KR102546243B1 - Arc detection cutoff device of photovoltaic module connector band using HF sensor and carrier frequency and method thereof - Google Patents

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KR102546243B1 KR1020230008068A KR20230008068A KR102546243B1 KR 102546243 B1 KR102546243 B1 KR 102546243B1 KR 1020230008068 A KR1020230008068 A KR 1020230008068A KR 20230008068 A KR20230008068 A KR 20230008068A KR 102546243 B1 KR102546243 B1 KR 102546243B1
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(주)씨에스텍
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Abstract

본 발명은 태양전지 어레이(20)와 인버터(30) 사이의 전선을 차단하는 하나 또는 그 이상의 차단기; 전선에 설치되어 고주파 신호를 감지하는 복수의 HF 센서(Hidrogen Fluoride Sensor); 전선에 반송파를 송신 및 수신하고, 수신된 반송파에서 아크 주파수를 검파하여 반송파 감지 데이터를 출력하는 반송파 구동부(130); 및 HF 센서(HF1, HF2)의 감지 데이터와 반송파 구동부(130)의 감지 데이터를 합성하여 아크가 감지되면 차단기(400)를 차단 제어하는 연산부재(300); 를 포함하는 HF 센서와 캐리어 주파수를 이용한 접속반의 태양광 접속반의 아크 검출 차단 장치에 관한 것이다. The present invention includes one or more circuit breakers for blocking wires between the solar cell array 20 and the inverter 30; A plurality of HF sensors (Hydrogen Fluoride Sensor) installed on wires to detect high-frequency signals; a carrier driver 130 that transmits and receives a carrier wave to a wire, detects an arc frequency from the received carrier wave, and outputs carrier sensing data; and a calculation member 300 that synthesizes the sensing data of the HF sensors HF1 and HF2 and the sensing data of the carrier driver 130 and controls the circuit breaker 400 to shut off when an arc is detected. It relates to an arc detection and blocking device for a solar connection panel of a connection panel using an HF sensor including a carrier frequency.

Description

HF 센서와 캐리어 주파수를 이용한 태양전지 접속반의 아크 검출 차단 장치 및 방법{Arc detection cutoff device of photovoltaic module connector band using HF sensor and carrier frequency and method thereof}Arc detection cutoff device of photovoltaic module connector band using HF sensor and carrier frequency and method thereof}

본 발명은 HF 센서와 캐리어 주파수를 이용한 태양전지 접속반의 아크 검출 차단 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an arc detection and blocking device and method for a solar cell junction panel using a HF sensor and a carrier frequency.

도 1은 접속반의 DC 측 케이블에 포함된 주파수의 집합의 예를 도시한 그래프, 도 2는 태양전지 어레이와 접속반 및 인버터를 도시한 블럭도이다. FIG. 1 is a graph showing an example of a set of frequencies included in a cable on the DC side of a connecting board, and FIG. 2 is a block diagram showing a solar cell array, a connecting board, and an inverter.

도 1 및 도 2를 참조하면, 태양전지 접속반(10)은 복수의 태양전지 어레이(20)로부터 출력된 DC를 통합하여 인버터(30)로 통합하여 출력한다. 태양전지 어레이(20)와 접속반 사이에는 DC용 케이블이 연결된다. 여기서 태양전지 아크는 직류전류가 흐르고 있는 회로에서 발생하는 일종의 방전현상으로서 접지전선을 통해 발생 할 수도 있고 전선의 꼬임, 노후 등에 의해 오랜 시간 탄화 현상으로 전선이 절연을 상실하여 발생할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the solar cell connection board 10 integrates DC output from the plurality of solar cell arrays 20 and outputs the integrated DC to the inverter 30 . A DC cable is connected between the solar cell array 20 and the connection board. Here, the solar cell arc is a kind of discharge phenomenon that occurs in a circuit in which direct current flows, and may occur through a ground wire or may occur due to a long-term carbonization phenomenon due to twisting and aging of the wire, which may cause the wire to lose insulation.

아크는 강한 발광을 동반하고 수천도에 이르는 고온을 동반함에 따라 발생과 동시에 최대한 빠르게 차단해서 화재로 이어지는 것을 방지하는 것이 중요하다. As the arc is accompanied by strong light emission and a high temperature of thousands of degrees, it is important to block it as quickly as possible at the same time as it occurs to prevent it from leading to a fire.

접속반(10)에서 태양전지 아크를 감지하는 종래의 기술 중, 아크폴트를 감지하는데 있어 특수한 재질의 철심에 코일을 감아 CT처럼 회로에 직렬로 접속하고 아크 고장 시에 아크발생 주파수를 검출하게 되는데 아크가 발생 할 경우 센서에서 나오는 고주파 계측값, 약 1메가 헬스를 검출하여 분해능 방식을 적용하고 아크폴트를 찾아내는 기술이 제안되었다. Among the conventional technologies for detecting solar cell arcs in the connection panel 10, in detecting arc faults, a coil is wound around an iron core made of a special material, connected in series to a circuit like a CT, and an arc generation frequency is detected in case of an arc failure. When an arc occurs, a high-frequency measurement value from a sensor, about 1 mega health, is detected, and a resolution method is applied to find an arc fault.

그러나, 종래 기술은 아크 검출까지의 시간이 57mS UL1699B 안전기준에 충족한다 하였으나 주파수 대역이 너무 높고 검출 시간이 느린 약점이 있다. However, in the prior art, although the time to arc detection satisfies the UL1699B safety standard of 57 mS, the frequency band is too high and the detection time is slow.

또한, 종래에는 아크 방전사고를 0.25초 이하로 검출 및 차단하는 기술을 제안하였다. 하지만, 위와 같은 종래기술은 DC 아크 검출 및 차단 관련 기술이 완벽하지는 않아 외국에서도 오동작이 빈번하게 발생하고 있는 추세로 알려져 있다. In addition, conventionally, a technique for detecting and blocking an arc discharge accident in 0.25 seconds or less has been proposed. However, the prior art as described above is known as a trend in which malfunctions frequently occur in foreign countries because the technology related to detecting and blocking DC arcs is not perfect.

그리고 작금에 제작되는 인버터(30)는 역류용 다이오드가 과열 때문에 설치를 기피하고 있어 태양전지 인출선 중간에 아크가 발생되면 역류현상으로 발전소 가동을 멈추어야하는 폐단이 빈번히 발생한다. In addition, the inverter 30 manufactured recently avoids installation of a backflow diode because of overheating, so when an arc is generated in the middle of the solar cell lead line, the power plant operation must be stopped due to a backflow phenomenon.

즉, 접속반(10)에 연결되는 케이블에는 도 1에 도시된 바와 같이 스위치 개폐 여부나 기타 부하의 작동에 따라 다양한 형상의 노이즈가 혼합된 상태이며, 이와 같은 노이즈들 속에서 정확한 아크를 감지하기가 무척 어려운 일로서 이를 완전하게해결할 수 있는 기술 개발이 시급한 실정이다. That is, as shown in FIG. 1, in the cable connected to the connection board 10, various shapes of noise are mixed depending on whether the switch is opened or closed or other loads are operated, and it is difficult to detect an accurate arc in such noise. It is a very difficult task, and it is urgent to develop a technology that can completely solve this problem.

KRKR 10-1677930 10-1677930 B1(2016.11.15)B1(2016.11.15)

본 발명은 태양광 접속반에서 DC 측 전원 케이블에서 다양한 고주파 성분이 함유되었다 하더라도 정확한 아크검출이 이루어질 수 있는 HF 센서와 캐리어 주파수를 이용한 태양광 접속반의 아크 검출 차단 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide an arc detection and blocking device and method for a solar junction box using an HF sensor and a carrier frequency capable of accurate arc detection even when various high-frequency components are contained in a DC-side power cable in a solar junction box. do.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함할 수 있다. The present invention may include the following embodiments in order to achieve the above object.

