[實(shí)用新型]一種匯流箱保護(hù)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201621304780.X
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN206471803U
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉志剛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力工程顧問集團(tuán)華東電力設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號: H02H3/32
• 分類號: H02H3/32
• 代理公司: 上海一平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司31266
• 代理人: 姜龍,翁霞

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及光伏發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種匯流箱保護(hù)裝置。

背景技術(shù)

匯流箱是一種應(yīng)用在光伏發(fā)電系統(tǒng)的電氣設(shè)備，其負(fù)責(zé)將光伏組件產(chǎn)生的直流電，經(jīng)過其一次匯流后，傳送到光伏逆變器。為了保證發(fā)電的可靠性、安全性，匯流箱配有防雷、過電流和過負(fù)荷等保護(hù)。但是，與匯流箱連接的光伏電纜出現(xiàn)故障率最高的是單極接地故障(正極接地或負(fù)極接地)，此類故障引發(fā)非故障極的電壓升高，匯流箱內(nèi)部的器件在高壓的情況下被擊穿，從而引發(fā)火災(zāi)。由于傳統(tǒng)匯流箱的電流檢測精度僅為3％～5％，無法精確檢測到組串支路，而且電流的大小受周圍光照和環(huán)境溫度影響比較大。因此這是匯流箱設(shè)計(jì)中的一類缺陷。

本發(fā)明人曾就此問題申請過專利文件，申請?zhí)枮椤癈N201521132948.9”、專利號為“CN205509468U”，名為匯流箱保護(hù)裝置的實(shí)用新型。該實(shí)用新型提出了采集單元、邏輯單元及執(zhí)行單元的結(jié)構(gòu)，邏輯單元與采集單元電連接從而接收從采集單元傳來的電壓信號，然后將該電信號與比較電壓進(jìn)行比較，當(dāng)該電壓信號與比較電壓的差的絕對值大于或等于設(shè)定值時邏輯單元向執(zhí)行單元發(fā)送指令；以及執(zhí)行單元與邏輯單元電連接并根據(jù)從邏輯單元傳來的指令控制斷路器分閘。該發(fā)明解決了短路檢測保護(hù)問題。但是，原有專利提及的匯流箱是通過繼電器控制接觸器通斷來實(shí)現(xiàn)直流斷路器合分閘功能。它的機(jī)械動作頻繁，故障率高，使用壽命短。在光伏應(yīng)用過程中，匯流箱通常采用16進(jìn)1和10進(jìn)1兩種形式。由于每匯流箱分別串接16或10支路的光伏組件，因此，匯流箱保護(hù)有多支路同時檢測的要求。傳統(tǒng)匯流箱的光伏支路采用熔絲相當(dāng)于增加了直流節(jié)點(diǎn)，由于晝夜溫差的影響，加速熔絲的熱疲勞效應(yīng)，當(dāng)熔絲節(jié)點(diǎn)接觸不良時，其熔斷時間變長。在這種“將斷未斷”的情況下，會破壞線纜和熔絲盒的絕緣，最終引發(fā)著火事故。匯流箱內(nèi)部螺栓松動，與其情況類似。

當(dāng)直流電纜發(fā)生接地故障時，正常電纜上流經(jīng)的電流會經(jīng)過光伏逆變器直流柜上母線出匯流后“反灌”到故障電纜。故障電纜上連接光伏逆變器的斷路器由于電流過大而跳閘。但是，匯流箱中斷路器的電流并沒有增大，此時，匯流箱設(shè)備出現(xiàn)接地極電壓低，非接地極電壓抬高。這是光伏發(fā)電系統(tǒng)本身存在的一種隱患，應(yīng)予以考慮可以采取措施加以控制。鑒于上述的缺陷，本發(fā)明人積極研究創(chuàng)新，提出一種適應(yīng)于光伏發(fā)電系統(tǒng)的匯流箱保護(hù)裝置，能夠有效地防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠多線、多點(diǎn)保護(hù)的匯流箱保護(hù)裝置，有效排查、檢測、控制匯流箱可能出現(xiàn)的各種電路問題。

為了達(dá)到上述目的，提供一種匯流箱保護(hù)裝置，所述匯流箱包括光伏電纜、直流電纜和斷路器，所述匯流箱保護(hù)裝置包括采集單元、邏輯單元以及執(zhí)行單元；和

所述采集單元采集直流電纜的電壓信號及至少一條光伏電纜支路上的電壓信號；和

所述的邏輯單元包括至少兩個并聯(lián)的比較模塊，比較模塊與所述采集單元電連接，其中一個比較模塊接收所述直流電纜上的電壓信號，其他比較模塊接收所述光伏電纜支路的電壓信號，比較模塊均包括窗口比較器和二極管，窗口比較器接入電壓信號以及比較電壓，輸出端串聯(lián)二極管，各二極管的輸出端接入執(zhí)行單元，任一比較模塊的電壓信號與比較電壓差的絕對值大于或等于設(shè)定值時向所述執(zhí)行單元發(fā)送斷路器跳閘指令；和

所述執(zhí)行單元與所述邏輯單元電連接并根據(jù)所述邏輯單元傳來的指令控制所述斷路器分閘。

本實(shí)用新型中對針對邏輯單元進(jìn)行改進(jìn)，主要對比較模塊進(jìn)行并聯(lián)，即模塊的輸入端分別接入采集的電壓，但輸出端合流。采集單元采集多個電壓值，這個電壓值包括直流電纜上的電壓信號和光伏電纜上的電壓信號，其中一個比較模塊接入直流電纜上的電壓信號，其余比較模塊接入光伏電纜上的電壓信號進(jìn)行邏輯判斷，當(dāng)任一比較模塊的電壓信號與比較電壓的差的絕對值大于或等于設(shè)定值時，說明電纜發(fā)生短路故障，向執(zhí)行單元發(fā)送指令從而控制斷路器。

可認(rèn)為，至少有一個用于直流電纜監(jiān)控的比較模塊和一個用于光伏電纜監(jiān)控的比較模塊，在本實(shí)用新型中，實(shí)際上可以是多個用于光伏電纜監(jiān)控的比較模塊，其連接形式仍然是并聯(lián)，這樣是可實(shí)現(xiàn)多路線的監(jiān)控。