KR101739738B1 - The apparatus for monitoring connection board of solar cell module - Google Patents

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KR101739738B1
KR101739738B1 KR1020170022637A KR20170022637A KR101739738B1 KR 101739738 B1 KR101739738 B1 KR 101739738B1 KR 1020170022637 A KR1020170022637 A KR 1020170022637A KR 20170022637 A KR20170022637 A KR 20170022637A KR 101739738 B1 KR101739738 B1 KR 101739738B1
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섭동현
이창성
이상용
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(주)세명이앤씨
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Abstract

An apparatus for monitoring a connection board of a solar module according to the present invention comprises: an arc detection unit which detects arc generated in a connection board of a photovoltaic power generation system; a leakage current detection unit which detects leakage current from an electric line in the connection board of the photovoltaic power generation system; a control unit which controls, when arc in the connection board is detected by the arc detection unit or leakage current is detected from the electric line in the connection board by the leakage current detection, a switching unit opening and closing the electric line connected between a solar cell array and an inverter to open a switch of the switching unit, thereby blocking current input to the inverter to primarily protect the inverter, a load connected to the inverter, and the electric line, and transmits an arc detection code or a leakage detection code to a wired/wireless transmission unit; a wired/wireless transmission unit which transmits the arc detection code or the leakage current code transmitted from the control unit, to a wired/wireless reception unit through wired/wireless communication; a wired/wireless reception unit which receives the arc detection code or the leakage current detection code from the wired/wireless transmission unit through wired/wireless communication, and then transmits the arc detection code or the leakage current detection code to a server; and a server reports, when the arc detection code or the leakage current detection code is received from the wired/wireless reception unit, an arc occurrence fact or a leakage current occurrence fact to a terminal of a manager of the photovoltaic power generation system through wired/wireless communication.

Description

태양광 모듈의 접속반 감시 장치{The apparatus for monitoring connection board of solar cell module}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a solar cell module,

본 발명은 태양광 모듈의 접속반 감시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 태양광 모듈의 접속반 내 아크와 누설 전류를 상시 감시하다가 아크와 누설 전류 발생 시 아크와 누설 전류 발생 사실을 관리자에게 즉시 통보할 수 있는 태양광 모듈의 접속반 감시 장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an apparatus and a method for monitoring the arc and leakage current in a connection panel of a photovoltaic module and monitoring the occurrence of an arc and a leakage current when an arc and a leakage current occur, The present invention relates to a connection monitoring device for a solar module capable of notifying the user immediately.

일반적으로, 태양광 발전 시스템은 태양 전지판에서 생산된 직류 전류를 교류 전류로 변환한 다음 변환된 교류 전류를 각 수용가에 공급하는 시스템이다.Generally, a photovoltaic power generation system is a system that converts a direct current produced from a solar panel into an alternating current, and then supplies the converted alternating current to each consumer.

상기 태양광 발전 시스템은 태양광을 이용하여 직류 전기를 발생하는 태양 전지 어레이와, 상기 태양 전지 어레이에서 발전 된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터; 상기 태양 전지 어레이와 인버터 사이에 전기 배선의 결선을 용이하게 하고 단락이나 누전 사고시 전기 회로를 보호하는 태양광 접속반; 및 인버터로부터 출력된 교류 전원을 소비하는 부하로 구성될 수 있다.The solar photovoltaic power generation system includes a solar cell array that generates DC electricity using solar light, an inverter that converts the DC power generated in the solar cell array into AC power; A photovoltaic connection unit that facilitates wiring of the electric wiring between the solar cell array and the inverter and protects the electric circuit in the event of a short circuit or a short circuit; And a load that consumes AC power output from the inverter.

특히, 상기 태양광 접속반에는 급격한 전압이나 전류 변화에 의한 쇼크에 의해 회로가 손상되는 문제와, 기타 요인에 따른 집광판의 발전 특성 불균형 등을 방지하기 위해 여러 회로 보호 장치들이 장착된다.Particularly, various circuit protection devices are mounted on the solar cell module in order to prevent the circuit from being damaged by a shock due to abrupt voltage or current change, and to prevent unbalanced power generation characteristics of the condenser depending on other factors.

한편, 상기 태양광 접속반에서 아크(Arc)가 발생 되면 15ms 내지 25ms 시간 내에 온도와 압력이 최대치에 도달하여 태양광 접속반의 내부 기기가 소손될 수 있으며 내부 기기의 소손에 의해 2차 피해가 발생 될 수도 있다는 문제점이 있었다.On the other hand, when an arc is generated in the photovoltaic connection module, the temperature and the pressure reach the maximum value within 15 ms to 25 ms, and the internal appliance of the solar cell module may be burned out. Secondary damage is caused by burning of the internal appliance .

또한, 아크의 지속 시간이 길어지면 화재가 발생 될 수도 있고 사용자가 아크에 노출될 경우 심각한 인명 피해가 발생 될 수도 있다는 문제점이 있었다.In addition, if the duration of the arc is prolonged, a fire may occur, and if a user is exposed to an arc, severe personal injury may occur.

또한, 상기 태양광 접속반에서 누설 전류가 발생 되면 화재로 이어질 수 있고, 감전 사고가 발생 될 수도 있다는 문제점이 있었다.In addition, if a leakage current is generated in the photovoltaic connection panel, it may lead to a fire, and an electric shock may occur.

하지만, 현재 태양광 발전 시스템은 태양광 접속반 내에서 아크나 누설 전류가 발생 된다 하더라도 시설 관리자는 태양광 접속반에 대한 현장 상황을 즉각 보고받을 수 없어 상황 대처가 늦어질 수 밖에 없어 태양광 발전 시스템이 소손될 수 있다는 문제점이 있었고, 부하에 공급되는 전류가 단절되어 2차 피해가 발생 될 수 있다는 문제점이 있었다.However, even if an arc or leakage current is generated in the PV module, the facility manager can not immediately report the situation of the PV module to the PV system, There is a problem that the system may be burned out, and the current supplied to the load is cut off, so that secondary damage may occur.

한편, 본 발명의 선행 기술로는 특허등록번호 "10-1677930"호의 "누설 전류 및 아크의 감시 기능을 구비한 태양광 접속반"이 출원되어 등록되었는데, 상기 누설 전류 및 아크의 감시 기능을 구비한 태양광 접속반은 태양 전지 어레이로부터 생산된 직류 전원을 취합하여 교류 전원으로 출력하는 태양광 접속반에 있어서, 상기 태양 전지 어레이로부터 연장된 전력선에 설치된 스위칭 모듈과; 상기 스위칭 모듈의 2차 측에 연결되어 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력하는 인버터; 상기 인버터의 1차측 전력선 각각에 구비되어 전류를 검출하는 전류 센서; 상기 전류 센서에서 각각 검출된 전류값에 따라 누설 전류를 검출하는 누설 전류 검출부; 아크 발생을 검출하는 아크 검출부; 및 상기 누설 전류 검출부에서 누설 전류를 검출한 결과 누설 전류가 발생 되었을 경우 또는 상기 아크 검출부로부터 아크가 발생 되었을 경우 스위칭 모듈을 선택적으로 제어하는 차단부를 포함한다.On the other hand, as a prior art of the present invention, a "photovoltaic module having a leakage current and arc monitoring function" of the patent registration number "10-1677930" was filed and registered. A photovoltaic module comprising: a switching module installed in a power line extending from the solar cell array, the photovoltaic module comprising: a switching module installed in a power line extending from the solar cell array; An inverter connected to the secondary side of the switching module to convert the DC power into an AC power and output the AC power; A current sensor provided in each primary power line of the inverter for detecting a current; A leakage current detector for detecting a leakage current according to a current value detected by the current sensor; An arc detecting section for detecting an arc occurrence; And a cutoff unit for selectively controlling the switching module when a leakage current is detected as a result of detecting a leakage current in the leakage current detection unit or when an arc is generated from the arc detection unit.