본 발명의 실시예는 태양전지 어레이와 인버터 사이의 전선을 차단하는 하나 또는 그 이상의 차단기와, 전선에 설치되어 고주파 신호를 감지하는 복수의 HF 센서(Hidrogen Fluoride Sensor), 전선에 반송파를 송신 및 수신하고, 수신된 반송파에서 아크 주파수를 검파하여 반송파 감지 데이터를 출력하는 반송파 구동부와, 및 HF 센서(HF1, HF2)의 감지 데이터와 반송파 구동부의 감지 데이터를 합성하여 아크가 감지되면 차단기를 차단 제어하는 연산부재를 포함하는 HF 센서와 캐리어 주파수를 이용한 접속반의 태양광 접속반의 아크 검출 차단 장치를 제공할 수 있다. An embodiment of the present invention includes one or more breakers for blocking the wire between the solar cell array and the inverter, a plurality of HF sensors (Hdrogen Fluoride Sensor) installed on the wire to detect high-frequency signals, transmitting and receiving carrier waves on the wire And, a carrier driver for detecting the arc frequency from the received carrier and outputting carrier detection data, and synthesizing the detection data of the HF sensors (HF1 and HF2) and the detection data of the carrier driver to control the circuit breaker to be cut off when an arc is detected. It is possible to provide an arc detection and blocking device of a solar connection panel of a connection panel using an HF sensor including a calculation member and a carrier frequency.

위 실시예에서, HF 센서는 제1 HF 센서와, 제2 HF 센서를 포함하고, 제1 HF 센서와 제2 HF 센서는 접지선에 병렬 연결된다. In the above embodiment, the HF sensor includes a first HF sensor and a second HF sensor, and the first HF sensor and the second HF sensor are connected in parallel to the ground line.

또한, 제1 HF 센서와 제2 HF 센서는 고주파 철심의 링에 코일이 감겨지는 것을 특징한다. In addition, the first HF sensor and the second HF sensor are characterized in that a coil is wound around a ring of a high-frequency iron core.

또한, 본 발명의 실시예는 복수의 CT 센서(CurrentTransformer Sensor)와, CT 센서들의 감지 데이터와 반송파 구동부의 감지 데이터를 합성하여 연산부재에 출력하는 데이터 합성부를 더 포함할 수 있다.In addition, an embodiment of the present invention may further include a plurality of CT sensors (Current Transformer Sensor) and a data synthesis unit that synthesizes sensing data of the CT sensors and sensing data of the carrier driver and outputs the synthesized data to the calculation member.

위 실시예는 CT 센서의 감지 데이터에서 고조파 노이즈를 필터링하는 제3 저주파 필터 및 제3 저주파 필터를 거친 감지 데이터를 증폭하여 데이터 합성부로 출력하는 제1 증폭기를 더 포함한다. The above embodiment further includes a third low-frequency filter for filtering harmonic noise from sensed data of the CT sensor and a first amplifier for amplifying the sensed data that has passed through the third low-frequency filter and outputting the amplified result to the data synthesis unit.

위 실시예는 연산부재는 HF 센서의 감지 데이터와 기준신호와, 데이터 합성부에서 출력된 합성 데이터를 합성하는 제1 합성 모듈 및 제1 합성 모듈의 감지신호에 따라 차단기를 차단 제어하는 연산모듈을 포함할 수 있다. In the above embodiment, the arithmetic member comprises a first synthesis module for synthesizing the detected data and reference signal of the HF sensor and the synthesized data output from the data synthesizer, and an arithmetic module for blocking and controlling the circuit breaker according to the detection signal of the first synthesizing module. can include

본 발명의 다른 실시예는, a)각각 부하에 연결되는 전선을 차단하는 복수의 차단기에 설치되는 복수의 CT 센서의 감지 데이터와, 전선에 송신된 반송파를 수신하여 혼합 복조 및 검파하여 아크 주파수 대역이 포함된 반송파 감지 데이터를 합성하는 단계와, b)HF 센서들의 고주파 감지 신호가 포함된 감지 데이터와 기준신호와 a)단계의 데이터 합성부가 출력하는 합성 데이터를 합성하는 단계와, c)연산모듈에서 b)단계의 합성 데이터에서 아크가 감지되면 차단기를 제어하는 단계를 포함할 수 있다. Another embodiment of the present invention, a) receiving the detection data of a plurality of CT sensors installed in a plurality of circuit breakers each blocking the wires connected to the load and the carrier wave transmitted to the wires, mixing, demodulating and detecting the arc frequency band synthesizing the included carrier detection data, b) synthesizing the detection data including the high frequency detection signals of the HF sensors, the reference signal, and the synthesized data output from the data synthesis unit in step a), c) a calculation module In the synthesized data of step b), when an arc is detected, a step of controlling a circuit breaker may be included.

따라서 본 발명은 복수의 부하가 연결되는 분전함에서 정확한 아크 검출이 가능함에 따라 고장 및 화재를 방지할 수 있어 안전성을 향상시킬 수 있고, 보다 적은 비용으로 시공이 가능한 효과가 있다. Therefore, the present invention has an effect of improving safety by preventing failure and fire by enabling accurate arc detection in a distribution box to which a plurality of loads are connected, and enabling construction at a lower cost.

도 1은 접속반의 DC 측 케이블에 포함된 주파수의 집합의 예를 도시한 그래프이다.
도 2는 태양전지 어레이와 접속반 및 인버터를 도시한 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 HF 센서와 캐리어 주파수를 이용한 HF 센서와 캐리어 주파수를 이용한 태양전지 접속반의 아크 검출 차단 장치를 도시한 블럭도이다.
도 4는 도 3의 상세 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 간략 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 HF 센서와 캐리어 주파수를 이용한 태양전지 접속반의 아크 검출 차단 방법을 도시한 순서도이다.
도 7은 S100 단계를 도시한 순서도이다.
도 8은 S200 단계를 도시한 순서도이다.
도 9는 S300 단계를 도시한 순서도이다.
도 10 내지 도 14는 측정된 파형을 촬영한 사진이다.
1 is a graph showing an example of a set of frequencies included in a cable on the DC side of a connecting board.
2 is a block diagram showing a solar cell array, a connecting board, and an inverter.
3 is a block diagram showing an arc detection and blocking device for a solar cell connecting panel using an HF sensor and a carrier frequency according to the present invention.
4 is a detailed view of FIG. 3 .
5 is a schematic diagram illustrating another embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of detecting and blocking an arc of a solar cell connection panel using a HF sensor and a carrier frequency according to the present invention.
7 is a flowchart illustrating step S100.
8 is a flowchart illustrating step S200.
9 is a flowchart illustrating step S300.
10 to 14 are photographs of measured waveforms.

이하, 본 발명의 일실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 그러나 이는 본 발명의 범위를 한정하려고 의도된 것은 아니다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. However, this is not intended to limit the scope of the present invention.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.In addition, the size or shape of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms specifically defined in consideration of the configuration and operation of the present invention are only for describing the embodiments of the present invention, and do not limit the scope of the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 HF 센서와 캐리어 주파수를 이용한 태양광 접속반의 아크검출 차단 장치를 도시한 블럭도이고, 도 4는 도 3의 상세 도면이다. FIG. 3 is a block diagram showing an arc detection and blocking device for a solar junction panel using a HF sensor and a carrier frequency according to the present invention, and FIG. 4 is a detailed view of FIG. 3 .

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명은 접속반에서 아크를 감지하여 태양전지 어레이(20)와 인버터(30), 외부 전원라인을 차단하도록 복수의 차단기(400)를 제어하는 것을 특징으로 한다. 2 and 3, the present invention is characterized in that a plurality of circuit breakers 400 are controlled to cut off the solar cell array 20, the inverter 30, and the external power line by detecting an arc in the connection panel. .

