CN219678116U - 一种光伏逆变器接地保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光伏逆变器接地保护装置，涉及光伏发电技术领域，所述保护装置串联于光伏组串电源电缆和逆变器之间，包括比较检测电路和控制电路；所述比较检测电路包括运算放大器、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电阻R6；所述控制电路包括电阻R7、电阻R8、晶体管Q1、电阻R9、二极管D1、二极管D2、继电器；比较检测电路经过降压和通过运算放大器的电压和电阻比较功能，实现检测电源电缆电压和对地电阻的功能，通过VOUT1输出高电平给控制电路。控制电路会控制接合电缆的继电器动作，断开该组电源电缆，以达到切除故障电缆的功能，同时会有灯光报警，方便巡视时发现设备故障。

Description

一种光伏逆变器接地保护装置

技术领域

本实用新型涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏逆变器接地保护装置。

背景技术

光伏逆变器是可以将光伏太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电的逆变器。当前新能源发电产业逐步走向壮大并趋于完善，由于初期施工时保护不到位或者后期运行过程中光伏组件电源电缆绝缘层老化开裂，加之雨雪天气影响，会造成光伏直流电缆接地故障的出现。一台逆变器往往连接8～20串光伏组件，每串光伏组件会有正负两根电源电缆。

现有的逆变器接地保护方式为：当某一根电缆存在接地故障时，逆变器便会立即停运报警。然而，往往是因为某一根电源电缆的接地故障，会造成逆变器所携带其他正常发电组串无法发电，这样会影响其他正常光伏发电组串的效率。综上所述，有待发明一种在某一根电缆存在接地故障时，保护其他正常光伏组串可以正常运行发电的装置。

实用新型内容

本实用新型提供一种光伏逆变器接地保护装置，该装置接在光伏组串电源电缆与逆变器之间，当某一根电源电缆出现接地故障时，该装置会立即响应，并断开该组电源电缆，并发出报警信号，以保护其他正常光伏组串正常运行发电。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种光伏逆变器接地保护装置，所述保护装置串联于光伏组串电源电缆和逆变器之间，包括比较检测电路和控制电路；

所述比较检测电路包括运算放大器、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电阻R6；所述运算放大器接地，所述运算放大器的第一接口VOUT1端与控制电路连接，所述运算放大器的第二接口同时与电阻R1和电阻R3连接，所述电阻R1和电阻R2串联后与光伏组串电源电缆的正极相连，所述电阻R3的另一端接地，所述运算放大器的第三接口同时与电阻R4和电阻R5相连，所述电阻R4的另一端接地，所述运算放大器的第四接口与电容C1相连，所述电容C1的另一端接地，所述运算放大器的第四接口与运算放大器的第一接口间并联有电阻R6；

所述控制电路包括电阻R7、电阻R8、晶体管Q1、电阻R9、二极管D1、二极管D2、继电器；所述运算放大器的第一接口VOUT1端分别与电阻R7和电阻R8相连，所述电阻R7的另一端同时与晶体管Q1的基级和电阻R9相连，所述电阻R8的另一端与二极管D1的负极相连，所述二极管D1的正极与5V电压相连，所述电阻R9的另一端接地，所述晶体管Q1的发射极接地，所述晶体管Q1的集电极与二极管D2的正极相连，所述二极管D2的负极与5V电压相连，所述二极管D2与继电器并连，所述继电器分别与光伏组串电源电缆的正极和负极相连。

进一步地，所述运算放大器的型号为opa2277。

进一步地，所述电阻R5的另一端连接5V电压。

进一步地，所述晶体管为9013三极管。

进一步地，所述二极管D1为发光二极管。

进一步地，所述继电器的型号为HFD27/005-S。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型可增加光伏逆变器运行稳定性。当光伏组串电源电缆存在接地故障时，切除故障部分，以保证其余正常组串运行发电，增加发电效率。

通过本实用新型，巡视过程中可以通过观测就地报警信号或者在集控室观察光伏子阵系统可以了解设备故障情况。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型安装位置示意图。

图2为本实用新型比较检测电路图。

图3为本实用新型控制电路图。

附图标号说明：

1、保护装置；2、光伏组串；3、逆变器；4、正极电缆；5、负极电缆。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

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实用新型的示例性实施方式。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、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