대한민국 특허등록번호 10-1677930 (2016.11.21)Korea Patent Registration No. 10-1677930 (Nov. 대한민국 특허등록번호 10-1695381 (2017.01.11)Korea Patent Registration No. 10-1695381 (2017.01.11) 대한민국 특허등록번호 10-1695976 (2017.01.12)Korea Patent Registration No. 10-1695976 (2017.01.12)

이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 태양광 모듈의 접속반 내에서 아크(Arc)나 누설 전류가 발생했을 때 1차측 전기 선로를 차단하여 화재나 감전 사고를 막고, 아크나 누설 전류 발생 사실을 시설 관리자에게 즉각적으로 통보함으로써 최대한 빠른 시일 내에 고장 부분이 원상 복구될 수 있도록 한 태양광 모듈의 접속반 감시 장치를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.Accordingly, in order to solve the above-described problems, the present invention provides a solar module in which when an arc or a leakage current occurs in a connection module of a solar module, the primary side electrical line is blocked to prevent a fire or an electric shock, The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a monitoring and monitoring device for a solar module, which enables a fault to be restored as soon as possible.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 모듈의 접속반 감시 장치는 태양광 발전 시스템의 접속반 내에서 발생 된 아크(Arc)를 감지하는 아크 감지부와; 태양광 발전 시스템의 접속반 내 전기 선로로부터 누설 전류를 감지하는 누설 전류 감지부; 상기 아크 감지부에 의해 접속반 내 아크가 감지되거나 누설 전류 감지부에 의해 접속반 내 전기 선로로부터 누설 전류가 감지되었을 때 태양광 전지 어레이와 인버터 사이에 연결된 전기 선로를 개폐하는 스위칭부를 제어하여 스위칭부의 스위치를 오픈(Open)시킴으로써 인버터로 입력되는 전류를 차단하여 인버터와, 인버터와 연결된 부하 및 전기 선로를 1차적으로 보호하고 아크 감지 코드나 누설 전류 감지 코드를 유·무선 송신부로 전송하는 제어부; 상기 제어부로부터 전송된 아크 감지 코드나 누설 전류 감지 코드를 유·무선 통신을 통해 유·무선 수신부로 전송하는 유·무선 송신부; 상기 유·무선 송신부로부터 유·무선 통신을 통해 아크 감지 코드나 누설 전류 감지 코드를 수신받은 다음 아크 감지 코드나 누설 전류 감지 코드를 서버로 전송하는 유·무선 수신부; 및 상기 유·무선 수신부로부터 아크 감지 코드나 누설 전류 감지 코드를 수신받았을 때 유·무선 통신을 통해 태양광 발전 시스템의 관리자가 소지한 단말기에 아크 발생 사실이나 누설 전류 발생 사실을 통지하는 서버로 이루어질 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for monitoring a connection of a solar module, the apparatus comprising: an arc sensing unit for sensing an arc generated in a connection board of the solar power generation system; A leakage current detector for detecting a leakage current from an electric line in a connection panel of the solar power generation system; And a switching unit for opening / closing an electric line connected between the solar cell array and the inverter when a leakage current is detected from the electric line in the connection half by the leakage current detection unit or by detecting the arc in the connection half by the arc detection unit, A control unit for firstly protecting the inverter, the load and the electric line connected to the inverter by interrupting the current input to the inverter by opening a negative switch, and transmitting an arc detection code or a leakage current detection code to the radio transmission unit; A transmitting / receiving unit for transmitting the arc detection code or the leakage current detection code transmitted from the control unit to the wired / wireless receiving unit through wire / wireless communication; A wire / wireless receiving unit for receiving an arc detection code or a leakage current detection code through wire / wireless communication from the wire / wireless transmission unit and then transmitting an arc detection code or a leakage current detection code to a server; And a server notifying the fact that an arc is generated or a leakage current is generated in the terminal owned by the manager of the photovoltaic power generation system via wired or wireless communication when the arc detection code or the leakage current detection code is received from the wired and / .

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 태양광 모듈의 접속반 감시 장치는 아크 감지부나 누설 전류 감지부에 의해 태양광 발전 시스템의 접속반 내에서 아크나 누설 전류가 감지되면 상기 제어부는 스위칭부를 제어하여 1차측 전기 선로를 끊어 전기 선로나 인버터 및 부하로 공급되는 전류를 끊는다.When the arc or leakage current is detected in the connection panel of the solar power generation system by the arc detection unit or the leakage current detection unit, the control unit controls the switching unit so that the leakage current Disconnect the electric line from the main circuit and cut off the current supplied to the electric line, the inverter, and the load.

또한, 상기 제어부는 유·무선 송신부와 유·무선 수신부 및 서버를 거쳐 태양광 발전 시스템의 관리자가 소지한 단말기에 접속반 내 아크 발생 사실이나 누설 전류 발생 사실을 전송하여 관리자로 하여금 빠른 조치가 이루어질 수 있도록 한다.In addition, the control unit transmits a fact of occurrence of an arc or a leakage current to the terminal held by the manager of the photovoltaic generation system via the wire / wireless transmitter, the wire / wireless receiver, and the server, .

따라서, 본 발명에 따른 태양광 모듈의 접속반 감시 장치는 태양광 모듈의 접속반 내에서 아크(Arc)나 누설 전류가 발생했을 때 1차측 전기 선로를 차단하여 전기 선로나 인버터 또는 부하가 소손됨을 방지하고 화재나 감전 사고를 미연에 방지할 수 있다.Accordingly, the apparatus for monitoring the connection of a solar module according to the present invention is characterized in that when an arc or a leakage current occurs in the connection module of the solar module, the primary side electrical line is shut off, And prevent fire or electric shock accident.

또한, 본 발명은 아크나 누설 전류 발생 사실을 시설 관리자에게 즉각적으로 통보함으로써 최단 시간 내에 고장 부분이 원상 복구될 수 있도록 한다.Further, the present invention immediately notifies the facility manager of the occurrence of arc or leakage current, so that the faulty part can be restored in the shortest time.

