光伏組件智能隔離開關的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光伏組件智能隔離開關，它涉及一種光伏電路安全保護裝置。它包括MOS管、電流傳感器、突變電流闕值控制模塊、隔離開關控制電路、無線接收模塊和工作電源，MOS管的源極、柵極均接至隔離開關控制電路，工作電源分別與突變電流闕值控制模塊、隔離開關控制電路、無線接收模塊連接，突變電流闕值控制模塊接隔離開關控制電路，突變電流闕值控制模塊還與電流傳感器連接，電流傳感器與套設在后級輸出電線上的磁環(huán)耦合線圈連接。本發(fā)明對解決現(xiàn)有光伏電站的安全改造和今后的新建電站提供一種行之有效的安全保護設備，保證了光伏電站的安全性，穩(wěn)定性好，可靠性高，實用性強，易于推廣使用。
【專利說明】光伏組件智能隔離開關
[0001]
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及的是一種光伏電路安全保護裝置，具體涉及光伏組件智能隔離開關。
【背景技術】
[0003]當前在現(xiàn)有的光伏發(fā)電技術中，當發(fā)電中的組串線路回路中任何地方出現(xiàn)接觸不良而跳火拉弧時，尚沒有一種能在發(fā)生線路跳弧的瞬間能自動斷路保護和隔離的設備，而缺少任何一樣的保護措施和必要的自控設備，都會使光伏的安全性蒙上了陰影，因而這個問題已成為了今后光伏電站建設時迫切要解決的重大安全技術問題，設計一種光伏組件智能隔離開關尤為必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種光伏組件智能隔離開關，結構簡單，設計合理，保證了光伏電站的安全性，穩(wěn)定性好，可靠性高，實用性強，易于推廣使用。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術方案來實現(xiàn):光伏組件智能隔離開關，包括MOS管、電流傳感器、突變電流闕值控制模塊、隔離開關控制電路和工作電源，M0S管的漏極反接二極管至MOS管的源極，MOS管的源極與柵極之間接有電阻，MOS管的源極、柵極均接至隔離開關控制電路，工作電源分別與突變電流闕值控制模塊、隔離開關控制電路連接，突變電流闕值控制模塊接隔離開關控制電路，突變電流闕值控制模塊還與電流傳感器連接，由上述元件組成的隔離開關連接在前一級太陽能組件與后一級太陽能組件之間，所述MOS管的漏極通過前級連接器與前一級太陽能組件連接，MOS管的源極通過后級連接器與后一級太陽能組件連接。
[0006]作為優(yōu)選，所述的隔離開關還包括有高頻的無線接收模塊，無線接收模塊上接有天線，無線接收模塊接至隔離開關控制電路，無線接收模塊與工作電源相連接，所述無線接收模塊的頻率為433MHz，控制中心可以以廣播的方式同時控制數(shù)十個、甚至更多的接收模塊。
[0007]作為優(yōu)選，所述的工作電源與內(nèi)部高容量的儲能電容連接，工作電源、儲能電容均與外部微型的小光伏板自用電源連接，采用內(nèi)部儲能電容和外部光伏電池板供電的方式，使得整個裝置可以在沒有其它供電線路的情況下長期正常工作，保證了工作的穩(wěn)定性。
[0008]作為優(yōu)選，所述的電流傳感器與套設在后級輸出電線上的磁環(huán)耦合線圈連接，采用磁環(huán)耦合線圈來采樣輸電線路突變電流的檢測技術，能精確捕捉輸電線路在電流斷開瞬間的電磁變量。
[0009]本發(fā)明的有益效果:對解決現(xiàn)有光伏電站的的安全改造和今后的新建電站提供了有效的保障，進一步對功率輸出線路進行多塊段的分割，以達到把電池組串近800伏及以上的懸浮電壓變成多段的分散性低的懸浮電壓，保障人身和設備的安全;同時也滿足國際IEC標準管理機構即將要推出的光伏電站安全規(guī)范要求，適應性廣。
【附圖說明】
[0010]下面結合附圖和【具體實施方式】來詳細說明本發(fā)明；
圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
[0011]
【具體實施方式】
[0012]為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合【具體實施方式】，進一步闡述本發(fā)明。
[0013]參照圖1，本【具體實施方式】采用以下技術方案:光伏組件智能隔離開關，包括MOS管
1、電流傳感器2、突變電流闕值控制模塊3、隔離開關控制電路4和工作電源5，MOS管I的漏極反接二極管D至MOS管I的源極，MOS管I的源極與柵極之間接有電阻R，M0S管I的源極、柵極均接至隔離開關控制電路4，工作電源5分別與突變電流闕值控制模塊3、隔離開關控制電路4連接，突變電流闕值控制模塊3接隔離開關控制電路4，突變電流闕值控制模塊3還與電流傳感器2連接，由上述元件組成的隔離開關連接在前一級太陽能組件11與后一級太陽能組件13之間，所述MOS管I的漏極通過前級連接器10與前一級太陽能組件11連接，MOS管I的源極通過后級連接器12與后一級太陽能組件13連接。
[0014]值得注意的是，所述的隔離開關還包括有無線接收模塊6，無線接收模塊6上接有天線7，無線接收模塊6接至隔離開關控制電路4，無線接收模塊6與工作電源5相連接。
[0015]值得注意的是，所述的工作電源5與內(nèi)部高容量的儲能電容8連接，工作電源5、儲能電容8均與外部微型的小光伏板自用電源9連接;采用內(nèi)部儲能電容和外部微型光伏電池板供電的方式，使得整個組件隔離開關裝置可以在沒有其它供電線路的情況下長期正常工作，保持穩(wěn)定性，且這種形式的隔離開關主要適用于對已有的光伏電站進行安全升級改造的使用。
[0016]此外，所述的電流傳感器2與套設在后級輸出電線上的磁環(huán)耦合線圈14連接，采用磁環(huán)耦合線圈14來采樣輸電線路突變電流的檢測技術，該技術同時具備了隔離采樣和對緩慢變化的電流波動不敏感的特性，使之能精確捕捉輸電線路在電流斷開瞬間的電磁變量，再經(jīng)后級電路的比較處理后，自動控制功率電子開關切斷輸電線路，達到線路隔離的目的；磁環(huán)耦合線圈14將輸電線路上采樣的電流通過電流傳感器2傳送給突變電流闕值控制模塊3進行處理后發(fā)送給隔離開關控制電路4，由隔離開關控制電路4控制MOS管I的關斷。
[0017]本【具體實施方式】采用特低導通電阻的新型功率MOS管I作為線路隔離的電子開關，此元件需要的控制功率很小、耐壓高、額定電流大，而且因飽和導通電阻非常小，可以保證在正常發(fā)電期間不會對線路產(chǎn)生過多的壓降損失及自身發(fā)熱；隔離開關內(nèi)部安裝還有高頻無線接收模塊，可以接收外部的遠程控制命令，對于已經(jīng)處于關閉隔離狀態(tài)的隔離開關，必須用無線遙控制信號才能使其重新打開，也可通過無線控制信號使隔離開關全部關閉；所述無線接收模塊6采用學習型地址編號的433MHz的收發(fā)模塊，控制中心可以以廣播的方式同時控制數(shù)十個甚至更多的接收模塊。
[0018]本【具體實施方式】的結構特點:是一款可以獨立插入到現(xiàn)有光伏發(fā)電組串回路的功能性安全模塊，模塊體積很小，尺寸在60mm X 50mm X 25mm左右，模塊的底部有兩個寬度1mm的塑料卡腳，可以很方便地卡入到一般光伏電站中兩塊電池板的拼合縫中，并從底下勾住來保持固定。
[0019]本【具體實施方式】的電氣連接方法:光伏組件智能隔離開關在模塊底部引出一正、一負兩根輸送電連線及接插件，在需要加裝的地方，只要先把原來兩塊電池板相連接的正負連接器分開，然后分別插入到光伏組件智能隔離開關引出的正負連接器上，再把此模塊所帶的小光伏電池板固定到有光照的空檔處，就能開始工作了，模塊初始狀態(tài)默認是接通的工作狀態(tài)的。