本实用新型提供一种技术方案：一种光伏逆变器接地保护装置，如图1-3所示，所述保护装置1串联于光伏组串2的电源电缆和逆变器3之间，包括比较检测电路和控制电路；

所述比较检测电路包括运算放大器、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电阻R6；所述运算放大器接地，所述运算放大器的第一接口VOUT1端与控制电路连接，所述运算放大器的第二接口同时与电阻R1和电阻R3连接，所述电阻R1和电阻R2串联后与光伏组串电源电缆的正极电缆4相连，所述电阻R3的另一端接地，所述运算放大器的第三接口同时与电阻R4和电阻R5相连，所述电阻R5的另一端连接5V电压。所述电阻R4的另一端接地，所述运算放大器的第四接口与电容C1相连，所述电容C1的另一端接地，所述运算放大器的第四接口与运算放大器的第一接口间并联有电阻R6；正极电缆4从VIN1+接入，经过降压和通过运算放大器的电压和电阻比较功能，实现检测电源电缆电压和对地电阻的功能，当电源电缆对地电压低于1V或者对地阻抗低于0.1MΩ时，该电路会通过VOUT1输出高电平给控制电路中的VOUT1。

所述控制电路包括电阻R7、电阻R8、晶体管Q1、电阻R9、二极管D1、二极管D2、继电器；所述运算放大器的第一接口VOUT1端分别与电阻R7和电阻R8相连，所述电阻R7的另一端同时与晶体管Q1的基级和电阻R9相连，所述电阻R8的另一端与二极管D1的负极相连，所述二极管D1的正极与5V电压相连，所述电阻R9的另一端接地，所述晶体管Q1的发射极接地，所述晶体管Q1的集电极与二极管D2的正极相连，所述二极管D2的负极与5V电压相连，所述二极管D2与继电器并连，所述继电器分别与光伏组串电源电缆的正极电缆4和负极电缆5相连。当控制电路接收到比较检测电路的高电平信号后，会控制接合电缆的继电器动作，断开该组电源电缆，以达到切除故障电缆的功能，同时会有灯光报警，方便巡视时发现设备故障。

所述运算放大器的型号为opa2277。所述晶体管为9013三极管。所述二极管D1为发光二极管。所述继电器的型号为HFD27/005-S。

本实用新型串接于光伏组串2的电源电缆和逆变器3之间，当某一根电源电缆出现接地故障时，本装置会立即响应，并断开该组电源电缆，并发出报警信号，以保护其他正常光伏组串正常运行发电，以实现光伏逆变器接地保护功能。

本实用新型同时对逆变器所接光伏组串电源电缆的对地电压进行实时监测，如果某一根或者某几根电源电缆对地电压小于1V或者对地阻抗低于0.1MΩ，则会断开该组电源电缆，同时发出报警信号。以保证其余正常非接地组串正常发电运行

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种光伏逆变器接地保护装置，其特征在于：所述保护装置(1)串联于光伏组串(2)的电源电缆和逆变器(3)之间，包括比较检测电路和控制电路；

所述比较检测电路包括运算放大器、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电阻R6；所述运算放大器接地，所述运算放大器的第一接口VOUT1端与控制电路连接，所述运算放大器的第二接口同时与电阻R1和电阻R3连接，所述电阻R1和电阻R2串联后与光伏组串电源电缆的正极电缆(4)相连，所述电阻R3的另一端接地，所述运算放大器的第三接口同时与电阻R4和电阻R5相连，所述电阻R4的另一端接地，所述运算放大器的第四接口与电容C1相连，所述电容C1的另一端接地，所述运算放大器的第四接口与运算放大器的第一接口间并联有电阻R6；

所述控制电路包括电阻R7、电阻R8、晶体管Q1、电阻R9、二极管D1、二极管D2、继电器；所述运算放大器的第一接口VOUT1端分别与电阻R7和电阻R8相连，所述电阻R7的另一端同时与晶体管Q1的基级和电阻R9相连，所述电阻R8的另一端与二极管D1的负极相连，所述二极管D1的正极与5V电压相连，所述电阻R9的另一端接地，所述晶体管Q1的发射极接地，所述晶体管Q1的集电极与二极管D2的正极相连，所述二极管D2的负极与5V电压相连，所述二极管D2与继电器并连，所述继电器分别与光伏组串电源电缆的正极电缆(4)和负极电缆(5)相连。

2.根据权利要求1所述的光伏逆变器接地保护装置，其特征在于：所述运算放大器的型号为opa2277。

3.根据权利要求1所述的光伏逆变器接地保护装置，其特征在于：所述电阻R5的另一端连接5V电压。

4.根据权利要求1所述的光伏逆变器接地保护装置，其特征在于：所述晶体管为9013三极管。

5.根据权利要求1所述的光伏逆变器接地保护装置，其特征在于：所述二极管D1为发光二极管。

6.根据权利要求1所述的光伏逆变器接地保护装置，其特征在于：所述继电器的型号为HFD27/005-S。