平台进行无线通讯的4G通信模块，以及用来与计量电表、双向电表、逆变器或者汇流箱进行有线通讯的RS485收发器B。

作为优选方案：所述集成网关模块还包括DCDC电源以及存储电路，所述DCDC电源与电源变换处理模块连接。

作为优选方案：所述主控MCU与集成网关模块的处理器均采用ARM架构的处理器。

作为优选方案：所述触点开关上连接有手动操作机构以及机械开关状态显示机构。

作为优选方案：所述输入信号处理电路接收的信号包括三相电流互感输入信号、三相电压输入信号、触头温度输入信号、零序电流输入信号以及运行状态检测输入信号。

作为优选方案：所述输入信号处理电路与主控MCU之间还设有计量电路。

作为优选方案：所述主控MCU还连接有指示灯、按键输入单元、显示驱动以及液晶模块。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型的产品集开关、保护、通信为一体，实现了数字化安全用电的全面保护。融合了传统需要不同装置才能完成的继电保护、遥信、遥控、电能质量检测、远动、通信等功能，将多功能集成在一台设备上，减少设备故障率，降低维护量和维护成本，具有集成化程度高，提高系统安全性和稳定性的优点。

本实用新型的产品具备网关通信功能，可汇集各类终端数据，实现台区与分布式光伏电站运行状态在线监测、智能分析与控制，并与供电服务系统交互信息，上报故障、异常等分析结果，接收上级发布的处理策略，可决分布式光伏电站并网后产生的电站数据采集和电站控制难等问题，解决分布式光伏电站并网带来的配网检修安全等问题，实现分布式光伏电站与配网的同步安全、经济、低碳解运行。

产品网关通信采用模块化设计，具备安装维护方便的优点。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本实用新型的混凝土活动面板关闭时的结构示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、部件和/或它们的组合。

此外，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，集成智能网关的光伏并网断路器，包括设置在壳体内的集成网关模块、主控MCU、存储电路/时钟电路、RS485收发器A、输入信号处理电路、电源输入模块、交流电机、脱扣器和触点开关，所述主控MCU与存储电路/时钟电路、RS485收发器A、输入信号处理电路连接并进行信号传输，RS485收发器A可以与带有网关的其他设备进行数据传输，所述输入信号处理电路接收的信号包括三相电流互感输入信号、三相电压输入信号、触头温度输入信号、零序电流输入信号以及运行状态检测输入信号，上述信号均采用相应的传感器进行采集，主控MCU通过输入信号处理电路后能得到更加准确的上述信号数据，此处获得的信号一般为某一时刻的值；另外，输入信号处理电路与主控MCU之间还设有计量电路，主控MCU通过计量电路既可以得到某一时间段内的数据，为后续的数据统计分析奠定基础。

所述电源输入模块还依次通过抗浪涌电压模块、电源变换处理模块连接至主控MCU以及集成网关模块，为上述两者供电；由于主控MCU和集成网关模块的处理器一般为直流电，且电流较小，而普通的电源输入一般为交流电，故需要在一般电源输入后增加电源变化处理模块，同时抗浪涌电压模块可以有效保证供电的稳定。

所述主控MCU通过继电器隔离驱动交流电机，且通过光耦隔离驱动驱动脱扣器，在交流电机和脱扣器的共同作用下使得触点开关合闸或者分闸；主控MCU根据输入信号处理电路的数据可以准确判断线路中的具体参数，当参数异常时，及时使得触点开关断开，故障解除后也能有主控MCU控制触点开关合上。

另外，触点开关上也连接有手动操作机构以及机械开关状态显示机构。在必要时也可以采用手动分合闸的操作，机械开关状态显示机构也能使操作人员更加清楚的了解当前触点开关的状态，同时也能为主控MCU提供状态信息。

所述主控MCU还连接有指示灯、按键输入单元、显示驱动以及液晶模块，能够及时显示各种信息及报警状态，并且通过按键输入能够方便操作人员对断路器进行操作。

所述集成网关模块与主控MCU通过串口通信，所述集成网关模块包括处理器、协议转换模块、以及用来与服务器或者云平台进行无线通讯的4G通信模块，以及用来与计量电表、双向电表、逆变器或者汇流箱进行有线通讯的RS485收发器B。所述集成网关模块还包括DCDC电源以及存储电路，所述DCDC电源与电源变换处理模块连接。所述主控MCU与集成网关模块的处理器均采用ARM架构的处理器。

本实用新型作为光伏并网专用断路器，采用剩余电流重合闸塑壳断路器作为主体,增加光伏专用的保护功能，能够自动隔离分布式光伏电站内部故障还支持多种通讯方式接入站内各种不同类型电力设备，对分布式光伏发电系统进行全方位实时监控。同时为光伏监控主站、调度等上送遥信、遥测、电度、电能质量等信息，并接受主站的遥控分合闸、遥调等命令。在使用中一旦检测到用电故障立即保护跳闸，待故障消除后则自动重合闸，无需人为干预，从根本上解决了因用电故障跳闸中断供电而不能自动重合闸的问题。

本实用新型产品由于采用上述结构，可满足分布式光伏发电系统接入电网相关电压保护要求，可直接替代原有的并网保护方案。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.集成智能网关的光伏并网断路器，其特征在于：包括设置在壳体内的集成网关模块、主控MCU、存储电路/时钟电路、RS485收发器A、输入信号处理电路、电源输入模块、交流电机、脱扣器和触点开关，所述主控MCU与存储电路/时钟电路、RS485收发器A、输入信号处理电路连接并进行信号传输，所述电源输入模块还依次通过抗浪涌电压模块、电源变换处理模块连接至主控MCU以及集成网关模块，为上述两者供电，所述主控MCU通过继电器隔离驱动交流电机，且通过光耦隔离驱动驱动脱扣器，在交流电机和脱扣器的作用下使得触点开关合闸或者分闸；所述集成网关模块与主控MCU通过串口通信，所述集成网关模块包括处理器、协议转换模块、以及用来与服务器或者云平台进行无线通讯的4G通信模块，以及用来与计量电表、双向电表、逆变器或者汇流箱进行有线通讯的RS485收发器B。

2.根据权利要求1所述的集成智能网关的光伏并网断路器，其特征在于：所述集成网关模块还包括DCDC电源以及存储电路，所述DCDC电源与电源变换处理模块连接。

3.根据权利要求1或2所述的集成智能网关的光伏并网断路器，其特征在于：所述主控MCU与集成网关模块的处理器均采用ARM架构的处理器。

4.根据权利要求1所述的集成智能网关的光伏并网断路器，其特征在于：所述触点开关上连接有手动操作机构以及机械开关状态显示机构。

5.根据权利要求1所述的集成智能网关的光伏并网断路器，其特征在于：所述输入信号处理电路接收的信号包括三相电流互感输入信号、三相电压输入信号、触头温度输入信号、零序电流输入信号以及运行状态检测输入信号。

6.根据权利要求5所述的集成智能网关的光伏并网断路器，其特征在于：所述输入信号处理电路与主控MCU之间还设有计量电路。

7.根据权利要求1所述的集成智能网关的光伏并网断路器，其特征在于：所述主控MCU还连接有指示灯、按键输入单元、显示驱动以及液晶模块。

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