도면 1은 본 발명의 제어 블록도,
도면 2는 아크 감지부의 제어 블록도,
도면 3은 누설 전류 감지부의 제어 블록도,
도면 4는 전류 전압 변환부에 대한 회로도,
도면 5는 오프셋 조정부에 대한 회로도,
도면 6은 비교부에 대한 회로도,
도면 7은 유·무선 송신부의 제어 블록도,
도면 8은 유·무선 수신부의 제어 블록도.1 is a control block diagram of the present invention,
2 is a control block diagram of the arc detection unit,
3 is a control block diagram of the leakage current sensing unit,
4 is a circuit diagram for the current-to-voltage converter,
5 is a circuit diagram for the offset adjustment section,
6 is a circuit diagram for the comparator,
7 is a control block diagram of a wired / wireless transmission unit,
8 is a control block diagram of a radio / wireless receiving unit.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 태양광 모듈의 접속반 감시 장치는 도면 1에 도시한 바와 같이, 태양광 발전 시스템의 접속반 내에서 발생 된 아크(Arc)를 감지하는 아크 감지부(1)와; 태양광 발전 시스템의 접속반 내 전기 선로로부터 누설 전류를 감지하는 누설 전류 감지부(3); 상기 아크 감지부(1)에 의해 접속반 내 아크가 감지되거나 누설 전류 감지부(3)에 의해 접속반 내 전기 선로로부터 누설 전류가 감지되었을 때 태양광 전지 어레이와 인버터 사이에 연결된 전기 선로를 개폐하는 스위칭부(9)를 제어하여 스위칭부(9)의 스위치를 오픈(Open)시킴으로써 인버터로 입력되는 전류를 차단하여 인버터와, 인버터와 연결된 부하 및 전기 선로를 1차적으로 보호하고 아크 감지 코드나 누설 전류 감지 코드를 유·무선 송신부(11)로 전송하는 제어부(13); 상기 제어부(13)로부터 전송된 아크 감지 코드나 누설 전류 감지 코드를 유·무선 통신을 통해 유·무선 수신부(15)로 전송하는 유·무선 송신부(11); 상기 유·무선 송신부(11)로부터 유·무선 통신을 통해 아크 감지 코드나 누설 전류 감지 코드를 수신받은 다음 아크 감지 코드나 누설 전류 감지 코드를 서버(17)로 전송하는 유·무선 수신부(15); 및 상기 유·무선 수신부(15)로부터 아크 감지 코드나 누설 전류 감지 코드를 수신받았을 때 유·무선 통신을 통해 태양광 발전 시스템의 관리자가 소지한 단말기에 아크 발생 사실이나 누설 전류 발생 사실을 통지하는 서버(17)로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 1, an apparatus for monitoring the connection of a solar module according to the present invention includes an arc detection unit 1 for detecting an arc generated in a connection panel of a solar power generation system; A leakage current detection unit (3) for detecting a leakage current from an electric line in a connection panel of the solar power generation system; When an arc in the connection panel is detected by the arc detection unit 1 or a leakage current is detected from the electric line in the connection panel by the leakage current detection unit 3, the electric line connected between the solar cell array and the inverter is opened / The switching unit 9 is controlled to open the switch of the switching unit 9 to block the current input to the inverter so as to primarily protect the inverter and the load and the electric line connected to the inverter, A control unit (13) for transmitting a leakage current detection code to the radio communication unit (11); A transmitting / receiving unit 11 for transmitting the arc detecting code or the leakage current detecting code transmitted from the controller 13 to the wire / wireless receiving unit 15 through wire / wireless communication; Wireless receiving unit 15 for receiving an arc detecting code or a leakage current detecting code through wire / wireless communication from the wire / wireless transmitting unit 11 and then transmitting an arc detecting code or a leakage current detecting code to the server 17, ; And when receiving an arc detection code or a leakage current detection code from the wire / wireless receiving unit 15, it notifies the terminal owned by the manager of the photovoltaic generation system via wire or wireless communication of the occurrence of an arc or the occurrence of a leakage current And a server 17.

상기 아크 감지부(1)는 도면 2에 도시한 바와 같이, 접속반 내 아크 발생시 입력단을 통해 섬광을 받아들인 다음 받아들인 섬광을 출력단을 통해 수광부(21)로 전달하는 광케이블(19)과; 포토 다이오드(Photo Diode)로서 상기 광케이블(19)의 출력단으로부터 빠져나오는 섬광의 휘도에 따라 통과 전류량을 조절하는 수광부(21); 상기 수광부(21)를 통과하는 전류량을 수광부(21)를 통과하는 전류량에 비례하는 전압으로 변환하여 출력하는 전류 전압 변환부(23); 상기 전류 전압 변환부(23)로부터 출력되는 미소 전압을 1차 증폭하는 1차 증폭부(25); 상기 1차 증폭부(25)로부터 출력되는 고주파 신호를 1차 감쇄하는 1차 로우 패스 필터(27)(Low Pass Filter); 상기 1차 로우 패스 필터(27)로부터 출력되는 전압을 2차 증폭하는 2차 증폭부(29); 상기 2차 증폭부(29)로부터 출력되는 고주파 신호를 2차 감쇄하는 2차 로우 패스 필터(31); 상기 2차 로우 패스 필터(31)로부터 출력되는 DC 오프셋(Direct Current Offset)을 조정하는 오프셋(Offset) 조정부(33); 특정 레벨의 기준(Reference) 전압을 출력하는 기준 전압 발생부(35); 상기 오프셋 조정부(33)로부터 출력되는 전압이 기준 전압 발생부(35)로부터 출력되는 전압보다 높으면 하이(High) 디지털 신호를 출력하는 반면, 상기 오프셋 조정부(33)로부터 출력되는 전압이 기준 전압 발생부(35)로부터 출력되는 전압보다 낮으면 로우(Low) 디지털 신호를 출력하는 비교부(37); 상기 오프셋 조정부(33)로부터 출력된 전압이 기준 전압 발생부(35)로부터 출력된 전압의 경계선에 도달하였을 때 비교부(37)로부터 출력되는 고주파 신호를 억제하는 3차 로우 패스 필터(39); 및 상기 3차 로우 패스 필터(39)로부터 상승 에지(edge) 신호나 하이(High) 디지털 신호 또는 하강 에지(edge) 신호가 출력될 경우 제어부(13)에 아크(Arc)가 발생 되었다는 제어 신호를 전송하는 신호 탐지부(41)로 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2, the arc sensing unit 1 includes an optical cable 19 for receiving a scintillation light through an input terminal when an arc is generated in the connection panel, and then transmitting the received scintillation light to the light-receiving unit 21 through an output terminal; A light receiving unit 21 as a photodiode for adjusting the amount of passing current according to the luminance of the scintillation light emitted from the output terminal of the optical cable 19; A current-voltage conversion unit (23) for converting the amount of current passing through the light-receiving unit (21) into a voltage proportional to the amount of current passing through the light-receiving unit (21) and outputting the voltage; A primary amplification unit (25) for primarily amplifying the microvoltage output from the current-voltage conversion unit (23); A primary low-pass filter 27 (Low Pass Filter) for primarily attenuating high-frequency signals output from the primary amplifying unit 25; A secondary amplifying unit 29 for secondary amplifying the voltage output from the primary low-pass filter 27; A second-order low-pass filter 31 for second-order attenuating the high-frequency signal output from the second-order amplifying unit 29; An offset adjuster 33 for adjusting a DC offset output from the second low-pass filter 31; A reference voltage generator 35 for outputting a reference voltage of a specific level; The voltage output from the offset adjusting unit 33 is output to the reference voltage generating unit 35 while the voltage output from the offset adjusting unit 33 is higher than the voltage output from the reference voltage generating unit 35, A comparator 37 for outputting a low digital signal when the voltage is lower than the voltage outputted from the comparator 35; A third-order low-pass filter 39 for suppressing the high-frequency signal output from the comparator 37 when the voltage output from the offset adjusting unit 33 reaches the boundary line of the voltage output from the reference voltage generating unit 35; And when a rising edge signal, a high digital signal or a falling edge signal is outputted from the third order low pass filter 39, a control signal indicating that an arc is generated in the controller 13 And a signal detecting unit 41 for transmitting signals.