구체적으로 본 발명은 접속반(10)에서 HF 센서부(110)와 전류 센서부(120)와 반송파 구동부(130)를 구비한 센서부재(100)와, 필터부(210)와 증폭부(220) 및 데이터 합성부(230)를 포함한 신호처리부재(300)와, 연산부재(300)와, 메인 차단기(M)와, 복수의 차단기(400)와 기준신호 생성부(500)를 포함할 수 있다. Specifically, the present invention relates to a sensor member 100 having a HF sensor unit 110, a current sensor unit 120, and a carrier wave driver 130 in the connection board 10, a filter unit 210, and an amplification unit 220 ) And a signal processing member 300 including a data synthesis unit 230, a calculation member 300, a main circuit breaker (M), a plurality of circuit breakers 400 and a reference signal generator 500 may be included. there is.

필터부(210)와 증폭부(220) 및 데이터 합성부(230)는 하나의 제어보드로서 설치될 수 있다. The filter unit 210, the amplification unit 220, and the data synthesis unit 230 may be installed as one control board.

또한 기준신호 생성부(500)는 외부 계통 전원 라인에 연결되어 제어보드에 공급전원을 공급함과 동시에 구형파의 기준신호를 생성 및 출력한다. 이를 위해 기준신호 생성부는 광전 변환 모듈과, 버퍼를 포함할 수 있다 In addition, the reference signal generation unit 500 is connected to an external system power line to supply power to the control board and simultaneously generates and outputs a square wave reference signal. To this end, the reference signal generator may include a photoelectric conversion module and a buffer.

HF 센서부(110)는 전기화학식(Hidrogen Fluoride Sensor)로서 전선에 포함된 고주파들을 감지하는 복수의 HF 센서(HF1, HF2)를 포함한다. 여기서 HF 센서부(110)는 제1 전선의 고주파를 감지하는 제1 HF 센서(HF1)와, 제2 전선의 고주파를 감지하는 제2 HF 센서(HF2)를 포함한다. The HF sensor unit 110 has a hydrogen fluoride sensor and includes a plurality of HF sensors HF1 and HF2 that sense high frequencies included in the wire. Here, the HF sensor unit 110 includes a first HF sensor HF1 for detecting the high frequency of the first wire and a second HF sensor HF2 for detecting the high frequency of the second wire.

여기서 제1 HF 센서(HF1)와 제2 HF 센서(HF2)는 태양전지 어레이(20)에서 인버터(30) 사이의 선로에서 설치되되, 접지선 및/또는 충전부(도시되지 않음)에 병렬 연결된다.Here, the first HF sensor HF1 and the second HF sensor HF2 are installed on a line between the solar cell array 20 and the inverter 30, and are connected in parallel to a ground line and/or a charging unit (not shown).

바람직하게는 제1 HF 센서(HF1) 및 제2 HF 센서(HF2)의 감지 데이터(고주파 감지 신호)를 출력하는 출력 라인을 페라이트 보다 주파수 특성이 낮은 재료로서 출력 라인을 구성하는 것이다. 이는 임피던스 저항에 따른 신호 손실을 방지하기 위한 것이다. Preferably, the output line for outputting the detection data (high frequency detection signal) of the first HF sensor HF1 and the second HF sensor HF2 is made of a material having a lower frequency characteristic than ferrite. This is to prevent signal loss due to impedance resistance.

즉, 제1 HF 센서(HF1)와 제2 HF 센서(HF2)는 고주파 철심의 링에 코일을 감아 유도전류에 의해 높은 주파수를 검출하도록 제작할 수 있다. That is, the first HF sensor HF1 and the second HF sensor HF2 may be manufactured to detect high frequencies by induction current by winding a coil around a ring of a high frequency iron core.

또한, 제1 HF 센서(HF1)와 제2 HF 센서(HF2)는, 예를 들면, 인버터(30) 1차 선로의 N선과 P선에 각각 설치한다. 이는 도 1에 도시된 바와 같이 무수히 많은 고조파에 의한 주파수들을 제거하기 위한 것이다. In addition, the first HF sensor HF1 and the second HF sensor HF2 are respectively provided on the N line and the P line of the primary line of the inverter 30, for example. As shown in FIG. 1, this is to remove frequencies caused by innumerable harmonics.

예를 들면, HF 센서는 병렬 쌍으로 설치하면, 한 그룹의 ZCT 역할을 수행하기 때문에 인버터(30)에서 역류하여 발생하는 가청 주파수 이상의 다양한 이들의 주파수들이 마이너스 대역에서 플러스 대역으로 교차 할 때 같은 크기의 주기함수를 가지고 있는 펄스를 페러데이 전자기유도법칙으로 소멸시킬 수 있다. For example, when HF sensors are installed in parallel pairs, they serve as a group of ZCTs, so when various frequencies above the audible frequency generated by reverse flow in the inverter 30 cross from the minus band to the plus band, the same size A pulse with a periodic function of can be extinguished by Faraday's law of electromagnetic induction.

다만, 아크에는 접지 접촉 불량의 저항 크기에 따라 강한불꽃이 발생하고 고열로 인해 전선이 용해되면서 흐르는 전류의 왜곡된 주파수에는 아크폴트가 반드시 존재한다. However, a strong spark is generated in the arc depending on the resistance of the ground contact failure, and an arc fault necessarily exists in the distorted frequency of the current flowing as the wire melts due to high heat.

그러므로 HF 센서(HF2, HF2)들은 병렬로 연결되어 있어 DC 전원속에 포함된 노이즈의 주기함수들을 모두 제거하고, 화재로 이어지는 진성아크 폴트만 검출할 수 있다. 하지만 도 11을 확인하여 보면, 아크 발생전 상황이나 고주파 센서 파형(HF 센서의 감지 데이터) 전체에서 노이즈를 확인할 수 있다. 즉 전력회사 기준으로 한 주기의 1°∼180°사이에는 불필요한 노이즈를 완전히 제거하지 못한다. Therefore, the HF sensors HF2 and HF2 are connected in parallel to remove all periodic functions of noise included in the DC power supply and detect only the intrinsic arc fault leading to fire. However, when checking FIG. 11 , noise can be confirmed in the pre-arc situation or in the entire high-frequency sensor waveform (detection data of the HF sensor). That is, unnecessary noise cannot be completely removed between 1° and 180° of a cycle based on the power company standard.

그러므로 본 발명은 이에 대한 대안으로서 후술되는 반송파(캐리어주파수)를 적용하였다. 이는 아래의 반송파 구동부(130)를 통해 설명한다. Therefore, the present invention applies a carrier wave (carrier frequency) described later as an alternative to this. This will be explained through the carrier driver 130 below.

전류 센서부(120)는 ZCT 센서(122)와, 복수의 CT 센서(Current Transformer Sensor)(121)를 포함한다. The current sensor unit 120 includes a ZCT sensor 122 and a plurality of CT sensors (Current Transformer Sensors) 121 .

이중 ZCT 센서(122)는 태양전지 어레이(20)와 인버터(30) 사이에서 누전 전류를 감지한다. ZCT 센서(122)는 누전 전류 감지 데이터를 연산부재(300)로 출력한다. The double ZCT sensor 122 senses leakage current between the solar cell array 20 and the inverter 30 . The ZCT sensor 122 outputs leakage current detection data to the calculation member 300 .

CT 센서(121)는 인버터(30)측 전선의 차단기(400)에 연결되는 전선에 설치되어 감지 데이터를 출력한다. 여기서 연산부재(300)는 CT 센서(121)에서 감지된 전류 변동율을 이용하여 아크를 감지할 수 있다. The CT sensor 121 is installed on a wire connected to the circuit breaker 400 of the wire on the inverter 30 side and outputs sensing data. Here, the calculation member 300 may detect the arc using the current fluctuation rate sensed by the CT sensor 121 .

