专利名称：三相并网逆变器的并网开关状态检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及并网发电技术领域，尤其是涉及一种三相并网逆变器的并网开关状态检测系统。
背景技术：
随着世界能源需求的持续增长和环境污染问题的日益严重，开发新能源和可再生能源受到世界各国的重视。太阳能、风能等新能源是目前可以大规模利用的绿色清洁能源， 开展太阳能、风能等新能源的并网发电技术具有重要的社会意义和经济意义。太阳能、风能等新能源的并网发电技术需要并网逆变器进行直流电与交流电的转换，并网逆变器内设置有并网开关，要实现并网发电的可靠运行，并网逆变器内设置并网开关状态检测电路对并网开关的可靠性进行检测，现有的并网开关状态检测电路复杂，检测可靠性较低，如果并网逆变器本身出现故障、主电网出现故障或者孤岛效应的情形，并网逆变器不能有效地断开与主电网的连接，会造成并网逆变器的损害、电网安全事故及人身安全事故的发生。
发明内容本实用新型是针对上述背景技术存在的缺陷提供一种有效保证电网运行安全、人身安全并防止并网逆变器损伤的三相并网逆变器的并网开关状态检测系统。为实现上述目的，本实用新型公开了一种三相并网逆变器的并网开关状态检测系统，其包括逆变电路单元、滤波电路单元、开关电路单元、控制电路单元及检测电路单元，所述逆变电路单元输出端连接所述滤波电路单元输入端，所述开关电路单元一端与所述滤波电路单元输出端连接，所述开关电路单元另一端连接有三相电网供电线，所述控制电路单元输入端与所述检测电路单元连接，所述控制电路单元输出端与所述逆变电路单元输入端及所述开关电路单元连接。进一步地，所述滤波电路单元具有滤波电路单元U相输出端、滤波电路单元V相输出端及滤波电路单元W相输出端，所述三相电网供电线包括U相供电线、V相供电线及W相供电线，所述开关电路单元包括U相并网开关、V相并网开关及W相并网开关，所述U相并网开关、V相并网开关、W相并网开关一端分别与所述滤波电路单元U相输出端、滤波电路单元V相输出端及滤波电路单元W相输出端连接，所述U相并网开关、V相并网开关及W相并网开关另一端分别与U相供电线、V相供电线及W相供电线连接。进一步地，所述U相并网开关、V相并网开关及W相并网开关为继电器或接触器装置。进一步地，所述检测电路单元包括U相开关检测电路、V相开关检测电路、W相开关检测电路，所述U相开关检测电路输出端、V相开关检测电路输出端、W相开关检测电路输出端分别连接所述控制电路单元输入端，所述U相开关检测电路正输入端与所述滤波电路单元U相输出端连接，所述V相开关检测电路正输入端与所述滤波电路单元V相输出端连接，所述W相开关检测电路正输入端与所述滤波电路单元W相输出端连接，所述U相开关检测电路、V相开关检测电路及W相开关检测电路负输入端分别与零线连接。进一步地，所述U相开关检测电路包括第一接地电阻、第一限流电阻、第一分压电阻、第一电阻组、第一二极管、第一电容及第一光电耦合器，所述第一电阻组一端对应U相开关检测电路正输入端，所述第一分压电阻一端及第一二极管阳极与所述第一电阻组另一端连接，所述第一分压电阻另一端连接零线，所述第一电容阳极及第一限流电阻一端与所述第一二极管阴极连接，所述第一电容阴极连接零线，所述第一限流电阻另一端与所述第一光电耦合器的阳极连接，所述第一光电耦合器的阴极连接零线，所述第一光电耦合器的集电极连接有直流电，所述第一光电耦合器的发射极与所述第一接地电阻一端连接，所述第一接地电阻另一端接地，所述第一光电耦合器的发射极对应所述U相开关检测电路输出端。进一步地，所述第一电阻组包括第一电阻、第二电阻及第三电阻，所述第三电阻、 第二电阻及第一电阻相互串接。