상기 1차 로우 패스 필터(27)와, 2차 로우 패스 필터(31), 및 3차 로우 패스 필터(39)는 출력 신호의 Q값을 고려하여 RC 저역 통과 필터나, 버터워스(Butterworth) 저역 통과 필터, 베쎌(Bessel) 저역 통과 필터, 체비쇼브(chebyshev) 저역 통과 필터를 선택적으로 사용할 수 있다.The primary low-pass filter 27, the secondary low-pass filter 31 and the tertiary low-pass filter 39 are connected to an RC low-pass filter or a Butterworth low-pass filter in consideration of the Q- A pass filter, a Bessel low pass filter, and a chebyshev low pass filter.

상기 전류 전압 변환부(23)는 도면 4에 도시한 일실시 예로서, 애노드(Anode) 단이 접지된 수광부(21)의 캐소드(Cathode) 단과 제1 오피 앰프(45)의 반전 입력 단자에 일단이 연결되고 타단이 제1 오피 앰프(45)의 출력 단자에 연결된 제1 저항(43)과, 비반전 입력 단자가 접지되어

Figure 112017017632214-pat00001
의 전압을 출력하는 제1 오피 앰프(45)로 이루어질 수 있다.4, the current-to-voltage conversion unit 23 is connected to the cathode terminal of the light receiving unit 21 whose anode is grounded and the inverting input terminal of the first operational amplifier 45, A first resistor 43 whose other end is connected to the output terminal of the first operational amplifier 45 and a non-inverting input terminal which is grounded
Figure 112017017632214-pat00001
And a first operational amplifier 45 for outputting a voltage of the second operational amplifier 45. [

상기 전류 전압 변환부(23)는 수광부(21)로 입력된 섬광의 휘도가 높아 수광부(21)에 흐르는 전류량이 많으면 출력 전압이 높아지는 반면, 수광부(21)로 입력된 섬광의 휘도가 낮아 수광부(21)에 흐르는 전류량이 낮아지면, 출력 전압이 낮아진다.The current-voltage conversion unit 23 increases the output voltage when the amount of current flowing through the light-receiving unit 21 is high because the luminance of the scintillation light input to the light-receiving unit 21 is high, while the luminance of the scintillation light input to the light- 21 becomes low, the output voltage becomes low.

상기 오프셋(Offset) 조정부(33)는 도면 5에 도시한 바와 같이, 양 끝단에 플러스 전압(+V)과 마이너스 전압(-V)이 공급되는 가변 저항(47)과; 일단이 상기 가변 저항(47)의 분압 출력단에 연결되고 타단이 제2 오피 앰프(49)의 반전 입력 단자에 연결된 제2 저항(51); 일단이 제2 오피 앰프(49)의 반전 입력 단자에 연결되고 타단이 제2 오피 앰프(49)의 출력 단자에 연결된 제3 저항(53); 및 비반전 입력 단자로 입력된 2차 로우 패스 필터(31)의 DC 오프셋을

Figure 112017017632214-pat00002
범위만큼 조절하는 제2 오피 앰프(49)로 이루어질 수 있다.5, the offset adjuster 33 includes a variable resistor 47 to which positive voltage (+ V) and negative voltage (-V) are supplied to both ends thereof; A second resistor (51) having one end connected to the voltage divider output terminal of the variable resistor (47) and the other end connected to the inverting input terminal of the second operational amplifier (49); A third resistor 53 having one end connected to the inverting input terminal of the second operational amplifier 49 and the other end connected to the output terminal of the second operational amplifier 49; And the DC offset of the second-order low-pass filter 31 input to the non-inverting input terminal
Figure 112017017632214-pat00002
And a second operational amplifier 49 that adjusts the output of the second operational amplifier 49 as much as the range.

상기 비교부(37)는 도면 6에 도시한 바와 같이, 비반전 입력 단자에 오프셋 조정부(33)의 출력 신호가 입력되고 반전 입력 단자에 기준 전압 발생부(35)의 출력 신호가 입력되어 오프셋 조정부(33)의 출력 전압이 기준 전압 발생부(35)의 출력 전압보다 높으면 하이(High) 디지털 신호를 출력하는 반면 오프셋 조정부(33)의 출력 전압이 기준 전압 발생부(35)의 출력 전압보다 낮으면 로우(Low) 디지털 신호를 출력하는 제3 오피 앰프(55)로 구성된다.6, the output signal of the offset adjusting unit 33 is input to the non-inverting input terminal and the output signal of the reference voltage generating unit 35 is input to the inverting input terminal of the comparator 37, The output voltage of the offset adjusting unit 33 is lower than the output voltage of the reference voltage generating unit 35 while the output voltage of the offset adjusting unit 33 is higher than the output voltage of the reference voltage generating unit 35 And a third operational amplifier 55 for outputting a low digital signal.

상기 누설 전류 감지부(3)는 도면 3에 도시한 바와 같이, 태양광 전지 어레이와 인버터 사이에 연결된 접속반 내 직류 선로로부터 누설 전류를 감지한 다음 누설 전류량에 비례하는 전압을 출력하는 누설 전류 감지 센서부(57)와; 상기 누설 전류 감지 센서부(57)로부터 출력되는 전압을 증폭하는 증폭부(59); 상기 증폭부(59)로부터 출력되는 고주파 성분을 감쇄하는 로우 패스 필터(61); 상기 로우 패스 필터(61)로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한 다음, 상기 제어부(13)와의 디지털 통신을 통해 제어부(13)에 디지털 신호로 변환된 누설 전류량을 전송하는 A/D 컨버터(63)를 포함하고, 상기 제어부(13)는 A/D 컨버터(63)로부터 전송된 디지털 값을 누설 전류량으로 환산한 다음 누설 전류량이 임계값 이상일 때 스위칭부(9)를 제어하여 인버터로 공급되는 전류를 끊고 누설 전류 발생 사실을 유·무선 송신부(11)로 전달한다.As shown in FIG. 3, the leakage current sensing unit 3 senses a leakage current from the DC line in the connection half connected between the solar cell array and the inverter, and then outputs a leakage current A sensor unit 57; An amplifying unit 59 for amplifying a voltage output from the leakage current detecting sensor unit 57; A low-pass filter 61 for attenuating high-frequency components output from the amplifying unit 59; An A / D converter (not shown) for converting an analog signal output from the low-pass filter 61 into a digital signal and then transmitting the amount of leakage current converted into a digital signal to the control unit 13 through digital communication with the control unit 13 The controller 13 converts the digital value transmitted from the A / D converter 63 into an amount of leakage current, and then controls the switching unit 9 when the amount of leakage current is equal to or greater than the threshold value, The current is cut off and the fact that leakage current is generated is transmitted to the wire / wireless transmitter 11.