반송파 구동부(130)는 제2 전선에 반송파를 송신하고, 제1 전선에서 반송파를 수신한다. 이와 같은 반송파는 아크 발생시 아크 주파수를 포함하게 되며, HF 센서부(110)의 고주파 감지 데이터와, CT 센서(121)의 전류 변동율 감지 데이터와 결합하여 정확한 아크를 감지할 수 있도록 한다. The carrier driver 130 transmits a carrier wave on the second wire and receives the carrier wave on the first wire. Such a carrier wave includes an arc frequency when an arc is generated, and is combined with high-frequency detection data of the HF sensor unit 110 and current fluctuation rate detection data of the CT sensor 121 to accurately detect an arc.

반송파 구동부(130)는 구체적으로 반송파를 제2 전선으로 출력하는 반송파 송신 모듈(131)과, 발진 및 변조하는 제1 발진 모듈(132)과, 제1 전선에서 반송파를 수신하는 반송파 수신 모듈(133)과, 반송파 수신 모듈(133)의 반송파 수신 데이터를 혼합 복조하는 복조 모듈(135)과, 반송파 송신 모듈(131)에서 출력된 반송파를 재생하는 제2 발진 모듈(134)을 포함할 수 있다. The carrier driver 130 includes, in detail, a carrier transmission module 131 outputting a carrier wave to a second wire, a first oscillation module 132 oscillating and modulating a carrier wave, and a carrier receiving module 133 receiving a carrier wave on the first wire. ), a demodulation module 135 that mixes and demodulates the carrier wave reception data of the carrier wave reception module 133, and a second oscillation module 134 that reproduces the carrier wave output from the carrier wave transmission module 131.

반송파 송신 모듈(131)은 제2전선에 반송파를 출력한다. 반송파는 PLC 통신 처럼 각 태양전지 어레이(20)에 연결되는 전선들에서 아크가 발생할 경우에 아크 주파수를 포함할 수 있다. The carrier wave transmission module 131 outputs the carrier wave to the second wire. The carrier wave may include an arc frequency when an arc occurs in wires connected to each solar cell array 20 like PLC communication.

제1 발진 모듈(132)은 위와 같은 반송파를 발진시키고, 반송파 송신 모듈(131)은 제1 발진 모듈(132)에서 발진된 주파수로 반송파를 가공하여 전선에 조사한다. 이때, 조사된 반송파는 예를 들면, 전선 통신처럼 각 부하회로 중 어느 하나에서 아크가 발생되면, 그 주파수가 반송파에 실려 되돌아 온다. The first oscillation module 132 oscillates the carrier wave as described above, and the carrier transmission module 131 processes the carrier wave at a frequency oscillated by the first oscillation module 132 and irradiates the electric wire. At this time, when an arc is generated in any one of the load circuits, for example, as in wire communication, the frequency of the irradiated carrier comes back with the carrier.

반송파 수신 모듈(133)은 제1전선에서 반송파를 수신한다. 반송파는 아크가 발생할 아크 주파수를 포함하여 되돌아 오며, 반송파 수신 모듈(133)은 이를 수신한다. The carrier wave receiving module 133 receives a carrier wave on the first wire. The carrier wave is returned including the arc frequency at which the arc will occur, and the carrier wave receiving module 133 receives it.

복조 모듈(135)은 반송파 송신 모듈(131)에서 송신된 반송파(캐리어 주파수)를 재생하도록 제2 발진 모듈(134)을 구동시키고, 재생된 반송파와 수신된 반송파를 혼합하여 아크 주파수만을 검파하는 방식으로 아크 주파수를 검출한다. The demodulation module 135 drives the second oscillation module 134 to reproduce the carrier wave (carrier frequency) transmitted from the carrier wave transmission module 131, mixes the reproduced carrier wave and the received carrier wave, and detects only the arc frequency. detect arc frequency.

복조 모듈(135)은 제2 발진 모듈(134)에서 국부 발진된 주파수와 반송파 수신 모듈(133)에서 수신된 반송파를 혼합하여 새로운 주파수로 변조(이하 반송파 감지 데이터 칭함)한다. 복조 모듈(135)에서 변조된 신호(반송파 감지 데이터)는 전선에 송신된 반송파 외에 성분(아크 주파수)이 될 수 있다. The demodulation module 135 mixes the frequency locally oscillated by the second oscillation module 134 and the carrier received by the carrier receiving module 133 and modulates the frequency to a new frequency (hereinafter referred to as carrier sensing data). The signal (carrier sensing data) modulated by the demodulation module 135 may be a component (arc frequency) in addition to the carrier wave transmitted on the wire.

필터부(210)는 CT 센서(121)와, 반송파 구동부(130) 및 HF 센서부(110)의 감지 데이터를 설정된 대역으로 한정하는 복수의 필터를 포함할 수 있다. 구체적으로 필터부(210)는 제1 HF 센서(HF1)와 제2 HF 센서(HF2)의 감지 데이터를 필터링하는 제1 저주파 필터(211)와 제2 저주파 필터(212)를 포함한다. The filter unit 210 may include a plurality of filters that limit the detected data of the CT sensor 121, the carrier wave driver 130, and the HF sensor unit 110 to a set band. In detail, the filter unit 210 includes a first low-frequency filter 211 and a second low-frequency filter 212 filtering the detected data of the first HF sensor HF1 and the second HF sensor HF2.

제1 저주파 필터(211)와 제2 저주파 필터(212)는 제1 HF 센서(HF1)와 제2 HF 센서(HF2)에서 각각 출력되는 감지 데이터에서 설정된 대역으로 고조파 노이즈를 필터링한다.The first low-frequency filter 211 and the second low-frequency filter 212 filter harmonic noise with a band set in sensing data output from the first HF sensor HF1 and the second HF sensor HF2, respectively.

또한, 필터부(210)는 CT 센서(121)의 감지 데이터를 저주파 필터링 하는 제3 저주파 필터(213)를 포함할 수 있다. 제3 저주파 필터(213)는 CT 센서(121)에서 출력된 전류 감지 데이터 중 고조파 노이즈를 필터링한다. In addition, the filter unit 210 may include a third low-frequency filter 213 for low-frequency filtering of the detected data of the CT sensor 121 . The third low-frequency filter 213 filters harmonic noise among current sensing data output from the CT sensor 121 .

증폭부(220)는 고주파 오차 증폭기(223)와, 제1 증폭기(221)와 제2 증폭기(222)를 포함한다. The amplifier 220 includes a high frequency error amplifier 223, a first amplifier 221 and a second amplifier 222.

이중 고주파 오차 증폭기(223)는 제1 저주파 필터(211)와 제2 저주파 필터(212)를 통과한 제1 HF 센서(HF1)의 고주파와 제2 HF 센서(HF2)의 고주파 간의 오차를 연산 및 증폭하여 하나의 고주파 신호로 합성하여 출력한다. The dual high frequency error amplifier 223 calculates an error between the high frequency of the first HF sensor HF1 and the high frequency of the second HF sensor HF2 passing through the first low frequency filter 211 and the second low frequency filter 212 and It is amplified and synthesized into one high-frequency signal and output.

제1 증폭기(221)는 제3 저주파 필터(213)를 통과한 CT 센서(121)의 전류 감지 데이터를 증폭한다.The first amplifier 221 amplifies current sensing data of the CT sensor 121 that has passed through the third low frequency filter 213 .

제2 증폭기(222)는 혼합 복조 모듈(135)을 통과한 반송파 감지 데이터를 증폭한다.The second amplifier 222 amplifies carrier sensing data that has passed through the mixing and demodulation module 135 .

데이터 합성부(230)는 제1 증폭기(221)와 제2 증폭기(222)에서 각각 증폭된 CT 센서(121)의 전류 감지 데이터와 반송파 감지 데이터를 합성한다. 여기서 데이터 합성부(230)는 전류 감지 데이터와 반송파 감지 데이터 중 아크 주파수가 모두 포함되었을 경우에만 합성 데이터를 출력한다. The data synthesis unit 230 synthesizes current sensing data and carrier sensing data of the CT sensor 121 amplified by the first amplifier 221 and the second amplifier 222, respectively. Here, the data synthesis unit 230 outputs synthesized data only when the arc frequency is included in both the current sensing data and the carrier sensing data.