进一步地，所述V相开关检测电路包括第二接地电阻、第二限流电阻、第二分压电阻、第二电阻组、第二二极管、第二电容及第二光电耦合器，所述第二电阻组一端对应V相开关检测电路正输入端，所述第二分压电阻一端及第二二极管阳极与所述第二电阻组另一端连接，所述第二分压电阻另一端连接零线，所述第二电容阳极及第二限流电阻一端与所述第二二极管阴极连接，所述第二电容阴极连接零线，所述第二限流电阻另一端与所述第二光电耦合器的阳极连接，所述第二光电耦合器的阴极连接零线，所述第二光电耦合器的集电极连接有直流电，所述第二光电耦合器的发射极与所述第二接地电阻一端连接，所述第二接地电阻另一端接地，所述第二光电耦合器的发射极对应所述V相开关检测电路输出端。进一步地，所述第二电阻组包括第四电阻、第五电阻及第六电阻，所述第六电阻、 第五电阻及第四电阻相互串接。进一步地，所述W相开关检测电路包括第三接地电阻、第三限流电阻、第三分压电阻、第三电阻组、第三二极管、第三电容及第三光电耦合器，所述第三电阻组一端对应W相开关检测电路正输入端，所述第三分压电阻一端及第三二极管阳极与所述第三电阻组另一端连接，所述第三分压电阻另一端连接零线，所述第三电容阳极及第三限流电阻一端与所述第三二极管阴极连接，所述第三电容阴极连接零线，所述第三限流电阻另一端与所述第三光电耦合器的阳极连接，所述第三光电耦合器的阴极连接零线，所述第三光电耦合器的集电极连接有直流电，所述第三光电耦合器的发射极与所述第三接地电阻一端连接，所述第三接地电阻另一端接地，所述第三光电耦合器的发射极对应所述W相开关检测电路输出端。进一步地，所述第三电阻组包括第七电阻、第八电阻及第九电阻，所述第九电阻、 第八电阻及第七电阻相互串接。综上所述，本实用新型三相并网逆变器的并网开关状态检测系统通过设置控制电路单元接收并分析所述检测电路单元发出的电平信号，检测开关电路单元的断开功能和闭合功能是否正常，进而控制逆变电路单元的工作状态，有效保证电网运行安全、人身安全并防止并网逆变器的损伤。
图1为本实用新型实施例的结构示意图。图2为图1所示本实用新型U相开关检测电路的原理图。图3为图1所示本实用新型V相开关检测电路的原理图。图4为图1所示本实用新型W相开关检测电路的原理图。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述。请参阅图1至图4，本实用新型三相并网逆变器的并网开关状态检测系统包括逆变电路单元10、滤波电路单元20、开关电路单元30、控制电路单元40及检测电路单元50， 所述逆变电路单元10输出端连接所述滤波电路单元20输入端，所述滤波电路单元20具有滤波电路单元U相输出端21、滤波电路单元V相输出端22及滤波电路单元W相输出端23。所述开关电路单元30连接有三相电网60供电线，所述三相电网60供电线包括U 相供电线61、V相供电线62及W相供电线63，所述开关电路单元30包括U相并网开关31、 V相并网开关32及W相并网开关33，所述U相并网开关31、V相并网开关32及W相并网开关33为继电器或接触器装置，所述U相并网开关31、V相并网开关32及W相并网开关33 一端分别与所述滤波电路单元U相输出端21、滤波电路单元V相输出端22及滤波电路单元W相输出端23连接，所述U相并网开关31、V相并网开关32及W相并网开关33另一端分别连接U相供电线61、V相供电线62及W相供电线63以控制三相电网60的U相供电线路、V相供电线路及W相供电线路的通断。所述控制电路单元40输入端与所述检测电路单元50连接，以接收分析所述检测电路单元50发出的电平信号，所述控制电路单元40输出端与所述逆变电路单元10输入端及所述开关电路单元30的输入控制端连接以控制所述逆变电路单元10、U相并网开关31、 V相并网开关32及W相并网开关33通断。