상기 유·무선 송신부(11)와 유·무선 수신부(15)는 RS-232 통신이나, RS-485 통신, 또는 RF 무선 통신을 이용할 수 있는데, 상기 RF 무선 통신을 이용하는 유·무선 송신부(11)는 도면 7에 도시한 바와 같이, 제어부(13)로부터 출력된 아크 감지 코드와 누설 전류 감지 코드가 담긴 베이스 밴드 주파수를 중간 주파수(IF: Intermediate Frequency)로 변환하기 위해 IF 대역 상향 변환 혼합기(65)에 베이스 밴드 주파수와 혼합되는 주파수를 공급하는 송신용 IF 국부 발진기(67)와; 상기 베이스 밴드 주파수와 송신용 IF 국부 발진기(67)로부터 공급된 주파수를 합성하여 베이스 밴드 주파수를 중간 주파수로 상향 변환하는 IF 대역 상향 변환 혼합기(65); 상기 IF 대역 상향 변환 혼합기(65)로부터 출력되는 신호를 증폭하는 송신용 IF 증폭기(71); 상기 송신용 IF 증폭기(71)로부터 출력된 신호 중 유·무선 수신부(15)에 송신하고자 하는 채널 주파수의 신호만 통과시키는 송신용 채널 선택 필터(73); 상기 송신용 채널 선택 필터(73)로부터 출력되는 중간 주파수와 송신용 RF 국부 발진기(75)로부터 출력되는 주파수를 합성하여 RF 주파수로 상향 변환하는 RF 상향 변환 혼합기(77); 상기 RF 상향 변환 혼합기(77)에 합성 주파수를 공급하는 송신용 RF 국부 발진기(75); 상기 송신용 RF 국부 발진기(75)로부터 출력되는 주파수가 흔들리지 않고 일정하게 출력되도록 잡아주는 송신용 위상 고정 루프(79)(PLL: Phase Locked Loop); 상기 RF 상향 변환 혼합기(77)로부터 출력되는 신호 중에 포함된 이미지 주파수(Image Frequency)를 제거하는 송신용 이미지 제거 필터(81); 상기 송신용 이미지 제거 필터(81)로부터 출력된 신호를 소정 이득(Gain)으로 증폭시키는 송신용 구동 증폭기(83); 상기 송신용 구동 증폭기(83)로부터 출력되는 신호 중 아크 감지 코드와 누설 전류 감지 코드가 포함된 주파수 이외의 주파수 성분을 감쇄하는 송신용 1차 대역 통과 필터(85); 상기 송신용 1차 대역 통과 필터(85)로부터 출력되는 신호를 전력 증폭하여 출력하는 송신용 전력 증폭기(87); 송신용 안테나(89)를 통해 신호가 역으로 수신됨을 방지하면서 송신용 전력 증폭기(87)로부터 출력된 신호를 송신용 2차 대역 통과 필터(91)로 내보내는 아이솔레이터(93); 상기 아이솔레이터(93)로부터 출력되는 비선형적인 스퓨리어스(Spurious) 주파수 성분들을 잘라내고 아크 감지 코드와 누설 전류 감지 코드가 포함된 주파수 대역만 출력하는 송신용 2차 대역 통과 필터(91); 및 상기 송신용 2차 대역 통과 필터(91)로부터 출력되는 전기 신호를 공기 중의 전자기파로 복사(Radiation)시키는 송신용 안테나(89)로 구성될 수 있다.The wire / wireless transmitting unit 11 and the wire / wireless receiving unit 15 can use RS-232 communication, RS-485 communication, or RF wireless communication. The wire / wireless transmitting unit 11 using the RF wireless communication, 7, an IF band up-conversion mixer 65 is provided to convert the base band frequency including the arc detection code and the leakage current detection code output from the controller 13 into an intermediate frequency (IF) A transmission IF local oscillator 67 for supplying a frequency that is mixed with the baseband frequency; An IF band up-conversion mixer 65 for synthesizing the base band frequency and the frequency supplied from the transmission IF local oscillator 67 to up-convert the base band frequency to an intermediate frequency; A transmission IF amplifier 71 for amplifying a signal output from the IF band up-conversion mixer 65; A transmission channel selection filter (73) for passing only a signal of a channel frequency to be transmitted to the wire / wireless receiver (15) among the signals output from the transmission IF amplifier (71); An RF up-conversion mixer 77 for synthesizing the intermediate frequency output from the transmission channel selection filter 73 and the frequency output from the transmission RF local oscillator 75 and up-converting the synthesized frequency to an RF frequency; A transmitting RF local oscillator 75 for supplying a synthesized frequency to the RF up-conversion mixer 77; A transmission phase locked loop (PLL) 79 for holding the frequency output from the transmitting RF local oscillator 75 to be constant and constant; A transmission image rejection filter 81 for removing an image frequency included in a signal output from the RF up-conversion mixer 77; A transmission driving amplifier 83 for amplifying the signal output from the transmission image rejection filter 81 to a predetermined gain; A transmission primary band-pass filter (85) for attenuating frequency components other than the frequency including the arc detection code and the leakage current detection code among the signals output from the transmission driving amplifier (83); A transmission power amplifier 87 for amplifying and outputting a signal output from the transmission primary band-pass filter 85; An isolator 93 for transmitting the signal output from the transmitting power amplifier 87 to the transmitting secondary band-pass filter 91 while preventing the signal from being received in reverse through the transmitting antenna 89; A transmission second-order band-pass filter (91) for cutting out non-linear spurious frequency components output from the isolator (93) and outputting only a frequency band including an arc detection code and a leakage current detection code; And a transmission antenna 89 for radiating an electric signal output from the secondary band-pass filter 91 for transmission to an electromagnetic wave in the air.