즉, 데이터 합성부(230)는 AND 게이트로서 양측 신호가 모두 아크가 포함되었을 경우에만 합성 데이터를 출력한다. That is, the data synthesizer 230 is an AND gate and outputs synthesized data only when both signals include an arc.

기준신호 생성부(500)는 외부 계통 전원의 입력측에 설치되는 광전변환 모듈(510)과, 광전변환 모듈(510)에서 출력된 신호를 설정 레벨의 펄스로 변환 및 출력하는 변조모듈(520)을 포함한다. 변조모듈(520)에서 출력되는 기준신호는 도 10 의 전원주파수 모듈레이션에 해당된다. The reference signal generator 500 includes a photoelectric conversion module 510 installed on the input side of the external system power and a modulation module 520 that converts and outputs the signal output from the photoelectric conversion module 510 into pulses of a set level. include The reference signal output from the modulation module 520 corresponds to the power frequency modulation of FIG. 10 .

연산부재(300)는 고주파 오차 증폭기(223)에서 출력된 HF 센서부(110)의 고주파 신호의 주파수를 카운팅하는 주파수 카운터(311)와, 기준신호와 HF 센서부(110)의 고주파 신호를 합성하는 제1 합성 모듈(312)과, 연산모듈(340)과, 통신 모듈(320)과, 부저 및 온도센서(또는 온도계)를 포함한다. The calculation member 300 combines the reference signal and the high frequency signal of the HF sensor 110 with the frequency counter 311 that counts the frequency of the high frequency signal of the HF sensor unit 110 output from the high frequency error amplifier 223. It includes a first synthesis module 312, an arithmetic module 340, a communication module 320, a buzzer and a temperature sensor (or thermometer).

주파수 카운터(311)는 설정 시간당 펄스 숫자를 측정한다. 이와 같은 측정 결과는 아크 펄스의 변별력을 높일 수 있다. The frequency counter 311 measures the number of pulses per set time. Such a measurement result may increase arc pulse discrimination.

제1 합성 모듈(312)은 기준신호와 HF 센서부(110)의 감지 데이터와, 반송파 및 CT 센서(121)의 합성 데이터를 2차 합성한다. 여기서 기준신호는 기준신호 발생부(500)에서 광전 변환에 따른 구형파에 해당한다. The first synthesizing module 312 secondarily synthesizes the reference signal, sensed data of the HF sensor unit 110, and synthesized data of the carrier wave and the CT sensor 121. Here, the reference signal corresponds to a square wave according to photoelectric conversion in the reference signal generator 500 .

예를 들면, 제1 합성 모듈(312)은 HF 센서부(110)의 감지 데이터와, 반송파 및 CT 센서(121)의 합성 데이터 중 어느 하나에서 아크가 포함되지 않으면 '0', 모두에서 아크 성분이 감지되면 '1'을 출력하는 AND 게이트로 구성될 수 있다. 즉, 제1 합성 모듈(312)은 입력된 2개의 감지 데이터가 모두 아크성분이 검출되었을 때만 합성 데이터를 출력한다.For example, the first synthesis module 312 calculates '0' when no arc is included in any one of the sensing data of the HF sensor unit 110 and the synthesis data of the carrier and CT sensor 121, and the arc component in both. It can be composed of an AND gate that outputs '1' when it is sensed. That is, the first synthesis module 312 outputs synthesis data only when arc components are detected in both input sense data.

통신 모듈(320)은 아크 발생 감지 신호를 송신한다. 여기서 통신 모듈(320)은 인터넷의 TCP/IP, 와이파이 통신 등의 유·무선통신 장치로서, 원격지에 위치한 모니터링 단말, 서버, 모바일 단말 등의 아크 발생 정보를 수신하는 통신 가능한 단말이거나, 원거리에 위치한 경보기와 정보를 송신할 수 있다. The communication module 320 transmits an arc generation detection signal. Here, the communication module 320 is a wired/wireless communication device such as Internet TCP/IP or Wi-Fi communication, and is a communication capable terminal for receiving arc generation information such as a monitoring terminal, server, or mobile terminal located in a remote location, or a remotely located terminal. Alerts and information can be transmitted.

연산모듈(340)은 제1 합성 모듈(316)의 합성 데이터가 수신되면, 아크 발생 유무를 연산하여 차단기(400)를 차단 제어할 수 있다. 이는 도 12와 도 13을 참조하여 설명한다. When synthesized data of the first synthesizing module 316 is received, the calculation module 340 calculates whether an arc is generated and controls the circuit breaker 400 to shut off. This will be described with reference to FIGS. 12 and 13 .

도 12는 아크 발생 후 전체 파형을 측정한 파형이고, 도 13은 스위치 개폐 동요에 의한 아크 상황을 감지하여 출력된 파형이다. 연산모듈(340)은 위와 같은 상황에서 태양전지 어레이(20)의 출력측에 설치된 차단기(400)와, 인버터(30)의 입력측에 설치된 차단기와, 외부 계통전원의 입력측에 설치된 차단기(400)를 동시에 제어한다. 이와 같은 측정된 파형을 통해 확인한 결과, 본 발명은 HF 센서 및 CT 센서와 반송파의 조합을 통하여 정확하게 아크를 감지할 수 있다. 12 is a waveform obtained by measuring the entire waveform after arc generation, and FIG. 13 is a waveform output by detecting an arc situation caused by fluctuations in switching opening and closing. In the above situation, the calculation module 340 simultaneously operates the breaker 400 installed on the output side of the solar cell array 20, the breaker 400 installed on the input side of the inverter 30, and the breaker 400 installed on the input side of the external grid power. Control. As a result of confirmation through the measured waveform, the present invention can accurately sense the arc through the combination of the HF sensor and the CT sensor and the carrier wave.

차단기(400)는 복수로서 태양전지 어레이(20)와 인버터(30) 간 선로 별로 설치될 수 있다. 예를 들면, 차단기는 태양전지 어레이(20)의 출력측에 제1 차단기(MC1)가 설치되고, 인버터(30)의 입력측 선로에 제2 차단기(MC2)가 설치되고, 외부 계통 라인측에 제3 차단기(MC3)가 설치될 수 있다. A plurality of breakers 400 may be installed for each line between the solar cell array 20 and the inverter 30 . For example, as for the circuit breaker, the first circuit breaker MC1 is installed on the output side of the solar cell array 20, the second circuit breaker MC2 is installed on the input side line of the inverter 30, and the third circuit breaker MC2 is installed on the external system line side. A circuit breaker (MC3) may be installed.

또한, 인버터(30)의 출력측(AC 출력)에 제4 차단기(MC4)가 설치될 수 있다. In addition, a fourth circuit breaker MC4 may be installed on the output side (AC output) of the inverter 30 .

이와 같은 복수의 차단기(400)는 연산모듈(340)의 아크 감지 여부에 따라 선택적으로 제어가 가능하다. Such a plurality of breakers 400 can be selectively controlled according to whether the calculation module 340 detects an arc.

상술한 설명은 태양전지 어레이(20)와 인버터(30)간의 선로에서 아크를 감지하는 일실시예를 설명한 것이다. The above description describes an embodiment of detecting an arc in a line between the solar cell array 20 and the inverter 30 .

여기서 태양전지 어레이(20)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수가 하나의 인버터(30)로 연결될 수 있다. 따라서 각각의 태양전지 어레이(20)는 인버터(30)와 별도의 선로로 연결된다. 그러므로 본 발명은 각 태양전지 어레이(20)의 연결 전선 별로 아크를 감지하도록 연결될 수 있고, 연산부재는 복수의 태양전지 어레이(20)들의 개별 전선을 선택적으로 차단 및/또는 해제가 가능하다. As shown in FIG. 5 , a plurality of solar cell arrays 20 may be connected to one inverter 30 . Therefore, each solar cell array 20 is connected to the inverter 30 through a separate line. Therefore, the present invention can be connected to detect an arc for each connection wire of each solar cell array 20, and the calculation member can selectively block and/or release individual wires of a plurality of solar cell arrays 20.