所述检测电路单元50包括U相开关检测电路51、V相开关检测电路52及W相开关检测电路53，所述U相开关检测电路51输出端、V相开关检测电路52输出端及W相开关检测电路53输出端分别连接所述控制电路单元40输入端，所述U相开关检测电路51、V相开关检测电路52及W相开关检测电路53电路相同，所述U相开关检测电路51正输入端匹配所述U相并网开关31与所述滤波电路单元U相输出端21连接，所述V相开关检测电路 52正输入端匹配所述V相并网开关32与所述滤波电路单元V相输出端22连接，所述W相开关检测电路53正输入端匹配所述W相并网开关33与所述滤波电路单元W相输出端23 连接，所述U相开关检测电路51、V相开关检测电路52及W相开关检测电路53负输入端分别与零线N连接。所述U相开关检测电路51包括第一接地电阻R100、第一限流电阻R101、第一分压电阻R102、第一电阻组R10、第一二极管D100、第一电容ClOO及第一光电耦合器Ul，所述第一电阻组RlO包括第一电阻R103、第二电阻R104及第三电阻R105，所述第三电阻R105、第二电阻R104及第一电阻R103相互串接，所述第三电阻R105 —端对应U相开关检测电路51正输入端，所述第一分压电阻R102 —端及第一二极管DlOO阳极与所述第一电阻R103 —端连接，所述第一分压电阻R102另一端连接零线N，所述第一电容ClOO阳极及第一限流电阻 RlOl —端与所述第一二极管DlOO阴极连接，所述第一电容ClOO阴极连接零线N，所述第一限流电阻RlOl另一端与所述第一光电耦合器Ul的阳极连接，所述第一光电耦合器Ul的阴极连接零线N，所述第一光电耦合器Ul的集电极连接有直流电VCC，所述第一光电耦合器Ul 的发射极与所述第一接地电阻RlOO —端连接，所述第一接地电阻RlOO另一端接地，所述第一光电耦合器Ul的发射极对应所述U相开关检测电路51输出端，所述第一光电耦合器Ul 的型号为TLP421。所述V相开关检测电路52包括第二接地电阻R200、第二限流电阻R201、第二分压电阻R202、第二电阻组R20、第二二极管D200、第二电容C200及第二光电耦合器U2，所述第二电阻组R20包括第四电阻R203、第五电阻R204及第六电阻R205，所述第六电阻R205、第五电阻R204及第四电阻R203相互串接，所述第六电阻R205 —端对应V相开关检测电路52 正输入端，所述第二分压电阻R202 —端及第二二极管D200阳极与所述第四电阻R203 —端连接，所述第二分压电阻R202另一端连接零线N，所述第二电容C200阳极及第二限流电阻 R201 —端与所述第二二极管D200阴极连接，所述第二电容C200阴极连接零线N，所述第二限流电阻R201另一端与所述第二光电耦合器U2的阳极连接，所述第二光电耦合器U2的阴极连接零线N，所述第二光电耦合器U2的集电极与直流电VCC连接，所述第二光电耦合器 U2的发射极与所述第二接地电阻R200 —端连接，所述第二接地电阻R200另一端接地，所述第二光电耦合器U2的发射极对应所述V相开关检测电路52输出端，所述第二光电耦合器 U2的型号为TLP421。所述W相开关检测电路53包括第三接地电阻R300、第三限流电阻R301、第三分压电阻R302、第三电阻组R30、第三二极管D300、第三电容C300及第三光电耦合器U3，所述第三电阻组R30包括第七电阻R303、第八电阻R304及第九电阻R305，所述第九电阻R305、第八电阻R304及第七电阻R303相互串接，所述第九电阻R305 —端对应W相开关检测电路53 正输入端，所述第三分压电阻R302 —端及第三二极管D300阳极与所述第七电阻R303 —端连接，所述第三分压电阻R302另一端连接零线N，所述第三电容C300阳极及第三限流电阻 R301 —端与所述第三二极管D300阴极连接，所述第三电容C300阴极连接零线N，所述第三限流电阻R301另一端与所述第三光电耦合器U3的阳极连接，所述第三光电耦合器U3的阴极连接零线N，所述第三光电耦合器U3的集电极与直流电VCC连接，所述第三光电耦合器 U3的发射极与所述第三接地电阻R300 —端连接，所述第三接地电阻R300另一端接地，所述第三光电耦合器U3的发射极对应所述W相开关检测电路53输出端，所述第三光电耦合器 U3的型号为TLP421。