상기 RF 무선 통신을 이용하는 유·무선 수신부(15)는 도면 8에 도시한 바와 같이, 공기 중의 전자기파를 수신하여 도선 상의 전기 변화로 변환하는 수신용 안테나(95)와; 상기 수신용 안테나(95)로부터 아크 감지 코드나 누설 감지 코드가 포함된 주파수 대역만 통과시키는 수신용 대역 통과 필터(97); 상기 수신용 대역 통과 필터(97)로부터 출력된 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(99); 상기 저잡음 증폭기(99)로부터 출력되는 이미지 주파수(Image Frequency)를 제거하는 수신용 이미지 제거 필터(101); 상기 수신용 이미지 제거 필터(101)로부터 출력되는 RF 주파수와 수신용 RF 국부 발진기(103)로부터 출력되는 주파수를 합성하여 RF 주파수를 중간 주파수로 하향 변환하는 IF 대역 하향 변환 혼합기(105); 상기 IF 대역 하향 변환 혼합기(105)에 주파수 합성을 위한 주파수를 공급하는 수신용 RF 국부 발진기(103); 상기 수신용 RF 국부 발진기(103)로부터 출력되는 출력 주파수가 흔들리지 않고 고정되도록 하는 수신용 위상 고정 루프(109)(Phase Locked Loop); 상기 IF 대역 하향 변환 혼합기(105)로부터 출력된 신호 중 아크 감지 코드와 누설 전류 감지 코드가 포함된 채널 주파수만 통과시키는 수신용 채널 선택 필터(111); 상기 수신용 채널 선택 필터(111)로부터 출력되는 신호를 소정 이득(Gain)으로 증폭시키는 수신용 IF 증폭기(113); 상기 수신용 IF 증폭기(113)로부터 출력되는 중간 주파수와 수신용 IF 국부 발진기(115)로부터 출력되는 주파수를 합성하여 중간 주파수를 아크 감지 코드나 누설 전류 감지 코드가 담긴 베이스 밴드 주파수 대역으로 하향 변환하는 기저대역 하향 변환 혼합기(117); 상기 기저대역 하향 변환 혼합기(117)에 합성 주파수를 공급하는 수신용 IF 국부 발진기(115); 및 상기 베이스 밴드 주파수 대역으로부터 아크 감지 코드나 누설 전류 감지 코드를 추출한 다음 서버(17)로 전송하는 복조부(116)를 포함한다.As shown in FIG. 8, the wire / wireless receiving unit 15 using the RF wireless communication includes a reception antenna 95 for receiving electromagnetic waves in the air and converting the received electromagnetic waves into electrical changes on a wire; A receiving band-pass filter (97) for passing only the frequency band including the arc detecting code or the leakage detecting code from the receiving antenna (95); A low noise amplifier (99) for amplifying a signal output from the receiving band-pass filter (97); A reception image rejection filter 101 for removing an image frequency outputted from the low noise amplifier 99; An IF band down-conversion mixer 105 for combining the RF frequency output from the reception image rejection filter 101 and the frequency output from the reception RF local oscillator 103 to down-convert the RF frequency to an intermediate frequency; A receiving RF local oscillator 103 for supplying a frequency for frequency synthesis to the IF band down-conversion mixer 105; A receiving phase lock loop 109 (Phase Locked Loop) for fixing the output frequency output from the receiving RF local oscillator 103 without shaking; A reception channel selection filter 111 for passing only the channel frequency including the arc detection code and the leakage current detection code among the signals output from the IF band down-conversion mixer 105; A receiving IF amplifier 113 for amplifying a signal output from the receiving channel selection filter 111 by a predetermined gain; Synthesizes the intermediate frequency outputted from the receiving IF amplifier 113 and the frequency outputted from the receiving IF local oscillator 115 and down-converts the intermediate frequency to a base band frequency band containing an arc sense code or a leakage current sense code A baseband down-conversion mixer 117; A receiving IF local oscillator 115 for supplying a synthesized frequency to the baseband down-conversion mixer 117; And a demodulation unit 116 for extracting an arc detection code or a leakage current detection code from the baseband frequency band and transmitting the same to the server 17.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 태양광 모듈의 접속반 감시 장치가 동작 되는 과정을 도면 1 내지 도면 8을 참고하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the apparatus for monitoring the connection of the solar module according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8. FIG.

먼저, 상기 접속반 내 아크 감지부(1)나 누설 전류 감지부(3)로부터 아크(Arc)나 누설 전류가 감지되면 상기 제어부(13)는 스위칭부(9)를 오픈(Open)하여 인버터로 입력되는 전류를 차단한다.First, when an arc or a leakage current is detected from the arc detection unit 1 or the leakage current detection unit 3, the control unit 13 opens the switching unit 9, The input current is cut off.

다음, 상기 제어부(13)는 유·무선 송신부(11)를 통해 접속반 내 아크 발생 사실과 누설 전류 발생 사실을 유·무선 수신부(15)로 전송한다.Next, the control unit 13 transmits to the wire / wireless receiving unit 15 a fact that an arc has occurred in the connection half and a leakage current has occurred through the wire / wireless transmitter 11.

다음, 상기 유·무선 수신부(15)는 아크 발생 사실과 누설 전류 발생 사실을 서버(17)로 전송하고 상기 서버(17)는 태양광 발전 시스템의 관리자에게 아크 발생 사실과 누설 전류 발생 사실을 알려 빠른 조치가 이루어질 수 있도록 한다.Next, the wire / wireless receiving unit 15 transmits an arc occurrence and a leakage current occurrence to the server 17, and the server 17 notifies the manager of the photovoltaic power generation system of the occurrence of an arc and the occurrence of a leakage current Ensure quick action is taken.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 태양광 모듈의 접속반 감시 장치는 아크 감지부(1)나 누설 전류 감지부(3)에 의해 태양광 발전 시스템의 접속반 내에서 아크나 누설 전류가 감지되면 상기 제어부(13)는 스위칭부(9)를 제어하여 1차측 전기 선로를 끊어 전기 선로나 인버터 및 부하로 공급되는 전류를 끊는다.When the arc or leakage current is detected by the arc detection unit 1 or the leakage current detection unit 3 in the connection panel of the solar power generation system, The control unit 13 controls the switching unit 9 to disconnect the primary-side electric line to cut off the electric current supplied to the electric line, the inverter, and the load.

또한, 상기 제어부(13)는 유·무선 송신부(11)와 유·무선 수신부(15) 및 서버(17)를 거쳐 태양광 발전 시스템의 관리자가 소지한 단말기에 접속반 내 아크 발생 사실이나 누설 전류 발생 사실을 전송하여 관리자로 하여금 빠른 조치가 이루어질 수 있도록 한다.In addition, the controller 13 controls the connection of the terminals of the photovoltaic generation system to the terminals owned by the manager of the photovoltaic system via the wired / wireless transmission unit 11, the wired / wireless reception unit 15 and the server 17, Transmit the fact of occurrence so that the manager can take quick action.

따라서, 본 발명에 따른 태양광 모듈의 접속반 감시 장치는 태양광 모듈의 접속반 내에서 아크(Arc)나 누설 전류가 발생했을 때 1차측 전기 선로를 차단하여 전기 선로나 인버터 또는 부하가 소손됨을 방지하고 화재나 감전 사고를 미연에 방지할 수 있다.Accordingly, the apparatus for monitoring the connection of a solar module according to the present invention is characterized in that when an arc or a leakage current occurs in the connection module of the solar module, the primary side electrical line is shut off, And prevent fire or electric shock accident.

또한, 본 발명은 아크나 누설 전류 발생 사실을 시설 관리자에게 즉각적으로 통보함으로써 최단 시간 내에 고장 부분이 원상 복구될 수 있도록 한다.Further, the present invention immediately notifies the facility manager of the occurrence of arc or leakage current, so that the faulty part can be restored in the shortest time.