본 발명은 상기와 같은 구성을 통해 달성되는 HF 센서와 캐리어 주파수를 이용한 태양광 접속반의 아크검출 차단 방법을 포함하며, 이는 도 6 내지 도 7을 참조하여 설명한다. The present invention includes an arc detection blocking method of a solar panel using a HF sensor and a carrier frequency achieved through the above configuration, which will be described with reference to FIGS. 6 and 7 .

도 6은 본 발명에 따른 HF 센서와 캐리어 주파수를 이용한 다채널 아크 검출 차단방법의 순서도이다. 6 is a flowchart of a multi-channel arc detection and blocking method using a HF sensor and a carrier frequency according to the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명은 CT 센서(121) 감지 데이터와 수신된 반송파 감지 데이터를 합성하는 S100 단계와, HF 센서부(110)의 감지 데이터와 S100 단계의 합성 데이터를 합성하는 S200 단계와, S200 단계의 합성 데이터에서 아크를 감지하는 S300 단계와, S300 단계에서 아크가 감지되면 차단기를 제어하는 S400 단계를 포함한다. Referring to FIG. 6 , the present invention includes a step S100 of synthesizing the CT sensor 121 sensed data and the received carrier sensed data, and a step S200 of synthesizing the sensed data of the HF sensor unit 110 and the synthesized data of step S100. , a step S300 of detecting an arc in the synthesized data of step S200, and a step S400 of controlling a circuit breaker when an arc is detected in step S300.

이중 S100 단계는 도 7, S200 단계는 도 8을 각각 참조하여 설명한다. Of these, step S100 will be described with reference to FIG. 7 and step S200 with reference to FIG. 8, respectively.

도 7은 S100 단계를 도시한 순서도이다. 7 is a flowchart illustrating step S100.

도 7을 참조하면, S100 단계는 CT 센서(121) 감지 데이터를 필터링하는 S111 단와, 필터링된 CT 센서(121) 감지 데이터를 증폭하는 S112 단계와, 반송파 수신 데이터를 혼합 복조하는 S121 단계와, 복조된 반송파 수신 데이터를 증폭하는 S122 단계와, 합성하는 S131 단계와, 합성 데이터에서 아크를 감지하는 S132 단계를 포함한다. Referring to FIG. 7 , step S100 includes a step S111 filtering CT sensor 121 sensed data, a step S112 amplifying the filtered CT sensor 121 sensed data, a step S121 mixing and demodulating carrier wave received data, and a demodulation step. A step S122 of amplifying the received carrier data, a step S131 of synthesizing, and a step S132 of detecting an arc in the synthesized data.

S111 단계는 CT 센서(121)에서 출력된 감지 데이터가 제3 저주파 필터(213)를 통해 상용 주파수를 제외한 나머지 주파수로서 출력하는 단계이다. Step S111 is a step of outputting the sensed data output from the CT sensor 121 as frequencies other than commercial frequencies through the third low-frequency filter 213 .

S112 단계는 제1 증폭기(221)에서 제3 저주파 필터(213)를 거친 CT 센서(121)의 감지 데이터를 증폭하여 데이터 합성부(230)로 출력하는 단계이다. Step S112 is a step of amplifying the sensed data of the CT sensor 121 that has passed through the third low-frequency filter 213 in the first amplifier 221 and outputting the amplified data to the data synthesis unit 230 .

S121 단계는 반송파 수신 데이터를 혼합 복조하는 단계이다. 여기서 반송파 구동부(130)는 반송파 송신 모듈(131)에서 제1 발진 모듈(132)에서 발진된 주파수로서 전선에 반송파를 출력한다. 그리고 반송파 수신 모듈(133)은 전선에서 반송파를 수신하고, 복조 모듈(135)은 제2 발진 모듈(134)에서 국부발진된 주파수를 혼합 및 복조하여 반송파 외에 주파수를 검파하여 출력한다. Step S121 is a step of mixing and demodulating carrier wave received data. Here, the carrier wave driver 130 outputs a carrier wave to the wire as a frequency oscillated by the first oscillation module 132 in the carrier wave transmission module 131 . The carrier receiving module 133 receives the carrier from the wire, and the demodulation module 135 mixes and demodulates the frequency locally oscillated by the second oscillation module 134 to detect and output a frequency other than the carrier.

S122 단계는 제2 증폭기(222)에서 복조 모듈(135)에서 출력된 반송파 감지 데이터를 증폭하는 단계이다. 제2 증폭기(222)는 반송파 감지 데이터를 증폭하여 데이터 합성부(230)로 출력한다.Step S122 is a step of amplifying the carrier sensing data output from the demodulation module 135 in the second amplifier 222 . The second amplifier 222 amplifies the carrier sensing data and outputs it to the data synthesis unit 230 .

S131 단계는 데이터 합성부(230)에서 CT 센서(121)의 감지 데이터와 반송파 수신 데이터를 합성하는 단계이다. Step S131 is a step of synthesizing the sensing data of the CT sensor 121 and the carrier wave reception data in the data synthesis unit 230 .

S132 단계는 데이터 합성부(230)가 CT 센서(121) 감지 데이터와 반송파 수신 데이터 모두에서 아크가 감지되면 제1 합성 모듈(312)로 합성데이터를 출력한다. In step S132, when the data synthesis unit 230 detects an arc in both the CT sensor 121 detection data and the carrier wave reception data, it outputs synthesis data to the first synthesis module 312.

도 8은 S200 단계를 도시한 순서도이다. 8 is a flowchart illustrating step S200.

도 8을 참조하면, S200 단계는 HF 센서부(110)의 감지 데이터를 필터링하는 S211 단계와, 필터링된 HF 센서부(110)의 감지 데이터를 증폭하는 S212 단계와, 기준신호와 S100 단계의 합성데이터와 증폭된 HF 센서 감지 데이터를 합성하는 S213 단계와, 합성 데이터에서 아크를 감지하는 S214 단계를 포함한다. Referring to FIG. 8 , step S200 includes step S211 of filtering the detected data of the HF sensor unit 110, step S212 of amplifying the filtered detected data of the HF sensor unit 110, and synthesis of the reference signal and step S100. A step S213 of synthesizing the data and the amplified HF sensor detection data and a step S214 of detecting an arc from the synthesized data.

S211 단계는 HF 센서부(110)의 감지 데이터를 저주파 필터링하는 단계이다. 여기서 HF 센서부(110)는 제1 HF 센서(HF1)와 제2 HF 센서(HF2)가 병렬 연결되며, 각각 제1 저주파 필터(211)와 제2 저주파 필터(212)에 감지 데이터를 출력한다. 따라서 제1 저주파 필터(211)와 제2 저주파 필터(212)는 HF 센서들의 감지 데이터에서 설정된 저주파 대역을 제외한 고조파 노이즈를 제거한다. Step S211 is a step of low-frequency filtering the sensed data of the HF sensor unit 110. Here, the HF sensor unit 110 has a first HF sensor HF1 and a second HF sensor HF2 connected in parallel, and outputs sensing data to the first low-frequency filter 211 and the second low-frequency filter 212, respectively. . Accordingly, the first low-frequency filter 211 and the second low-frequency filter 212 remove harmonic noise except for the low-frequency band set in the sensing data of the HF sensors.

S212 단계는 제1 저주파 필터(211)와 제2 저주파 필터(212)에서 각각 필터링된 HF 센서의 감지 데이터들의 오차를 연산 및 증폭하는 단계이다. 고주파 오차 증폭기(223)는 제1 저주파 필터(211)와 제2 저주파 필터(213)에서 각각 필터링된 HF 센서의 감지 데이터들의 오차를 연산하고, 그 차이를 증폭시켜 하나의 감지 데이터로 출력 한다. Step S212 is a step of calculating and amplifying errors of detected data of the HF sensor filtered by the first low-frequency filter 211 and the second low-frequency filter 212, respectively. The high-frequency error amplifier 223 calculates errors of the sensed data of the HF sensor filtered by the first low-frequency filter 211 and the second low-frequency filter 213, respectively, and amplifies the difference to output as one sensed data.

