一种应用于DC1500V光伏系统的电涌保护器技术方案

本实用新型专利技术公开了一种应用于DC1500V光伏系统的电涌保护器，其特征在于，包括MOV模块，MOV模块设于SPD基座上，MOV模块包括上盖和下盖，上盖和下盖之间设有MOV芯片和能隔离MOV模块和电网连接的热脱扣装置，SPD基座上设有铜导电带。与现有技术相比，本实用新型专利技术的优点在于：1)具有防止雷电过电压、过电流损害的防雷保护装置；2)插拔设计，可以带电更换，易于维修；3)内置热脱扣技术，安全性能高；3)故障指示窗口表示，清晰易辨；4)具有远程遥信告警功能；5)DC1500V及以下直流系统应用，响应速度快。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种应用于DC1500V光伏系统的电涌保护器，属于光伏发电

技术介绍
全球光伏产业的发展目标都是要和传统的电力进行竞争，以提供更低成本、更高收益的清洁能源。当前主流的光伏发电系统是基于1000V直流段电压设计和建造的，但从系统的角度来看，若有更高的输入、输出电压等级，可以降低交直流侧线损及变压器低压侧绕组损耗，电站的系统效率预期可以提升1.5-2％。GTM的的分析报告《2016-2022年1500V光伏系统和部件：成本、供应商与预期》预计，在2016年全球对1500V光伏系统的需求将占9％左右，相当于约4.6GW。因此，1500V光伏发电系统必将是未来发展趋势。光伏发电系统主要包括：光伏电池组件(阵列)、逆变器、箱变、控制中心组成。其中，光伏电池组件为电源系统，逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。以前由于光伏发电系统容量很小，且应用范围相对小，对光伏电站的雷电防护并不十分重视，随着光伏电站规模的增大和应用范围的不断扩大，光伏电站的防雷系统设计也越来越被系统设计人员所重视，防雷技术已成为光伏电站可靠安全运行的一个重要因素。光伏电站组件大都建在房屋顶部或是交通运输、施工条件差的边远郊区山区，大多数的光伏电池组件，都要高出屋面和地面，在雷雨天气多发的地区容易遭受直击雷的破坏，另外随着现代电子技术的不断发展，现在的光伏发电产业也正在朝着智能化和人性化发展，大量的精密电子设备也使用到逆变器和控制器及监控系统等仪器上，而这些设备的耐压水平往往都很低，虽然这些设备往往在室内，但是组件引入的线路有可能会成为感应雷过电压及操作过电压的侵入途径，而这类过电压却是破坏大量电子设备的罪魁祸首。光伏发电系统中并网逆变器通常采用空间矢量调制策略(SVPWM)，以达到直流母线利用率高，输出电压谐波小等优点，但是会带来较大的输出共模电压；同时在无变压器隔离的光伏逆变器中，光伏阵列与大地之间存在着寄生电容，寄生电容也会产生共模电压。基于以上原因导致并网逆变器工作时，输出三相对地电压会被抬升，如在负极接地的系统中，逆变器的负极穿过电流传感器后接地，防止太阳能电池板的PID效应，在这种情况下，逆变器交流侧的电压会抬高Vdc/2左右，对地过电压的更高，普通直流防雷器满足不了其应用要求，更易损坏。光伏发电系统防雷入侵途径：1.地电位反击电压通过接地体入侵。雷电击中避雷针时，在避雷针接地体附近将产生放射状的电位分布，对靠近它的电子设备接地体地电位反击，入侵电压可高达数万伏。2.由光伏电池方阵的直流输入线路入侵。这种入侵分为两种情况：(1)当光伏电池方阵遭到直击雷打击时，强雷电电压将邻近土壤击穿或直流输入线路电缆外皮击穿，使雷电脉冲侵入光伏系统；(2)带电荷的云对地面放电时，整个光伏方阵像一个大型无数环行天线一样感应出上千伏的过电压，通过直流输入线路引入，击坏与线路相连的光伏系统设备。3.由光伏系统的输出供电线路入侵。供电设备及供电线路遭受雷击时，在电源线上出现的雷电过电压平均可达上万伏，并且输出线还是引入远处感应雷电的主要因素。雷电脉冲沿电源线侵入光伏微电子设备及系统，可对系统设备造成毁灭性的打击。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：提供了一种安全性能高、响应速度快、易于维修的应用于DC1500V光伏系统的电涌保护器，解决了普通直流防雷器无法满足1500V光伏发电系统的雷击感应电流、瞬态过电压损害的防雷保护及易损坏的问题。为了解决上述技术问题，本技术的技术方案是提供了一种应用于DC1500V光伏系统的电涌保护器，其特征在于，包括MOV模块，MOV模块设于SPD基座上，MOV模块包括上盖和下盖，上盖和下盖之间设有MOV芯片和能隔离MOV模块和电网连接的热脱扣装置，SPD基座上设有铜导电带。优选地，所述的SPD基座的顶部设有遥信输出端。优选地，所述的MOV芯片设于上盖上，热脱扣装置设于下盖上，MOV芯片与热脱扣装置之间设有隔离膜。