1. 아크 감지부 3. 누설 전류 감지부
9. 스위칭부 11. 유·무선 송신부
13. 제어부 15. 유·무선 수신부
17. 서버 19. 광케이블
21. 수광부 23. 전류 전압 변환부
25. 1차 증폭부 27. 1차 로우 패스 필터
29. 2차 증폭부 31. 2차 로우 패스 필터
33. 오프셋 조정부 35. 기준 전압 발생부
37. 비교부 39. 3차 로우 패스 필터
41. 신호 탐지부 43. 제1 저항
45. 제1 오피 앰프 47. 가변 저항
49. 제2 오피 앰프 51. 제2 저항
53. 제3 저항 55. 제3 오피 앰프
57. 누설 전류 감지 센서부 59. 증폭부
61. 로우 패스 필터 63. A/D 컨버터
65. IF 대역 상향 변환 혼합기 67. 송신용 IF 국부 발진기
73. 송신용 채널 선택 필터 75. 송신용 RF 국부 발진기
77. RF 상향 변환 혼합기 79. 송신용 위상 고정 루프
81. 송신용 이미지 제거 필터 83. 송신용 구동 증폭기
85. 송신용 1차 대역 통과 필터 87. 송신용 전력 증폭기
89. 송신용 안테나 91. 송신용 2차 대역 통과 필터
93. 아이솔레이터 95. 수신용 안테나
97. 수신용 대역 통과 필터 99. 저잡음 증폭기
101. 수신용 이미지 제거 필터 103. 수신용 RF 국부 발진기
109. 수신용 위상 고정 루프 111. 수신용 채널 선택 필터
113. 수신용 IF 증폭기 115. 수신용 IF 국부 발진기
117. 기저대역 하향 변환 혼합기1. Arc detection unit 3. Leakage current detection unit
9. Switching unit 11. Wired and wireless transmission unit
13. Control unit 15. Oil /
17. Server 19. Optical cable
21. Light receiving section 23. Current voltage converting section
25. First Amplifier 27. First Low Pass Filter
29. Second Amplifier 31. Second Low Pass Filter
33. Offset adjusting unit 35. Reference voltage generating unit
37. Comparison section 39. Third order low-pass filter
41. Signal detection unit 43. First resistance
45. First Op Amp 47. Variable Resistor
49. Second Op Amp 51. Second Resistor
53. Third resistor 55. Third op amp
57. Leakage current detection sensor 59. Amplifier
61. Low-pass filter 63. A / D converter
65. IF band upconversion mixer 67. Transmission IF local oscillator
73. Transmission channel selection filter 75. Transmission RF local oscillator
77. RF upconversion mixer 79. Phase locked loop for transmission
81. Transmission image rejection filter 83. Transmission drive amplifier
85. Transmission primary band-pass filter 87. Power amplifier for transmission
89. Transmission antenna 91. Secondary band-pass filter for transmission
93. Isolator 95. Receiving antenna
97. Receiving bandpass filter 99. Low noise amplifier
101. Reception image rejection filter 103. Receiving RF local oscillator
109. Receive phase locked loop 111. Receive channel selection filter
113. Receiving IF amplifier 115. Receiving IF local oscillator
117. Baseband downconversion mixer

Claims (4)

