带雷电监测功能的光伏汇流箱检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及光伏汇流箱检测系统领域，具体涉及一种带有雷电监测功能的光伏汇流箱检测系统。该系统采用多组电流传感器-隔离电路-信号放大电路代替传统的霍尔元件进行光伏阵列的电流检测，能够有效克服霍尔元件容易受电磁干扰并且存在磁滞效应的缺点，提高光伏汇流箱检测光伏阵列电流系统的性能；同时，本实用新型还包括具有雷电监测功能的雷电流传感器和雷电幅值检测电路，可实时监测光伏阵列遭受雷击时浪涌电压的幅值、时间以及波形。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及光伏汇流箱电流检测领域，具体指一种带雷击监测功能的光伏汇 流箱的检测系统。 带雷电监测功能的光伏汇流箱检测系统
【背景技术】
[0002] 在世界能源短缺的大气候下，太阳能（又叫光伏能）作为一种清洁无公害的能源 受到越来越多国家的重视。近年来许多国家开始太阳能发电站的大规模建设，我国也在各 省建立了规模大小不一的光伏能或者风、光互补发电站。在大中型光伏并网发电阵列中，由 于光伏组串较多，输出线路较多，所以实际中需通过光伏汇流箱将多条光伏电流线路汇成 一条总线输入至逆变器中。为了实时监测光伏阵列输出电流，目前市场上使用的光伏汇流 箱内一般都配有直流电流检测模块。目前，由于直流霍尔元件具有体积小巧，设计外围电路 简单等优点，是光伏电流检测的主流设计方案之一；但是，现有的汇流箱检测系统，由于霍 尔元件自身的特性，导致该检测系统容易受到电磁干扰，并且霍尔元件磁滞效应明显、使用 成本偏高，这些问题严重影响了光伏汇流箱的性能；同时，传统的光伏汇流箱检测系统只在 输出端配有Y型结构的防雷模块，该防雷模块用于保护后级逆变器免受感应雷击的损坏， 却忽视了对光伏汇流箱检测系统中的防雷设备的遭受雷击时其感应雷电流的监测。 实用新型内容
[0003] 针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种带雷电监测功能的光伏汇流箱检 测系统，该检测系统克服了霍尔元件易受电磁干扰且存在磁滞效应的缺点，并且可在检测 感应雷电流的同时，通过雷电流传感器随时监测防雷模块泄放的感应雷电流。
[0004] 为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
[0005] -种带有雷电监测功能的光伏汇流箱检测系统，安装于光伏汇流箱内，包括多路 选通器、模数转换器，其特征在于，还包括多个用于感应光伏阵列输出电流的电流传感器、 隔离电路、信号放大电路；
[0006] 其中，所述的多个电流传感器输出端分别与所述隔离电路的输入端连接，所述隔 离电路的输出端连接所述信号放大电路的输入端，同时，所述信号放大电路的输出端与所 述的多路选通器连接。
[0007] 作为优选，以上所述的检测系统还包括用于实时监测所述光伏阵列的输出电压的 电压传感器，该电压传感器输出端连接所述隔离电路的输入端，将感应到的光伏阵列的输 出电压信号送入隔离电路。
[0008] 作为优选，所述光伏汇流箱检测系统还包括雷电流传感器和雷电幅值检测电路， 雷电流传感器的输出端连接雷电流幅值检测电路的输入端，同时雷电流幅值检测电路的输 出端连接所述模数转换器的输入端，将感应到的雷击过电流经过雷电幅值检测电路获取电 流、电压的幅值、波形以及雷击时间信息，再通过模数转换将模拟信号转换为数据信号，后 送入下一级电路。
[0009] 作为优选，以上所述检测系统还包括供电电路，该供电电路分别与所述隔离电路 和放大电路的输入端连接，为其提供电能。
[0010] 其中，上述所述的多个电流传感器用于感应光伏阵列的输出电流，输送给后级电 路处理；所述隔离电路为光耦合隔离电路，其将从前级电路中输送过来的电压信号耦合至 后一级放大电路，且该隔离电路在前级电路发生短路或者遭遇雷击时，可隔离对汇流箱有 害的高压脉冲，确保后级电路及其设备免受过压损坏；所述的信号放大电路，用于对前级传 送过来的微小信号进行无损失放大处理。
[0011] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
[0012] 1、本实用新型提供的汇流箱检测系统采用"高精度电阻-隔离电路-放大器"三 级电路结构替代电流霍尔传感器，能够有效解决霍尔元件容易受电磁干扰并且存在磁滞效 应的缺点，提高光伏汇流箱检测光伏阵列电流系统的性能。
[0013] 2、本实用新型提供的检测系统，具有雷电监测功能，可实时监测光伏阵列遭受雷 击时浪涌电压的幅值、时间以及波形，便于防雷工作的研究和开展。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1是本实用新型所述的带雷电监测功能的光伏汇流箱检测系统的电路图。
[0015] 图2是本实用新型所述的光伏汇流箱检测系统中的电流检测电路框图。
[0016] 图3是本实用新型所述的光伏汇流检测系统中的电压检测电路框图。
[0017] 图4是本实用新型所述的光伏汇流检测系统中的感应雷电监测电路框图。