所述U相开关检测电路51工作原理为，所述第三电阻R105 —端接收三相电网60 的U相供电线电压信号VoltU时，所述U相供电线电压信号VoltU通过第三电阻R105、第二电阻R104、第一电阻R103、第一分压电阻R102分压后，所述第一二极管DlOO对分压后的U 相供电线电压信号VoltU进行单向整流，所述第一电容ClOO两端充电进行蓄能，整流后的电压信号通过第一限流电阻RlOl的限流后导通第一光电耦合器U1，此时第一光电耦合器 Ul的发射极输出高电平信号；所述第三电阻R105—端未接收三相电网60的U相供电线电压信号VoltU时，所述第一光电耦合器Ul的发射极输出低电平信号。[0029]由于所述U相开关检测电路51、V相开关检测电路52、W相开关检测电路53电路相同，所述V相开关检测电路52、所述W相开关检测电路53工作原理与所述U相开关检测电路51工作原理一致。所述第六电阻R205 —端接收三相电网60的V相供电线电压信号 VoltV时，所述第二光电耦合器U2的发射极输出高电平信号；所述第六电阻R205 —端未接收三相电网60的V相供电线电压信号VoltV时，所述第一光电耦合器U2的发射极输出低电平信号。所述第九电阻R305 —端接收三相电网60的W相供电线电压信号VoltW时，所述第三光电耦合器U3的发射极输出高电平信号；所述第九电阻R305 —端未接收三相电网 60的W相供电线电压信号VoltW时，所述第三光电耦合器U3的发射极输出低电平信号。本实用新型实施时，所述控制电路单元40首先控制所述逆变电路单元10停止工作，此时，所述控制电路单元40发出断开开关指令，检测所述开关电路单元30的断开功能是否正常，所述控制电路单元40接收所述U相开关检测电路51、V相开关检测电路52及W 相开关检测电路53传送过来的电平信号并进行分析，所述U相开关检测电路51、V相开关检测电路52及W相开关检测电路53的输出均为低电平信号时，所述开关电路单元30的断开功能正常；所述U相开关检测电路51、V相开关检测电路52或W相开关检测电路53的输出为高电平信号时，所述开关电路单元30的断开功能出现故障。所述控制电路单元40发出闭合开关指令，检测所述开关电路单元30的闭合功能是否正常，所述控制电路单元40接收所述U相开关检测电路51、V相开关检测电路52及W 相开关检测电路53传送过来的电平信号并进行分析，所述U相开关检测电路51、V相开关检测电路52及W相开关检测电路53的输出均为高电平信号时，所述开关电路单元30的闭合功能正常；所述U相开关检测电路51、V相开关检测电路52或W相开关检测电路53的输出为低电平信号时，所述开关电路单元30的闭合功能出现故障。所述开关电路单元30的断开功能和闭合功能都正常时，所述控制电路单元40控制所述逆变电路单元10开始工作；所述开关电路单元30的断开功能或闭合功能出现故障时，所述控制电路单元40控制所述逆变电路单元10继续停止工作，所述控制电路单元40 控制报警器发出故障报警信号。综上所述，本实用新型三相并网逆变器的并网开关状态检测系统通过设置控制电路单元40接收并分析所述检测电路单元50发出的电平信号，检测开关电路单元30的断开功能和闭合功能是否正常，进而控制逆变电路单元10的工作状态，有效保证电网运行安全、人身安全并防止并网逆变器的损伤。以上所述实施例仅表达了本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求1.一种三相并网逆变器的并网开关状态检测系统，包括逆变电路单元(10)、滤波电路单元(20 )、开关电路单元(30 )及检测电路单元(50 )，所述逆变电路单元(10 )输出端连接所述滤波电路单元(20 )输入端，所述开关电路单元(30 ) 一端与所述滤波电路单元(20 )输出端连接，所述开关电路单元(30)另一端连接有三相电网(60)供电线，其特征在于还包括控制电路单元(40 )，所述控制电路单元(40 )输入端与所述检测电路单元(50 )连接，所述控制电路单元(40)输出端与所述逆变电路单元(10)输入端及所述开关电路单元(30)连接。