优选地，还包括采用Vo阻燃等级的塑料材质的外层结构。优选地，该电涌保护器的电路结构包括三条相互并联的支电路，三条支电路分别与正极、负极、PE端连接，每条支电路包括MOV模块，MOV模块与遥信开关连接。优选地，当防雷器因雷电流和瞬态过电压重复冲击和使用寿命导致MOV模块劣化时，所述的热脱扣装置能有效隔离MOV模块和电网连接，并提供远程报警和劣化指示。本技术对光伏电站的配电系统和供电设备的雷电浪涌、过电压、地电位反击等雷电危害现象进行防护。同时，选用高性能的MOV芯片和热脱扣技术，提升用电安全性和防雷保护的可靠性。与现有技术相比，本技术的优点在于：1)具有防止雷电过电压、过电流损害的防雷保护装置；2)插拔设计，可以带电更换，易于维修；3)内置热脱扣技术，安全性能高；3)故障指示窗口表示，清晰易辨；4)具有远程遥信告警功能；5)DC1500V及以下直流系统应用，响应速度快。附图说明图1为一种应用于DC1500V光伏系统的电涌保护器的主视图；图2为一种应用于DC1500V光伏系统的电涌保护器的右视图；图3为一种应用于DC1500V光伏系统的电涌保护器的安装说明图；图4为一种应用于DC1500V光伏系统的电涌保护器的原理示意图。具体实施方式为使本技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。本技术为一种应用于DC1500V光伏系统的电涌保护器，其采用满足最大通流容量40kA的铜导电带(即铜件)和满足最大持续工作电压DC1500的MOV(MOV为MetalOxideVaristors，简称压敏电阻)模块组成，确保了供电和防雷部分的性能要求。如图1-图3所示，其包括MOV模块1，MOV模块1设于SPD基座2上，SPD基座2的顶部设有遥信输出端。MOV模块1包括上盖3和下盖4，上盖3和下盖4之间设有MOV芯片5和能隔离MOV模块1和电网连接的热脱扣装置6，SPD基座2上设有铜导电带7，MOV模块1与铜导电带7连接。本技术还采用Vo阻燃等级的塑料材质的外层结构，防止产品因漏电流持续工作状态下的温度过高引起二次燃烧事故。本技术安装时，如图3所示，先将MOV芯片5安装在上盖3上，热脱扣装置6安装在下盖4上，MOV芯片5与热脱扣装置6之间设有隔离膜，将上盖3和下盖4合起来组成MOV模块1，在SPD基座2上安装铜导电带7，最后将MOV模块1插入SPD基座2。本技术配置有机械式热脱扣装置，因电涌保护器在使用寿命退化或电网持续过电压会击穿MOV模块，造成工频故障续流。当温度达到120℃左右时，热脱扣装置动作使电涌保护器脱离电网系统，防止电涌保护器随着温度的提升引起的燃烧现象。模块化的设计应用将极大地简化对配电设施防雷的配置安装，大幅度提升了防雷环境的防护效果，可重复应对所受到的感应雷击。如图4所示，本技术能泄放其最大通流容量40kA的雷电流能力和抑制瞬态电压高于DC1500V的冲击过电压。内置热脱扣装置，当防雷器因雷电流和过电压重复冲击和使用寿命导致MOV劣化时，其热脱扣装置能有效隔离MOV和电网连接，并提供远程报警和劣化指示。该电涌保护器的电路结构包括三条相互并联的支电路，三条支电路分别与正极、负极、PE端连接，每条支电路包括MOV模块，MOV模块与遥信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于DC1500V光伏系统的电涌保护器，其特征在于，包括MOV模块(1)，MOV模块(1)设于SPD基座(2)上，MOV模块(1)包括上盖(3)和下盖(4)，上盖(3)和下盖(4)之间设有MOV芯片(5)和能隔离MOV模块(1)和电网连接的热脱扣装置(6)，SPD基座(2)上设有铜导电带(7)。

【技术特征摘要】
1.一种应用于DC1500V光伏系统的电涌保护器，其特征在于，包括MOV模块(1)，MOV模块(1)设于SPD基座(2)上，MOV模块(1)包括上盖(3)和下盖(4)，上盖(3)和下盖(4)之间设有MOV芯片(5)和能隔离MOV模块(1)和电网连接的热脱扣装置(6)，SPD基座(2)上设有铜导电带(7)。2.如权利要求1所述的一种应用于DC1500V光伏系统的电涌保护器，其特征在于，所述的SPD基座(2)的顶部设有遥信输出端。3.如权利要求1所述的一种应用于DC1500V光伏系统的电涌保护器，其特征在于，所述的MOV芯片(5)设于上盖(3)上，热脱扣装置(6)设于下盖(4)上，MOV芯片(5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，李正元，伍先德，孙中梁，
申请(专利权)人：上海电科臻和智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31