光伏逆变器保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光伏逆变器保护装置，包括采集单元、逻辑单元以及执行单元。采集单元与光伏逆变器的直流电缆或铜排电连接，并用来采集直流电缆或铜排的电压信号，逻辑单元与采集单元电连接从而接收从采集单元传来的电压信号，然后将该电压信号与比较电压进行比较，当该电压信号与比较电压的差的绝对值大于或等于设定值时逻辑单元向执行单元发送指令，以及执行单元与逻辑单元电连接并根据从逻辑单元传来的指令控制光伏逆变器的断路器分闸。本发明专利技术的光伏逆变器保护装置，在光伏逆变器的直流电缆或铜排直接接地时可以有效控制断路器分闸，从而解决因光伏逆变器的直流电缆或铜排接地引起的一系列问题。

【技术实现步骤摘要】
光伏逆变器保护装置
本专利技术涉及光伏发电领域，具体涉及一种光伏逆变器保护装置。
技术介绍
光伏逆变器是一种应用在光伏发电系统的电气设备，其负责将光伏组件产生的直流电，经过逆变单元转化为交流电传送到电网，并完成最大功率点的跟踪(MPPT)。为了保证发电的可靠性、安全性，光伏逆变器直流侧配有防雷、过电流和过负荷等保护。但是，与光伏逆变器连接直流电缆或铜排出现故障率最高的是单相接地故障(正极接地或负极接地)，此类故障引发非故障相的电压升高，光伏逆变器内部的器件在高压的情况下被击穿，从而引发火灾。此类故障发生时，光伏逆变器现有的保护均不能动作，因此这是光伏逆变器设计中的一类缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种光伏逆变器保护装置，以解决上述现有技术中存在的问题。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种光伏逆变器保护装置，所述光伏逆变器保护装置包括采集单元、逻辑单元以及执行单元；所述采集单元与光伏逆变器的直流电缆或铜排电连接，并用来采集该直流电缆或铜排的电压信号；所述逻辑单元与所述采集单元电连接从而接收从所述采集单元传来的电压信号，然后将该电压信号与比较电压进行比较，当该电压信号与比较电压的差的绝对值大于或等于设定值时所述逻辑单元向所述执行单元发送指令；以及所述执行单元与所述逻辑单元电连接并根据从所述逻辑单元传来的指令控制光伏逆变器的断路器分闸。较佳地，所述比较电压等于光伏组串支路的开路电压的17/41-20/41。较佳地，所述设定值等于所述比较电压的2/5-4/5倍。较佳地，所述逻辑单元包括比较器，所述比较器分别与所述采集单元和所述执行单元电连接。较佳地，所述逻辑单元还包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻分别通过导线与所述比较器的正、负输入端连接，且所述第一电阻和所述第二电阻的阻值相等。较佳地，所述执行单元包括第一继电器，所述第一继电器与所述逻辑单元和所述光伏逆变器的断路器电连通，从而根据从所述逻辑单元传来的指令控制所述光伏逆变器的断路器分闸。较佳地，所述执行单元还包括第二继电器，所述第二继电器与光伏逆变器的CPU单元和所述光伏逆变器的断路器电连通，从而根据从所述CPU单元传送的指令控制所述光伏逆变器的断路器合闸。较佳地，所述采集单元设置成对所述直流电缆或铜排采集的电压进行降压处理，并将经过降压处理后的电压值传送给所述逻辑单元。较佳地，所述光伏逆变器保护装置还包括二次电源，所述二次电源分别与所述采集单元、逻辑单元以及执行单元电连接从而为所述采集单元、逻辑单元以及执行单元提供电能。较佳地，所述比较电压等于380V-400V，以及所述设定值等于190V-320V。较佳地，所述比较电压等于400V，以及所述设定值等于200V。综上，通过本专利技术的光伏逆变器保护装置，在光伏逆变器的直流电缆或铜排直接接地时可以有效控制断路器分闸，从而解决因光伏逆变器的直流电缆或铜排接地引起的一系列问题，而在光伏逆变器发生直流电缆或铜排经过渡电阻接地时故障时，本专利技术的光伏逆变器保护装置在危害较大时会有效控制断路器分闸，而在破坏不大时则不动作，防止因停机而造成经济损失。附图说明图1是光伏逆变器的各元件连接示意图；图2示出光伏逆变器发生故障的点；图3是光伏组件的原理图；图4是根据本专利技术一实施例的光伏逆变器保护装置的单元连接示意图；图5A-5B示出本专利技术的逻辑单元的主要电路图；以及图6是根据本专利技术另一实施例的光伏逆变器保护装置的单元连接示意图。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本专利技术的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本专利技术范围的限制，而只是为了说明本专利技术技术方案的实质精神。术语说明光伏逆变器：光伏逆变器是通过电力电子器件(MOSFET、IGBT等)连接电阻电容，以脉冲宽度调制的方式控制器件的通断，把汇流箱传输来的直流电转变成交流电，同时完成光伏组件的最大功率点跟踪(MPPT)，保证智能控制及反孤岛效应等。断路器：所设计的分合装置，能够关合、通断和承载正常状态的电流；并且能在非正常运行状态下，也能够进行关合、分断以及一定时间内的导通与通断。