S213 단계는 제1 합성 모듈(312)에서 S100 단계의 합성 데이터와, 기준신호와, HF 센서의 감지 데이터를 합성하는 단계이다. 제1 합성 모듈(312)은 S100 단계에서 합성된 합성 데이터와, 필터링된 HF 센서(HF1, HF2)의 감지 데이터와 기준신호를 합성한다. Step S213 is a step of synthesizing the synthesized data of step S100, the reference signal, and the sensed data of the HF sensor in the first synthesizing module 312. The first synthesizing module 312 synthesizes the synthesized data synthesized in step S100, the filtered sensing data of the HF sensors HF1 and HF2, and the reference signal.

여기서 제1 합성 모듈(312)는 합성된 데이터 중 아크가 감지되면 합성 데이터를 제1 합성 모듈로 출력한다. Here, the first synthesis module 312 outputs the synthesis data to the first synthesis module when an arc is detected among the synthesized data.

S300 단계는 연산모듈(340)이 제1 합성 모듈(312)의 합성 데이터를 수신하여 아크를 감지하는 단계이다. 여기서 제1 합성 모듈(312)은 S100 단계의 합성 데이터와, HF 센서의 감지 데이터에서 아크가 포함되어 있다면 합성 데이터를 출력한다. Step S300 is a step in which the calculation module 340 receives the synthesis data of the first synthesis module 312 and detects an arc. Here, the first synthesis module 312 outputs synthesis data if an arc is included in the synthesis data of step S100 and the sensing data of the HF sensor.

S400 단계는 연산모듈(340)에서 아크가 감지되면 태양전지 어레이(20)와 인버터(30) 사이의 차단기(MC1, MC2)와, 또는 외부 계통 전원에 연결되는 차단기(MC3)와, 인버터(30)의 출력측 차단기(MC4) 중 적어도 하나를 차단 하도록 제어하는 단계이다. 여기서 연산모듈(340)은 아크가 감지된 차단기(400)를 선택적으로 제어하거나, 동시에 전체 차단기(400)를 작동하도록 제어할 수 있다. In step S400, when an arc is detected in the calculation module 340, the circuit breakers MC1 and MC2 between the solar cell array 20 and the inverter 30, or the circuit breaker MC3 connected to the external grid power, and the inverter 30 ) is a step of controlling to block at least one of the output side circuit breakers (MC4). Here, the arithmetic module 340 may selectively control the circuit breaker 400 in which the arc is detected, or control all circuit breakers 400 to operate at the same time.

예를 들면, 연산모듈(340)은 도 5와 같이 복수의 태양전지 어레이(20) 별로 연장되는 전선 들 중 어느 하나에서 아크가 감지되면, 해당 전선에 설치된 차단기(400)만 선택적으로 제어할 수 있다. For example, when an arc is detected in any one of the wires extending for each of the plurality of solar cell arrays 20 as shown in FIG. 5, the calculation module 340 can selectively control only the circuit breaker 400 installed on the corresponding wire. there is.

아울러, 연산모듈(340)은 부저(330)를 작동시켜 아크발생을 경보하거나, 통신 모듈(320)을 통해 원거리에 위치한 모니터링 단말에 경보를 송신하거나, 원거리에 위치한 통신 가능 경보기를 작동시키도록 원격 제어할 수 있다. In addition, the arithmetic module 340 activates the buzzer 330 to alarm arc generation, transmits an alarm to a remotely located monitoring terminal through the communication module 320, or remotely operates a remotely located communicable alarm. You can control it.

본 발명은 상술한 바와 같이, 복수의 태양전지 어레이(20)와 인버터(30) 사이가 통전되도록 연결하는 접속반 내에서 CT 센서의 전류 변동율과 수신된 반송파에 포함된 감지 데이터를 합성하고, 합성된 데이터에 아크가 포함되었을 때 HF 센서의 고주파 감지 데이터와 합성하여 아크 감지 여부를 최종 결정함에 따라 어떠한 환경에서도 보다 정확한 아크 검출이 가능하다. As described above, the present invention synthesizes the current fluctuation rate of the CT sensor and the sensed data included in the received carrier wave in the connection board connecting the plurality of solar cell arrays 20 and the inverter 30 so as to be energized. When arcs are included in the recorded data, more accurate arc detection is possible in any environment as the final decision is made whether or not to detect arcs by synthesizing them with the high-frequency detection data of the HF sensor.

아울러, 상술한 방법 설명에서 단계를 표시하는 부호나, 설명의 순서는 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 실시예에 따라 변경 가능한 것이다. In addition, in the above-described method description, signs indicating steps or the order of description do not limit the scope of the invention, and can be changed according to embodiments.

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Although the present invention has been shown and described in relation to specific embodiments, it is known in the art that the present invention can be variously improved and changed without departing from the technical spirit of the present invention provided by the claims below. It will be self-evident to those skilled in the art.

100 : 센서부재 110 : HF 센서부
120 : 전류 센서부 121 : CT 센서
122 : ZCT 센서 130 : 반송파 구동부
131 : 반송파 송신 모듈 132 : 제1 발진 모듈
133 : 반송파 수신 모듈 134 : 제2 발진 모듈
135 : 복조 모듈 200 : 신호처리부재
210 : 필터부 211 : 제1 저주파 필터
212 : 제2 저주파 필터 213 : 제3 저주파 필터
220 : 증폭부 221 : 제1 증폭기
222 : 제2 증폭기 223 : 고주파 오차 증폭기
230 : 데이터 합성부 300 : 연산부재
311 : 주파수 카운터 312 : 제1 합성 모듈
320 : 통신 모듈 330 : 부저
340 : 연산모듈 HF1, HF2 : HF 센서
400, MC1, MC2, MC3, MC4 : 차단기
500 : 기준신호 생성부
100: sensor member 110: HF sensor unit
120: current sensor unit 121: CT sensor
122: ZCT sensor 130: carrier wave driver
131: carrier transmission module 132: first oscillation module
133: carrier wave reception module 134: second oscillation module
135: demodulation module 200: signal processing member
210: filter unit 211: first low-frequency filter
212: second low-frequency filter 213: third low-frequency filter
220: amplifier 221: first amplifier
222: second amplifier 223: high frequency error amplifier
230: data synthesis unit 300: calculation member
311: frequency counter 312: first synthesis module
320: communication module 330: buzzer
340: calculation module HF1, HF2: HF sensor
400, MC1, MC2, MC3, MC4: Breaker
500: reference signal generator

Claims (10)