2.根据权利要求1所述的三相并网逆变器的并网开关状态检测系统，其特征在于所述滤波电路单元(20)具有滤波电路单元U相输出端(21)、滤波电路单元V相输出端(22)及滤波电路单元W相输出端(23)，所述三相电网(60)供电线包括U相供电线(61)、V相供电线(62)及W相供电线(63)，所述开关电路单元(30)包括U相并网开关(31)、V相并网开关(32)及W相并网开关(33)，所述U相并网开关(31)、V相并网开关(32)、W相并网开关(33) 一端分别与所述滤波电路单元U相输出端(21)、滤波电路单元V相输出端(22)及滤波电路单元W相输出端(23)连接，所述U相并网开关(31)、V相并网开关(32)及W相并网开关(33)另一端分别与U相供电线(61)、V相供电线(62)及W相供电线(63)连接。
3.根据权利要求2所述的三相并网逆变器的并网开关状态检测系统，其特征在于所述U相并网开关(31)、V相并网开关(32)及W相并网开关(33)为继电器或接触器装置。
4.根据权利要求1所述的三相并网逆变器的并网开关状态检测系统，其特征在于所述检测电路单元(50)包括U相开关检测电路(51)、V相开关检测电路(52)、W相开关检测电路(53)，所述U相开关检测电路(51)输出端、V相开关检测电路(52)输出端、W相开关检测电路(53)输出端分别连接所述控制电路单元(40)输入端，所述U相开关检测电路(51) 正输入端与所述滤波电路单元U相输出端(21)连接，所述V相开关检测电路(52)正输入端与所述滤波电路单元V相输出端(22)连接，所述W相开关检测电路(53)正输入端与所述滤波电路单元W相输出端(23)连接，所述U相开关检测电路(51)、V相开关检测电路(52)及 W相开关检测电路(53)负输入端分别与零线(N)连接。
5.根据权利要求4所述的三相并网逆变器的并网开关状态检测系统，其特征在于所述U相开关检测电路(51)包括第一接地电阻(R100)、第一限流电阻(R101)、第一分压电阻 (R102)、第一电阻组(R10)、第一二极管(D100)、第一电容(C100)及第一光电耦合器(U1)， 所述第一电阻组(RlO) —端对应U相开关检测电路(51)正输入端，所述第一分压电阻 (R102)—端及第一二极管(D100)阳极与所述第一电阻组(RlO)另一端连接，所述第一分压电阻(R102)另一端连接零线(N)，所述第一电容(C100)阳极及第一限流电阻(RlOl)—端与所述第一二极管(D100)阴极连接，所述第一电容(C100)阴极连接零线(N)，所述第一限流电阻(RlOl)另一端与所述第一光电耦合器(Ul)的阳极连接，所述第一光电耦合器(Ul)的阴极连接零线(N)，所述第一光电耦合器(Ul)的集电极连接有直流电(VCC)，所述第一光电耦合器(Ul)的发射极与所述第一接地电阻(R100) —端连接，所述第一接地电阻(R100)另一端接地，所述第一光电耦合器(Ul)的发射极对应所述U相开关检测电路(51)输出端。
6.根据权利要求5所述的三相并网逆变器的并网开关状态检测系统，其特征在于所述第一电阻组(RlO)包括第一电阻(R103)、第二电阻(R104)及第三电阻(R105)，所述第三电阻(R105)、第二电阻(R104)及第一电阻(R103)相互串接。
