[實(shí)用新型]一種故障電弧檢測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720021347.3
• 申請(qǐng)日: 2017-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN206321731U
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 易成林;丁振;陳凡;趙亞峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江正泰儀器儀表有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11250
• 代理人: 馬永芬

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及直流系統(tǒng)故障電弧檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種故障電弧檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)

光伏發(fā)電被認(rèn)為是安全且對(duì)環(huán)境沒有影響的綠色能源。但是，隨著光伏產(chǎn)業(yè)的高速增長(zhǎng)及投入運(yùn)行的光伏發(fā)電站的逐漸老化，使得光伏發(fā)電系統(tǒng)故障越來(lái)越頻繁，而直流故障電弧是光伏發(fā)電系統(tǒng)的故障之一。

光伏系統(tǒng)直流端輸出的電壓隨著光伏陣列的增多而變大，一般光伏電站的電壓達(dá)到幾百伏到上千伏。如果產(chǎn)生故障電弧，由于沒有過零點(diǎn)保護(hù)，比交流故障電弧更加危險(xiǎn)，同時(shí)在光伏組件的限流特性和光照電流獨(dú)立特性的共同作用下，使得故障電弧有穩(wěn)定的燃燒環(huán)境。如不能及時(shí)處置，會(huì)對(duì)光伏組件和輸電線路造成最大損失，更嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)引起火災(zāi)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。

如果能夠在光伏直流故障電弧的初始階段及時(shí)的監(jiān)測(cè)到電弧的產(chǎn)生，并切斷與電弧相連的線路，可以避免釀成嚴(yán)重的后果，挽回巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因而，研究直流故障電弧產(chǎn)生的原理及相應(yīng)的參數(shù)，提出有效的全面的監(jiān)測(cè)直流故障電弧技術(shù)，并在將來(lái)的光伏產(chǎn)品中進(jìn)行應(yīng)用，會(huì)提升產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力和切合市場(chǎng)的需求。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種故障電弧檢測(cè)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中直流系統(tǒng)由于沒有過零點(diǎn)保護(hù)，若產(chǎn)生故障電弧嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起火災(zāi)的問題。

為此，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種故障電弧檢測(cè)裝置，包括：模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC、數(shù)字信號(hào)處理器DSP和微控制器MCU；所述ADC用于從直流系統(tǒng)接收電壓信號(hào)，并將所述電壓信號(hào)發(fā)送至所述DSP；所述DSP用于根據(jù)所述電壓信號(hào)獲取第一預(yù)定頻率區(qū)間的諧波含量和，并根據(jù)所述諧波含量和判斷所述直流系統(tǒng)是否發(fā)生直流故障電弧，并將判斷結(jié)果發(fā)送至所述MCU。

可選地，所述故障電弧檢測(cè)裝置還包括：霍爾傳感器，所述霍爾傳感器連接至所述ADC的輸入端，用于將所述直流系統(tǒng)輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述電壓信號(hào)。

可選地，所述故障電弧檢測(cè)裝置還包括：電壓分壓網(wǎng)絡(luò)，所述電壓分壓網(wǎng)絡(luò)連接至所述ADC的輸入端，用于將所述直流系統(tǒng)輸出的電壓轉(zhuǎn)換為所述電壓信號(hào)。

可選地，所述故障電弧檢測(cè)裝置還包括：模擬信號(hào)隔離芯片，所述模擬信號(hào)隔離芯片輸入端連接至所述電壓分壓網(wǎng)絡(luò)，輸出端連接至所述ADC。

可選地，所述故障電弧檢測(cè)裝置還包括：磁隔離芯片，所述磁隔離芯片的輸入端連接至所述ADC，輸出端連接至所述DSP。

可選地，所述ADC的帶寬大于100kHz。

可選地，所述DSP和所述MCU之間采用多個(gè)串口通信，通信過程采用直接存儲(chǔ)器存取DMA方式。

可選地，所述MCU包括液晶顯示LCD控制器和觸摸屏控制器。

可選地，所述DSP用于將所述電壓信號(hào)通過第二預(yù)定頻率期間的數(shù)字帶通濾波器對(duì)所述電壓信號(hào)進(jìn)行濾波后，進(jìn)行快速傅氏變換FFT分析得到頻譜，并對(duì)所述頻譜進(jìn)行平滑濾波整型，根據(jù)整型后的頻譜獲取所述諧波含量和。

可選地，所述FFT采用基于時(shí)域抽取法計(jì)算諧波。

本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型提供了一種故障電弧檢測(cè)裝置，包括：模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC、數(shù)字信號(hào)處理器DSP和微控制器MCU；該ADC用于從直流系統(tǒng)接收電壓信號(hào)，并將該電壓信號(hào)發(fā)送至DSP；該DSP用于根據(jù)該電壓信號(hào)獲取第一預(yù)定頻率區(qū)間的諧波含量和，并根據(jù)該諧波含量和判斷該直流系統(tǒng)是否發(fā)生直流故障電弧，并將判斷結(jié)果發(fā)送至MCU。現(xiàn)有技術(shù)中直流系統(tǒng)由于沒有過零點(diǎn)保護(hù)，若產(chǎn)生電弧故障會(huì)比交流故障電弧更加危險(xiǎn)，如果不能及時(shí)處理，會(huì)對(duì)輸電線路造成重大損失，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起火災(zāi)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。通過本實(shí)用新型中的故障電弧檢測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)直流系統(tǒng)中的故障電弧，在電弧進(jìn)一步產(chǎn)生危害甚至引起火災(zāi)前，發(fā)出報(bào)警信號(hào)和及時(shí)切斷直流系統(tǒng)電路，保護(hù)直流系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的故障電弧檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的故障電弧檢測(cè)裝置的一個(gè)結(jié)構(gòu)圖；

圖3為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的故障電弧檢測(cè)裝置的電流采樣原理圖；