태양전지 어레이(20)와 인버터(30) 사이의 전선을 차단하는 하나 또는 그 이상의 차단기;
전선에 설치되어 고주파 신호를 감지하는 복수의 HF 센서(Hidrogen Fluoride Sensor);
전선에 반송파를 송신 및 수신하고, 수신된 반송파에서 아크 주파수를 검파하여 반송파 감지 데이터를 출력하는 반송파 구동부(130);
HF 센서(HF1, HF2)의 감지 데이터와 반송파 구동부(130)의 감지 데이터를 합성하여 아크가 감지되면 차단기(400)를 차단 제어하는 연산부재(300);
차단기(400)에 설치되는 복수의 CT 센서(Current Transformer Sensor)(121); 및
CT 센서(121)들의 감지 데이터와 반송파 구동부(130)의 감지 데이터를 합성하여 연산부재(300)에 출력하는 데이터 합성부(230); 를 포함하고,
연산부재(300)는
HF 센서의 감지 데이터와 기준신호와, 데이터 합성부(230)에서 출력된 합성 데이터를 합성하는 제1 합성 모듈(312); 및
제1 합성 모듈(312)의 감지신호에 따라 차단기(400)를 차단 제어하는 연산모듈(340); 을 포함하는 HF 센서와 캐리어 주파수를 이용한 태양광 접속반의 아크 검출 차단 장치.
One or more circuit breakers that cut off the wires between the solar cell array 20 and the inverter 30;
A plurality of HF sensors (Hydrogen Fluoride Sensor) installed on wires to detect high-frequency signals;
a carrier driver 130 that transmits and receives a carrier wave to a wire, detects an arc frequency from the received carrier wave, and outputs carrier sensing data;
a calculation member 300 that synthesizes the sensing data of the HF sensors HF1 and HF2 and the sensing data of the carrier driver 130 and controls the circuit breaker 400 to shut off when an arc is detected;
A plurality of CT sensors (Current Transformer Sensor) 121 installed in the circuit breaker 400; and
a data synthesis unit 230 synthesizing sensing data of the CT sensors 121 and sensing data of the carrier wave driving unit 130 and outputting the synthesized data to the calculation member 300; including,
The calculation member 300 is
a first synthesizing module 312 that synthesizes the detected data of the HF sensor and the reference signal and synthesized data output from the data synthesizer 230; and
An arithmetic module 340 for blocking and controlling the circuit breaker 400 according to the detection signal of the first synthesis module 312; An arc detection and blocking device for a photovoltaic junction panel using an HF sensor and a carrier frequency including a.
청구항 1에 있어서, HF 센서는
전선에서 각각 설치되어 제1 HF 센서(HF1)와, 제2 HF 센서(HF2)를 포함하고,
제1 HF 센서(HF1)와 제2 HF 센서(HF2)는 접지선에 병렬 연결되는 것; 을 특징으로 하는 HF 센서와 캐리어 주파수를 이용한 태양광 접속반의 아크 검출 차단 장치.
The method according to claim 1, the HF sensor
It is installed on each wire and includes a first HF sensor (HF1) and a second HF sensor (HF2),
The first HF sensor (HF1) and the second HF sensor (HF2) are connected in parallel to the ground line; An arc detection and blocking device for a solar panel using a HF sensor and a carrier frequency.
청구항 2에 있어서, 제1 HF 센서(HF1)와 제2 HF 센서(HF2)는
고주파 철심의 링에 코일이 감겨지는 것; 을 특징으로 하는 HF 센서와 캐리어 주파수를 이용한 태양광 접속반의 아크 검출 차단 장치.
The method according to claim 2, the first HF sensor (HF1) and the second HF sensor (HF2)
winding a coil on a ring of high-frequency iron core; An arc detection and blocking device for a solar panel using a HF sensor and a carrier frequency.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
CT 센서(121)의 감지 데이터에서 고조파 노이즈를 필터링하는 제3 저주파 필터(213); 및
제3 저주파 필터(213)를 거친 감지 데이터를 증폭하여 데이터 합성부(230)로 출력하는 제1 증폭기(221);를 더 포함하는 HF 센서와 캐리어 주파수를 이용한 태양광 접속반의 아크 검출 차단 장치.
The method of claim 1,
a third low-frequency filter 213 filtering harmonic noise from the sensing data of the CT sensor 121; and
A first amplifier 221 that amplifies the sensing data that has passed through the third low-frequency filter 213 and outputs the amplified data to the data synthesis unit 230; Arc detection and blocking device of a solar junction panel using a HF sensor and a carrier frequency.
청구항 2에 있어서,
제1 HF 센서(HF1)에서 출력된 감지 데이터에서 고조파 노이즈를 필터링하는 제1 저주파 필터(211);
제2 HF 센서(HF2)에서 출력된 감지 데이터에서 고조파 노이즈를 필터링하는 제2 저주파 필터(212); 및
제1 저주파 필터(211) 및 제2저주파 필터에서 각각 필터링된 감지 데이터의 오차를 연산 및 증폭하여 연산부재(300)로 출력하는 고주파 오차 증폭기; 를 더 포함하는 HF 센서와 캐리어 주파수를 이용한 태양광 접속반의 아크 검출 차단 장치.
The method of claim 2,
a first low-frequency filter 211 filtering harmonic noise from the detected data output from the first HF sensor HF1;
a second low frequency filter 212 filtering harmonic noise from the sensed data output from the second HF sensor HF2; and
a high-frequency error amplifier for calculating and amplifying the error of the sensed data filtered by the first low-frequency filter 211 and the second low-frequency filter, respectively, and outputting the result to the calculation member 300; An arc detection and blocking device for a photovoltaic junction panel using a HF sensor and a carrier frequency further comprising a.
삭제delete a)각각 부하에 연결되는 전선을 차단하는 복수의 차단기(400)에 설치되는 복수의 CT 센서(121)의 감지 데이터와, 전선에 송신된 반송파를 수신하여 혼합 복조 및 검파하여 아크 주파수 대역이 포함된 반송파 감지 데이터를 합성하는 단계;
b)HF 센서들의 고주파 감지 신호가 포함된 감지 데이터와, 기준신호와, a)단계의 데이터 합성부(230)가 출력하는 합성 데이터를 합성하는 단계; 및
c)연산모듈(340)에서 b)단계의 합성 데이터에서 아크가 감지되면 차단기(400)를 제어하는 단계; 를 포함하고,
a)단계는
CT 센서의 감지 데이터와 반송파 감지 데이터 모두에 아크 주파수가 포함되면 합성 데이터를 출력하고,
b)단계는
HF 센서부(110)의 감지 데이터와, a)단계의 반송파 및 CT 센서(121)의 합성 데이터에서 모두 아크 성분이 감지되면 합성 데이터를 출력하는 것; 을 특징으로 하는 HF 센서와 캐리어 주파수를 이용한 태양광 접속반의 아크 검출 차단 방법,
a) The detection data of the plurality of CT sensors 121 installed in the plurality of circuit breakers 400 that block the wires connected to the load and the carrier wave transmitted to the wires are received, mixed, demodulated, and detected to include the arc frequency band synthesizing the detected carrier sensing data;
b) synthesizing the detection data including the high-frequency detection signals of the HF sensors, the reference signal, and the synthesized data output from the data synthesis unit 230 in step a); and
c) controlling the circuit breaker 400 when an arc is detected in the synthesized data of step b) in the calculation module 340; including,
a) step
When the arc frequency is included in both the detection data of the CT sensor and the carrier detection data, synthesized data is output,
b) step
outputting synthesized data when an arc component is detected in both the detected data of the HF sensor unit 110 and the synthesized data of the carrier wave and CT sensor 121 in step a); A method for detecting and blocking an arc of a solar panel using an HF sensor and a carrier frequency,
청구항 8에 있어서, a)단계에서
CT 센서(121)의 감지 데이터는 노이즈를 필터링 및 증폭되어 데이터 합성부(230)로 출력되는 것; 을 특징으로 하는 HF 센서와 캐리어 주파수를 이용한 태양광 접속반의 아크 검출 차단 방법.
The method of claim 8, in step a)
Sensing data of the CT sensor 121 is output to the data synthesis unit 230 after filtering and amplifying noise; A method for detecting and blocking an arc in a solar panel using an HF sensor and a carrier frequency.
청구항 8에 있어서, b)단계에서, HF 센서의 감지 데이터는
병렬 연결되는 제1 HF 센서(HF1)와, 제2 HF 센서(HF2)에서 출력되어 각각 고조파 노이즈 필터링 된 후 오차 증폭된 것; 을 특징으로 하는 HF 센서와 캐리어 주파수를 이용한 태양광 접속반의 아크 검출 차단 방법.
The method according to claim 8, in step b), the sensing data of the HF sensor
Outputs from the first HF sensor HF1 and the second HF sensor HF2 connected in parallel are each harmonic noise filtered and error amplified; A method for detecting and blocking an arc in a solar panel using an HF sensor and a carrier frequency.
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