7.根据权利要求4所述的三相并网逆变器的并网开关状态检测系统，其特征在于所述V相开关检测电路(52)包括第二接地电阻(R200)、第二限流电阻(R201)、第二分压电阻 (R202)、第二电阻组(R20)、第二二极管(D200)、第二电容(C200)及第二光电耦合器(U2)， 所述第二电阻组(R20) —端对应V相开关检测电路(52)正输入端，所述第二分压电阻 (R202)—端及第二二极管(D200)阳极与所述第二电阻组(R20)另一端连接，所述第二分压电阻(R202)另一端连接零线(N)，所述第二电容(C200)阳极及第二限流电阻(R201)—端与所述第二二极管(D200)阴极连接，所述第二电容(C200)阴极连接零线(N)，所述第二限流电阻(R201)另一端与所述第二光电耦合器(U2)的阳极连接，所述第二光电耦合器(U2)的阴极连接零线(N)，所述第二光电耦合器(U2)的集电极连接有直流电(VCC)，所述第二光电耦合器(U2)的发射极与所述第二接地电阻(R200) —端连接，所述第二接地电阻(R200)另一端接地，所述第二光电耦合器(U2)的发射极对应所述V相开关检测电路(52)输出端。
8.根据权利要求7所述的三相并网逆变器的并网开关状态检测系统，其特征在于所述第二电阻组(R20)包括第四电阻(R203)、第五电阻(R204)及第六电阻(R205)，所述第六电阻(R205)、第五电阻(R204)及第四电阻(R203)相互串接。
9.根据权利要求4所述的三相并网逆变器的并网开关状态检测系统，其特征在于所述W相开关检测电路(53 )包括第三接地电阻(R300 )、第三限流电阻(R301)、第三分压电阻 (R302)、第三电阻组(R30)、第三二极管(D300)、第三电容(C300)及第三光电耦合器(U3)， 所述第三电阻组(R30) —端对应W相开关检测电路(53)正输入端，所述第三分压电阻 (R302)—端及第三二极管(D300)阳极与所述第三电阻组(R30)另一端连接，所述第三分压电阻(R302)另一端连接零线(N)，所述第三电容(C300)阳极及第三限流电阻(R301)—端与所述第三二极管(D300)阴极连接，所述第三电容(C300)阴极连接零线(N)，所述第三限流电阻(R301)另一端与所述第三光电耦合器(U3)的阳极连接，所述第三光电耦合器(U3)的阴极连接零线(N)，所述第三光电耦合器(U3)的集电极连接有直流电(VCC)，所述第三光电耦合器(U3)的发射极与所述第三接地电阻(R300) —端连接，所述第三接地电阻(R300)另一端接地，所述第三光电耦合器(U3)的发射极对应所述W相开关检测电路(53)输出端。
10.根据权利要求9所述的三相并网逆变器的并网开关状态检测系统，其特征在于所述第三电阻组(R30 )包括第七电阻(R303 )、第八电阻(R304)及第九电阻(R305 )，所述第九电阻(R305)、第八电阻(R304)及第七电阻(R303)相互串接。
专利摘要本实用新型公开了一种三相并网逆变器的并网开关状态检测系统，其包括逆变电路单元、滤波电路单元、开关电路单元、控制电路单元及检测电路单元，所述逆变电路单元输出端连接所述滤波电路单元输入端，所述开关电路单元一端与所述滤波电路单元输出端连接，所述开关电路单元另一端连接有三相电网供电线，所述控制电路单元输入端与所述检测电路单元连接，所述控制电路单元输出端与所述逆变电路单元输入端及开关电路单元连接。本实用新型通过设置控制电路单元接收并分析所述检测电路单元发出的电平信号，检测开关电路单元的断开功能和闭合功能是否正常，进而控制逆变电路单元的工作状态，有效保证三相电网运行安全、人身安全并防止并网逆变器的损伤。
文档编号G01R31/327GK202330646SQ20112045100
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者郑照红, 韩军良 申请人:广东易事特电源股份有限公司