태양광 발전 시스템의 접속반 내에서 발생 된 아크(Arc)를 감지하는 아크 감지부(1)와;
태양광 발전 시스템의 접속반 내 전기 선로로부터 누설 전류를 감지하는 누설 전류 감지부(3);
상기 아크 감지부(1)에 의해 접속반 내 아크가 감지되거나 누설 전류 감지부(3)에 의해 접속반 내 전기 선로로부터 누설 전류가 감지되었을 때 태양광 전지 어레이와 인버터 사이에 연결된 전기 선로를 개폐하는 스위칭부(9)를 제어하여 스위칭부(9)의 스위치를 오픈(Open)시킴으로써 인버터로 입력되는 전류를 차단하여 인버터와, 인버터와 연결된 부하 및 전기 선로를 1차적으로 보호하고 아크 감지 코드나 누설 전류 감지 코드를 유·무선 송신부(11)로 전송하는 제어부(13);
상기 제어부(13)로부터 전송된 아크 감지 코드나 누설 전류 감지 코드를 유·무선 통신을 통해 유·무선 수신부(15)로 전송하는 유·무선 송신부(11);
상기 유·무선 송신부(11)로부터 유·무선 통신을 통해 아크 감지 코드나 누설 전류 감지 코드를 수신받은 다음 아크 감지 코드나 누설 전류 감지 코드를 서버(17)로 전송하는 유·무선 수신부(15);
및 상기 유·무선 수신부(15)로부터 아크 감지 코드나 누설 전류 감지 코드를 수신받았을 때 유·무선 통신을 통해 태양광 발전 시스템의 관리자가 소지한 단말기에 아크 발생 사실이나 누설 전류 발생 사실을 통지하는 서버(17)로 이루어지고,
상기 아크 감지부(1)는 접속반 내 아크 발생시 입력단을 통해 섬광을 받아들인 다음 받아들인 섬광을 출력단을 통해 수광부(21)로 전달하는 광케이블(19)과;
포토 다이오드(Photo Diode)로서 상기 광케이블(19)의 출력단으로부터 빠져나오는 섬광의 휘도에 따라 통과 전류량을 조절하는 수광부(21);
상기 수광부(21)를 통과하는 전류량을 수광부(21)를 통과하는 전류량에 비례하는 전압으로 변환하여 출력하는 전류 전압 변환부(23);
상기 전류 전압 변환부(23)로부터 출력되는 미소 전압을 1차 증폭하는 1차 증폭부(25);
상기 1차 증폭부(25)로부터 출력되는 고주파 신호를 1차 감쇄하는 1차 로우 패스 필터(27)(Low Pass Filter);
상기 1차 로우 패스 필터(27)로부터 출력되는 전압을 2차 증폭하는 2차 증폭부(29);
상기 2차 증폭부(29)로부터 출력되는 고주파 신호를 2차 감쇄하는 2차 로우 패스 필터(31);
상기 2차 로우 패스 필터(31)로부터 출력되는 DC 오프셋(Direct Current Offset)을 조정하는 오프셋(Offset) 조정부(33);
특정 레벨의 기준(Reference) 전압을 출력하는 기준 전압 발생부(35);
상기 오프셋 조정부(33)로부터 출력되는 전압이 기준 전압 발생부(35)로부터 출력되는 전압보다 높으면 하이(High) 디지털 신호를 출력하는 반면, 상기 오프셋 조정부(33)로부터 출력되는 전압이 기준 전압 발생부(35)로부터 출력되는 전압보다 낮으면 로우(Low) 디지털 신호를 출력하는 비교부(37);
상기 오프셋 조정부(33)로부터 출력된 전압이 기준 전압 발생부(35)로부터 출력된 전압의 경계선에 도달하였을 때 비교부(37)로부터 출력되는 고주파 신호를 억제하는 3차 로우 패스 필터(39);
및 상기 3차 로우 패스 필터(39)로부터 상승 에지(edge) 신호나 하이(High) 디지털 신호 또는 하강 에지(edge) 신호가 출력될 경우 제어부(13)에 아크(Arc)가 발생 되었다는 제어 신호를 전송하는 신호 탐지부(41)로 구성되며,
상기 오프셋(Offset) 조정부(33)는 양 끝단에 플러스 전압(+V)과 마이너스 전압(-V)이 공급되는 가변 저항(47)과;
일단이 상기 가변 저항(47)의 분압 출력단에 연결되고 타단이 제2 오피 앰프(49)의 반전 입력 단자에 연결된 제2 저항(51);
일단이 제2 오피 앰프(49)의 반전 입력 단자에 연결되고 타단이 제2 오피 앰프(49)의 출력 단자에 연결된 제3 저항(53);
및 비반전 입력 단자로 입력된 2차 로우 패스 필터(31)의 DC 오프셋을
Figure 112017028594415-pat00012
범위만큼 조절하는 제2 오피 앰프(49)로 이루어지고,
상기 비교부(37)는 비반전 입력 단자에 오프셋 조정부(33)의 출력 신호가 입력되고 반전 입력 단자에 기준 전압 발생부(35)의 출력 신호가 입력되어 오프셋 조정부(33)의 출력 전압이 기준 전압 발생부(35)의 출력 전압보다 높으면 하이(High) 디지털 신호를 출력하는 반면 오프셋 조정부(33)의 출력 전압이 기준 전압 발생부(35)의 출력 전압보다 낮으면 로우(Low) 디지털 신호를 출력하는 제3 오피 앰프(55)로 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 접속반 감시 장치.
An arc detection unit (1) for detecting an arc generated in a connection panel of the solar power generation system;
A leakage current detection unit (3) for detecting a leakage current from an electric line in a connection panel of the solar power generation system;
When an arc in the connection panel is detected by the arc detection unit 1 or a leakage current is detected from the electric line in the connection panel by the leakage current detection unit 3, the electric line connected between the solar cell array and the inverter is opened / The switching unit 9 is controlled to open the switch of the switching unit 9 to block the current input to the inverter so as to primarily protect the inverter and the load and the electric line connected to the inverter, A control unit (13) for transmitting a leakage current detection code to the radio communication unit (11);
A transmitting / receiving unit 11 for transmitting the arc detecting code or the leakage current detecting code transmitted from the controller 13 to the wire / wireless receiving unit 15 through wire / wireless communication;
Wireless receiving unit 15 for receiving an arc detecting code or a leakage current detecting code through wire / wireless communication from the wire / wireless transmitting unit 11 and then transmitting an arc detecting code or a leakage current detecting code to the server 17, ;
And when receiving an arc detection code or a leakage current detection code from the wire / wireless receiving unit 15, it notifies the terminal owned by the manager of the photovoltaic generation system via wire or wireless communication of the occurrence of an arc or the occurrence of a leakage current And a server 17,
The arc detection unit (1) includes an optical cable (19) for receiving a scintillation light through an input terminal when an arc is generated in a connection panel and then transferring the received scintillation light to the light receiving unit (21) through an output terminal;
A light receiving unit 21 as a photodiode for adjusting the amount of passing current according to the luminance of the scintillation light emitted from the output terminal of the optical cable 19;
A current-voltage conversion unit (23) for converting the amount of current passing through the light-receiving unit (21) into a voltage proportional to the amount of current passing through the light-receiving unit (21) and outputting the voltage;
A primary amplification unit (25) for primarily amplifying the microvoltage output from the current-voltage conversion unit (23);
A primary low-pass filter 27 (Low Pass Filter) for primarily attenuating high-frequency signals output from the primary amplifying unit 25;
A secondary amplifying unit 29 for secondary amplifying the voltage output from the primary low-pass filter 27;
A second-order low-pass filter 31 for second-order attenuating the high-frequency signal output from the second-order amplifying unit 29;
An offset adjuster 33 for adjusting a DC offset output from the second low-pass filter 31;
A reference voltage generator 35 for outputting a reference voltage of a specific level;
The voltage output from the offset adjusting unit 33 is output to the reference voltage generating unit 35 while the voltage output from the offset adjusting unit 33 is higher than the voltage output from the reference voltage generating unit 35, A comparator 37 for outputting a low digital signal when the voltage is lower than the voltage outputted from the comparator 35;
A third-order low-pass filter 39 for suppressing the high-frequency signal output from the comparator 37 when the voltage output from the offset adjusting unit 33 reaches the boundary line of the voltage output from the reference voltage generating unit 35;
And when a rising edge signal, a high digital signal or a falling edge signal is outputted from the third order low pass filter 39, a control signal indicating that an arc is generated in the controller 13 And a signal detecting unit 41 for transmitting signals,
The offset adjuster 33 includes a variable resistor 47 to which positive voltage (+ V) and negative voltage (-V) are supplied at both ends;
A second resistor (51) having one end connected to the voltage divider output terminal of the variable resistor (47) and the other end connected to the inverting input terminal of the second operational amplifier (49);
A third resistor 53 having one end connected to the inverting input terminal of the second operational amplifier 49 and the other end connected to the output terminal of the second operational amplifier 49;
And the DC offset of the second-order low-pass filter 31 input to the non-inverting input terminal
Figure 112017028594415-pat00012
And a second operational amplifier (49) for adjusting the gain of the second operational amplifier
The comparator 37 receives the output signal of the offset adjuster 33 at the non-inverting input terminal and the output signal of the reference voltage generator 35 at the inverting input terminal so that the output voltage of the offset adjuster 33 becomes the reference When the output voltage of the offset adjusting unit 33 is lower than the output voltage of the reference voltage generating unit 35, a low digital signal is outputted when the output voltage of the offset adjusting unit 33 is lower than the output voltage of the voltage generating unit 35 And a third operational amplifier (55) for outputting the output of the third operational amplifier (55).
삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 누설 전류 감지부(3)는 태양광 전지 어레이와 인버터 사이에 연결된 접속반 내 직류 선로로부터 누설 전류를 감지한 다음 누설 전류량에 비례하는 전압을 출력하는 누설 전류 감지 센서부(57)와;
상기 누설 전류 감지 센서부(57)로부터 출력되는 전압을 증폭하는 증폭부(59);
상기 증폭부(59)로부터 출력되는 고주파 성분을 감쇄하는 로우 패스 필터(61);
상기 로우 패스 필터(61)로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한 다음, 상기 제어부(13)와의 디지털 통신을 통해 제어부(13)에 디지털 신호로 변환된 누설 전류량을 전송하는 A/D 컨버터(63)를 포함하고,
상기 제어부(13)는 A/D 컨버터(63)로부터 전송된 디지털 값을 누설 전류량으로 환산한 다음 누설 전류량이 임계값 이상일 때 스위칭부(9)를 제어하여 인버터로 공급되는 전류를 끊고 누설 전류 발생 사실을 유·무선 송신부(11)로 전달하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 접속반 감시 장치.The method according to claim 1,
The leakage current sensing unit 3 senses a leakage current from the DC line in the connection half connected between the solar cell array and the inverter, and then outputs a voltage proportional to the leakage current.
An amplifying unit 59 for amplifying a voltage output from the leakage current detecting sensor unit 57;
A low-pass filter 61 for attenuating high-frequency components output from the amplifying unit 59;
An A / D converter (not shown) for converting an analog signal output from the low-pass filter 61 into a digital signal and then transmitting the amount of leakage current converted into a digital signal to the control unit 13 through digital communication with the control unit 13 63,
The control unit 13 converts the digital value transmitted from the A / D converter 63 into an amount of leakage current, and then controls the switching unit 9 when the amount of leakage current is equal to or greater than the threshold value to cut off the current supplied to the inverter, And transmits the fact to the wire / wireless transmitting unit (11).
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