光伏发电系统，其电气原理图见1。从图1中可以看出，与汇流箱相连接的是光伏电缆和直流电缆。光伏电缆用于光伏组件组串之间的连接。直流电缆用于汇流箱与光伏逆变器之间的连接。在实际光伏电站运行期间，电缆某一点出现接地故障的概率最高，如图2所示。图2中的f代表直流电缆接地。太阳光照射到光伏组件的表面时，其吸收具有一定能量的光子，在组件的内部产生处于不平衡状态的电子-空穴对；在P-N结内电场的作用下，电子、空穴分别被趋向N、P结，从而在P-N结附近形成与内建电场方向相反的光生电场；光生电场抵消P-N结内建电场后的多余部分使P、N区分别带正、负点，于是产生由N区指向P区的光生电动势，即图1中的光伏组件电压；当外接负载后则有电流从P区流出，经负载从N区流入光伏电池，其原理图见图3。由于P-N结为零参考点的影响，在正常运行状态下，正、负极电压的幅值相等，是光伏组件电压的一半。图2中，当f点发生接地故障时，光伏逆变器正极铜排侧的电压接近为0。由于P-N结为没接地的参考点，光伏逆变器负极铜排侧的电压为光伏组件的电压。负极铜排侧电压的陡升，会导致光伏逆变器内部的器件在高压的情况下被击穿，从而引发火灾。但是，现阶段断路器所配有的电流、过载等保护并不能动作和断开断路器。基于以上的分析，专利技术人专利技术了本专利技术的光伏逆变器保护装置。本专利技术的光伏逆变器保护装置通常包括采集单元、逻辑单元以及执行单元。采集单元与光伏逆变器的直流电缆电连接，从而采集该直流电缆的电压信号。逻辑单元与采集单元电连接，并接收从采集单元传来的电压信号，然后将该电压信号与标准电压信号进行比较，当该电压信号与标准电压信号的差的绝对值大于或等于设定值时，向执行单元发送指令。执行单元根据从逻辑单元传来的指令控制光伏逆变器的断路器分闸，从而保护光伏逆变器由于直流电缆接地而受到损坏。下面结合附图对本专利技术的光伏逆变器保护装置进行详细说明。实施例1图4为本专利技术实施例1的光伏逆变器保护装置100的连接示意图。如图4所示，光伏逆变器保护装置100包括采集单元10、逻辑单元20以及执行单元30。其中，采集单元10通过导线分别与直流电缆的正极41和直流电缆的负极42电连通。逻辑单元20通过导线与采集单元10电联通。执行单元30通过导线与逻辑单元20电联通。如图4所示，本实施例的采集单元10可以是电压测量装置或DC/DC降压元件，其采集直流电缆的正极41和负极42的电压U+和U-。其中，PE表示零参考点，GND代表保护接地，二次电源50为采集单元10供电。图5A、5B为逻辑单元的主要电路图。如图5A、5B所示，逻辑单元主要包括比较器21、22，其中，图5A示出与直流电缆的正极连接的比较器21，图5B示出与直流电缆的负极连接的比较器22。图5A示出比较器21、电阻R1、R2和R3，其中，电阻R1的一端通过导线与比较器21的正极输入端连接，电阻R1的另一端通过导线连接到直流电缆的正极41，R2的一端通过导线与比较器21的负极输入端连接，另一端通过导线接收比较电压UN。比较器21的输出端与执行单元30电连接。图5B与图5A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏逆变器保护装置，其特征在于，所述光伏逆变器保护装置包括采集单元、逻辑单元以及执行单元；所述采集单元与光伏逆变器的直流电缆或铜排电连接，并用来采集该直流电缆或铜排的电压信号；所述逻辑单元与所述采集单元电连接从而接收从所述采集单元传来的电压信号，然后将该电压信号与比较电压进行比较，当该电压信号与比较电压的差的绝对值大于或等于设定值时所述逻辑单元向所述执行单元发送指令；以及所述执行单元与所述逻辑单元电连接并根据从所述逻辑单元传来的指令控制光伏逆变器的断路器分闸。

【技术特征摘要】
1.一种光伏逆变器保护装置，其特征在于，所述光伏逆变器保护装置包括采集单元、逻辑单元以及执行单元；所述采集单元与光伏逆变器的直流电缆或铜排电连接，并用来采集该直流电缆或铜排的电压信号；所述逻辑单元与所述采集单元电连接从而接收从所述采集单元传来的电压信号，然后将该电压信号与比较电压进行比较，当该电压信号与比较电压的差的绝对值大于或等于设定值时所述逻辑单元向所述执行单元发送指令；以及所述执行单元与所述逻辑单元电连接并根据从所述逻辑单元传来的指令控制光伏逆变器的断路器分闸。2.根据权利要求1所述的光伏逆变器保护装置，其特征在于，所述比较电压等于光伏组串支路的开路电压的17/41-20/41。3.根据权利要求1所述的光伏逆变器保护装置，其特征在于，所述设定值等于所述比较电压的2/5-4/5倍。4.根据权利要求1所述的光伏逆变器保护装置，其特征在于，所述逻辑单元包括比较器，所述比较器分别与所述采集单元和所述执行单元电连接。5.根据权利要求4所述的光伏逆变器保护装置，其特征在于，所述逻辑单元还包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻分别通过导线与所述比较器的正、负输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志刚，王振中，洪熊祥，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31