[0020]本【具體實施方式】的功能與作用:當工作中的智能逆變器(或智能匯流箱)探測到某個光伏電池組串的輸電回路因接觸不良引起的電磁輻射信號時，再根據(jù)其他電路參數(shù)的變化，就能推斷出具體發(fā)生故障的支路，并通過電子功率開關把該條回路切斷，避免故障的進一步擴大。而本光伏組件智能隔離開關的作用是:進一步對功率輸出線路進行多塊段的分害J，以達到把電池組串近800伏及以上的懸浮電壓變成多段的分散性低的懸浮電壓，保障人身和設備的安全，同時也為了滿足IEC即將頒布的光伏系統(tǒng)安全防護標準中關于光伏組件在進行安全切斷后，任何一點懸浮電壓均不得的高于80伏的新標準。
[0021]本【具體實施方式】對解決現(xiàn)有光伏電站的的安全改造和今后的新建電站提供一種行之有效的安全保護設備，也滿足了國際IEC標準管理機構即將要推出的光伏電站安全規(guī)范要求，當光伏電站的逆變器所具有的安全偵測回路在發(fā)現(xiàn)線路中出現(xiàn)因接觸不良而發(fā)生的火花激發(fā)電磁波時，快速切斷組串回路的電流時，就能隨動而把每個組件的對外連線都切斷，達到是光伏回路很高的空載電壓分成多段，使回路任意一點的電壓均低于80V的IEC新的安全標準，穩(wěn)定可靠，具有廣闊的市場應用前景。
[0022]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.光伏組件智能隔離開關，其特征在于，包括MOS管(I)、電流傳感器(2)、突變電流闕值控制模塊(3)、隔離開關控制電路(4)和工作電源(5)，M0S管(I)的漏極反接二極管(D)至MOS管(I)的源極，MOS管(I)的源極與柵極之間接有電阻(R)，M0S管(I)的源極、柵極均接至隔離開關控制電路(4)，工作電源(5)分別與突變電流闕值控制模塊(3)、隔離開關控制電路(4)連接，突變電流闕值控制模塊(3)接隔離開關控制電路(4 )，突變電流闕值控制模塊(3)還與電流傳感器(2)連接，由上述元件組成的隔離開關連接在前一級太陽能組件(11)與后一級太陽能組件(13)之間。2.根據(jù)權利要求1所述的光伏組件智能隔離開關，其特征在于，所述的隔離開關還包括有高頻的無線接收模塊(6)，無線接收模塊(6)上接有天線(7)，無線接收模塊(6)接至隔離開關控制電路(4)，無線接收模塊(6)與工作電源(5)相連接，無線接收模塊(6)可以接收外部的遠程控制命令，對于已經(jīng)處于關閉隔離狀態(tài)的隔離開關，必須用無線遙控制信號才能使其重新打開，也可通過無線控制信號使隔離開關全部關閉。3.根據(jù)權利要求2所述的光伏組件智能隔離開關，其特征在于，所述的無線接收模塊(6)采用學習型地址編號的433MHz的收發(fā)模塊，控制中心可以以廣播的方式同時控制數(shù)十個、甚至更多的接收模塊。4.根據(jù)權利要求1所述的光伏組件智能隔離開關，其特征在于，所述的工作電源(5)與內(nèi)部高容量的儲能電容(8)連接，工作電源(5)、儲能電容(8)均與外部微型的小光伏板自用電源(9)連接，采用內(nèi)部儲能電容和外部微型光伏電池板供電的方式，使得整個組件隔離開關裝置可以在沒有其它供電線路的情況下長期正常工作。5.根據(jù)權利要求1所述的光伏組件智能隔離開關，其特征在于，所述MOS管(I)的漏極通過前級連接器(10)與前一級太陽能組件(11)連接，MOS管(I)的源極通過后級連接器(12)與后一級太陽能組件(13)連接。6.根據(jù)權利要求1所述的光伏組件智能隔離開關，其特征在于，所述的電流傳感器(2)與套設在后級輸出電線上的磁環(huán)耦合線圈(14)連接，采用磁環(huán)耦合線圈(14)來采樣輸電線路突變電流的檢測技術，同時具備了隔離采樣和對緩慢變化的電流波動不敏感的特性，使之能精確捕捉輸電線路在電流斷開瞬間的電磁變量，再經(jīng)后級電路的比較處理后，自動控制功率電子開關切斷輸電線路，達到線路隔離的目的。
【文檔編號】H02H3/20GK105896460SQ201610224254
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月12日
【發(fā)明人】許建明
【申請人】常熟市福萊德連接器科技有限公司