一种低压分布式光伏电源中的微型断路器重合闸控制器制造技术

本实用新型专利技术为一种低压分布式光伏电源中的微型断路器重合闸控制器。该控制器包括开关电源电路、5V线性稳压电路、断路器开关位置检测电路、电源电压检测电路、电机驱动电路和微处理器；其中，5V线性稳压电路、断路器开关位置检测电路、电源电压检测电路、电机驱动电路分别和微处理器相连，开关电源电路、5V线性稳压电路、断路器开关位置检测电路依次相连；开关电源电路还和电机驱动电路直接相连。本实用新型专利技术省去人工合闸操作；电源电压故障时，断路器处于分闸位置，此位置不支持手动合闸，确保了用户及电网检修人员的安全。

A micro circuit breaker switching controller in low voltage distributed photovoltaic power supply

The utility model is a micro circuit breaker switching controller in a low-voltage distributed photovoltaic power supply. The controller includes a switching power supply circuit, 5V linear voltage regulator circuit, circuit breaker switch position detection circuit, voltage detection circuit, motor drive circuit and a microprocessor; the circuit is connected with the microprocessor driven 5V linear regulator circuit, circuit breaker switch position detection circuit, voltage detection circuit, motor, switch power supply circuit, 5V linear regulator circuit breaker switch position detection circuit are sequentially connected; switching power supply circuit and motor drive circuit is directly connected. The utility model eliminates manual closing operation, and when the power supply voltage fails, the circuit breaker is in the position of tripping, which does not support manual closing, and ensures the safety of users and power grid maintenance personnel.