【具体实施方式】
[0018] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本 实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0019] 实施例1 :
[0020] 如图1、图2所示，本实施例1中光伏阵列为16路（可以为任意多路光伏阵列）， 如图1所示，该光伏汇流箱检测系统包括16个电流传感器，即电流传感器101-1、电流传感 器101-2.....电流传感器101-16,分别用于感应光伏阵列中16条支路中的光伏电流。该 16路光伏电流串经过所述电流传感器（电流传感器101-1至电流传感器101-16)，形成微 小的电压降，该电压降进入隔离电路102被耦合至后级信号放大电路103,该信号放大电 路103将前面所述微小的电压信号进行放大处理，然后放大后的电压信号从信号放大电路 103的输出端进入所述多路选通器104的输入端等待选择，待处理器选通其中某一路电流 信号之后，该路电信号进入模数转换器，将模拟信号转换成数字信号，再送入处理器进行处 理，从而得出并记录当前时刻该支路的电流值，同时所述处理器完成对时钟、本地显示器以 及数据存储器的驱动。最后通过轮流选择16路电流信号，处理器可以分析计算出该光伏阵 列中16路电流的大小，并且可在本地显示器上显示，如图1或者图2所示。
[0021] 实施例1中实现电流检测，其创新点在于：通过采用"高精度电阻-隔离电路-放 大器"三级电路结构替代原有的电流霍尔传感器，能够有效解决霍尔元件容易受电磁干扰 并且存在磁滞效应的缺点，进而提高光伏汇流箱检测光伏阵列电流系统的性能。
[0022] 实施例2 :
[0023] 如图1、图3所示，本实施例2在实施例的基础上包括一并联在汇流箱输出端的电 压传感器105,该电压传感器105用来感应光伏阵列的输出电压信号，并将该信号输入所述 隔离电路102进行处理，该所述经过处理后的电压信号通过进入后级的信号放大电路103 进行放大处理，放大后的电压信号进入多路选通器104等待选择，所述处理器选通该电压 信号之后，该电压信号经过模数转换器108从模拟信号转换成数字信号，转换后的数字电 压信号再进入处理器，从而还原和记录该光伏阵列实时电压，并且可在本地显示器上查看。
[0024] 本实施例2中实现电压检测，本实施例其创新点在于：通过采用"高精度电阻-隔 离电路-放大器"三级电路结构替代原有的电压霍尔传感器，能够有效解决霍尔元件容易受 电磁干扰并且存在磁滞效应的缺点，从而提高光伏汇流箱检测光伏阵列电流系统的性能。
[0025] 实施例3 :如图1、图4所示，本实施例3中包括雷电流传感器106和雷电幅值检测 电路107,其中雷电幅值检测电路107连接所述的模数转换器108 ;所述雷电流传感器106 紧贴在汇流箱输出端的Y型电路模块的泄放地线上，且与雷电幅值检测电路107的输入端 相连接，当所述汇流箱遭受雷击时，该雷电流传感器106采集感应雷电流，该采集到的感应 雷电流进入雷电幅值检测电路107,雷电幅值检测电路107可将该感应雷电流转换为所述 模数转换器108能够处理的电流信号，并且进行干扰消除处理之后，将该电压值信号送入 模数转换器108,电压信号由模拟信号转换成数字信号之后传送给后级处理器进行处理，从 而得出感应雷电流的幅值和发生雷击的时间，同时将信息发送给数据存储器，并且经PC通 信电路发送给远程PC机供用户查看。
[0026] 本实施例3实现感应雷电监测，本实施例其创新点在于：检测感应雷电流的同时， 通过雷电流传感器随时监测防雷模块泄放的感应雷电流。
[0027] 以上实施例中还包括一个供电电路109,分别与隔离电路102、信号放大器103、多 路选通器104连接，为其提供电能。
[0028] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种带有雷电监测功能的光伏汇流箱检测系统，包括多路选通器、模数转换器，其特 征在于，还包括多个用于感应光伏阵列输出电流的电流传感器、隔离电路、信号放大电路； 其中，所述的多个电流传感器输出端分别与所述隔离电路的输入端连接，所述隔离电路的 输出端连接所述信号放大电路的输入端，同时，所述隔离电路的输出端连接所述多路选通 器。
2. 根据权利要求1所述的带有雷电监测功能的光伏汇流箱检测系统，其特征在于，还 包括与所述隔离电路相连的电压传感器。
3. 根据权利要求1或2所述的带有雷电监测功能的光伏汇流箱检测系统，其特征在于， 该系统还包括雷电流传感器和雷电幅值检测电路，所述的雷电流传感器输出端连接雷电流 幅值检测电路输入端，同时雷电流幅值检测电路的输出端连接所述模数转换器的输入端。
4. 根据权利要求1所述的带有雷电监测功能的光伏汇流箱检测系统，其特征在于，还 包括供电电路，且该供电电路分别与所述隔离电路、信号放大电路相互连接。
【文档编号】G01R29/08GK203849323SQ201420247390
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】陈旻东, 李志刚, 罗皓 申请人:成都东方瀚易科技发展有限公司