【技术实现步骤摘要】
一种低压分布式光伏电源中的微型断路器重合闸控制器
本技术涉及一种低压分布式光伏电源中的微型断路器重合闸控制器及控制方法，属于光伏电源断路器

技术介绍
分布式电源接入配电系统后，可以有效得利用清洁能源，减少输配电设备建设的投入，从中国分布式电源总规模来看，分布式光伏项目规模最大。但分布式光伏电源在提高清洁能源利用率的同时，对电力系统和有关用户带来一系列问题，轻则造成电压闪动，重则可能使重要设备故障或局部电网动荡，甚至危及人身安全。在10kV电压电压等级并网发电的分布式电源，由于电压配电网网络结构相对清晰，设备管理比较到位，故容易控制。但220V/380V低压并网的分布式光伏电源，由于低压配电网自动化程度低，大量设备产权属于用户，设备量大，分布面广，且用户缺乏用电经验，其安全隐患突出，需要在技术装置上有所突破。目前大多数低压分布式光伏电源专用断路器采用欠压脱扣器在电网电压降到某一值时，瞬动或经过一定的延时后断开电源。欠压脱扣器的电压线圈接于电源端，当线路电压达到欠压要求时由于电压线圈的吸力是与施加于线圈的电压平方成正比，电压降低后，欠压脱扣器的电磁吸力减小，当吸力小于弹簧反作用力时，铁芯吸不住衔铁，衔铁打开，最后脱扣器上的触头撞击低压断路器机构的牵引杆，使断路器分闸。由于传统的低压分布式光伏电源专用断路器完全依靠断路器内机械结构来检测电压变化进行动作，可靠性低，延时时间可调性低，并且在电压恢复正常时，断路器不能自动重合闸，降低了光伏发电效率，不能高效应用光能及现有设备。如今中国分布式光伏项目规模大，急需一种分布式光伏专用断路器，该断路器具备在光伏分布式发电出现过压、欠压时自动断路并在电压正常时能自动重合闸的断路器能大大提高低压并网的光伏发电效率，并具有安全性能高，易于操作等优点。
技术实现思路
本技术的目的为针对当前技术中存在的不足，提供一种低压分布式光伏电源中的微型断路器重合闸控制器及控制方法。该控制器通过开关电源、电机驱动电路、断路器开关位置检测电路及系统母线电压检测电路的设计，实现了当系统母线电压过压或欠压达到设定延时时间时，控制器控制断路器分闸，确保控制器不会因为瞬时的电压波动控制断路器分闸，最大限度支持光伏并网发电，使用户获得最佳效益；系统母线正常达到设定延时时间时，控制器控制断路器进行合闸，省去人工合闸操作；系统母线电压过压或欠压时，断路器处于分闸位置，此位置不支持手动合闸，确保了用户及电网检修人员的安全。本技术的技术方案为：一种低压分布式光伏电源中的微型断路器重合闸控制器，该控制器包括开关电源电路、5V线性稳压电路、断路器开关位置检测电路、系统母线电压检测电路、电机驱动电路和微处理器；其中，5V线性稳压电路、断路器开关位置检测电路、系统母线电压检测电路、电机驱动电路分别和微处理器相连，开关电源电路、5V线性稳压电路、断路器开关位置检测电路依次相连；开关电源电路还和电机驱动电路直接相连。所述的开关电源电路的组成及其连接包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4构成整流桥；火线L通过保险丝FUSE串接到整流桥第一引脚，零线N连接到整流桥第二引脚；零线N还通过压敏电阻RV1与整流桥第一引脚相连；第一电容C1并联在电流桥的第三、第四引脚上；整流桥的第四引脚接地；整流桥的第三引脚还和第五二极管D5的阳极相连，第五二极管D5的阴极与第六二极管D6的阴极相连；第六二极管D6的阳极与开关电源芯片U1的D引脚相连；整流桥的第三引脚还与变压器L1的第一引脚相连，变压器L1的第二引脚与开关电源芯片U1的D引脚相连，变压器L1的第四引脚接地，变压器L1的第三引脚分别与第一电阻R1、第七二极管D7的阳极相连，第一电阻R1的另一端和第三电容C3相连，第三电容C3的另一端和第七二极管D7的阴极相连，作为7V电压输出端；开关电源芯片U1的EN引脚与光电耦合器U2的第一引脚相连，光电耦合器U2的第二引脚接地，光电耦合器U2的第四引脚与7V电压输出端相连，光电耦合器U2的第三引脚接地；开关电源芯片U1的BP引脚串联第二电容C2后接地，开关电源芯片U1的S引脚接地；7V电压输出端还串联第四电容C4后接地；所述的微处理器为单片机，具体是型号为STC15W404AS。与现有技术相比，本技术具有以下优点:自动化：本技术代替传统低压分布式光伏电源断路器，采用基于微处理器的控制器来控制断路器。能够在分布式光伏发电的系统母线过压或者欠压达到规定时间时控制断路器进行分闸；当电压正常达到规定时间时控制断路器合闸。具有自动化能力，当光伏电源并网点在偏远、交通不发达等地区时，省去人工合闸操作，节省人力物力。高可靠性：本技术代替传统低压分布式光伏电源断路器，不再依靠机械部分检测电压变化来进行动作，基于微处理器的控制器能够精准检测电压变化，能在过欠压达到规定时间时控制断路器进行分闸；在电压正常达到规定时间时控制断路器进行合闸。且延时时间能够通过软件部分进行修改，具有较高的可靠性，有效保护电器设备及人身安全。附图说明图1为控制器系统框图，其中，1-开关电源电路；2-5V稳压电路；3-断路器开关位置检测电路；4-系统母线电压检测电路；5-电机驱动电路；6-微处理器。图2为开关电源电路图。图3为5V线性稳压电路图。图4为电机驱动电路图。图5为断路器开关位置检测电路中霍尔传感器的电路图。图6为系统母线电压检测电路。图7为微处理器电路图。图8为本技术的整体运行程序的流程图。具体实施方式下面将参考附图结合实施例来详细说明本技术。如图1所示，本技术的控制器的组成包括开关电源电路1、5V线性稳压电路2、断路器开关位置检测电路3、系统母线电压检测电路4、电机驱动电路5和微处理器6；其中，5V线性稳压电路2、断路器开关位置检测电路3、系统母线电压检测电路4、电机驱动电路5分别和微处理器6相连，开关电源电路1、5V线性稳压电路2、断路器开关位置检测电路3依次相连；开关电源电路1还和电机驱动电路5直接相连；系统母线与开关电源电路1和系统母线电压检测电路4相连。各电路的作用具体为：图1为控制器系统框图。开关电源电路1将系统母线电信号经过处理后输出7V稳定直流电，为5V线性稳压电路2和电机驱动电路5供电；5V线性稳压电路2将7V稳定直流电经过处理后输出5V稳定直流电，为断路器开关位置检测电路3和微处理器6供电；断路器开关位置检测电路3输出信号到微处理器6，进行断路器开关位置检测；系统母线电压检测电路4将系统母线电压信号处理后输入到微处理器6，进行系统母线电压信号检测；微处理器6结合系统母线电压信号、断路器开关位置信号向电机驱动电路5，电机驱动电路5输出逻辑电平信号，控制电机转动，进而控制断路器动作。如图2，开关电源电路1的组成包括：L、N分别为火线和零线；第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)构成整流桥(其中，第一二极管(D1)、与第三二极管(D3)连接处为第一引脚，第二二极管(D2)与第四二极管(D4)连接处为第二引脚；第一二极管(D1)与第二二极管(D2)的连接处为第三引脚，第三二极管(D3)与第四二极管(D4)的联俄基础为第四引脚-)；火线L通过保险丝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压分布式光伏电源中的微型断路器重合闸控制器，其特征为该控制器包括开关电源电路、5V线性稳压电路、断路器开关位置检测电路、系统母线电压检测电路、电机驱动电路和微处理器；其中，5V线性稳压电路、断路器开关位置检测电路、系统母线电压检测电路、电机驱动电路分别和微处理器相连，开关电源电路、5V线性稳压电路、断路器开关位置检测电路依次相连；开关电源电路还和电机驱动电路直接相连。

【技术特征摘要】
1.一种低压分布式光伏电源中的微型断路器重合闸控制器，其特征为该控制器包括开关电源电路、5V线性稳压电路、断路器开关位置检测电路、系统母线电压检测电路、电机驱动电路和微处理器；其中，5V线性稳压电路、断路器开关位置检测电路、系统母线电压检测电路、电机驱动电路分别和微处理器相连，开关电源电路、5V线性稳压电路、断路器开关位置检测电路依次相连；开关电源电路还和电机驱动电路直接相连。2.如权利要求1所述的低压分布式光伏电源中的微型断路器重合闸控制器，其特征为所述的开关电源电路的组成包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4构成整流桥；火线L通过保险丝FUSE串接到整流桥第一引脚，零线N连接到整流桥第二引脚；零线N还通过压敏电阻RV1与整流桥第一引脚相连；第一电容C1并联在电流桥的第三、第四引脚上；整流桥的第四...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志涛，杨革宇，袁金丽，孔江浩，雷瑶，幺振鹏，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：天津,12