光伏组件智能隔离开关的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种光伏组件智能隔离开关，它涉及一种光伏电路安全保护装置。它包括MOS管、电流传感器、突变电流阙值控制模块、隔离开关控制电路、无线接收模块和工作电源，MOS管的源极、栅极均接至隔离开关控制电路，工作电源分别与突变电流阙值控制模块、隔离开关控制电路、无线接收模块连接，突变电流阙值控制模块接隔离开关控制电路，突变电流阙值控制模块还与电流传感器连接，电流传感器与套设在后级输出电线上的磁环耦合线圈连接。本发明对解决现有光伏电站的安全改造和今后的新建电站提供一种行之有效的安全保护设备，保证了光伏电站的安全性，稳定性好，可靠性高，实用性强，易于推广使用。
【专利说明】光伏组件智能隔离开关
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及的是一种光伏电路安全保护装置，具体涉及光伏组件智能隔离开关。
【背景技术】
[0003]当前在现有的光伏发电技术中，当发电中的组串线路回路中任何地方出现接触不良而跳火拉弧时，尚没有一种能在发生线路跳弧的瞬间能自动断路保护和隔离的设备，而缺少任何一样的保护措施和必要的自控设备，都会使光伏的安全性蒙上了阴影，因而这个问题已成为了今后光伏电站建设时迫切要解决的重大安全技术问题，设计一种光伏组件智能隔离开关尤为必要。
【发明内容】
[0004]针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种光伏组件智能隔离开关，结构简单，设计合理，保证了光伏电站的安全性，稳定性好，可靠性高，实用性强，易于推广使用。
[0005]为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现:光伏组件智能隔离开关，包括MOS管、电流传感器、突变电流阙值控制模块、隔离开关控制电路和工作电源，M0S管的漏极反接二极管至MOS管的源极，MOS管的源极与栅极之间接有电阻，MOS管的源极、栅极均接至隔离开关控制电路，工作电源分别与突变电流阙值控制模块、隔离开关控制电路连接，突变电流阙值控制模块接隔离开关控制电路，突变电流阙值控制模块还与电流传感器连接，由上述元件组成的隔离开关连接在前一级太阳能组件与后一级太阳能组件之间，所述MOS管的漏极通过前级连接器与前一级太阳能组件连接，MOS管的源极通过后级连接器与后一级太阳能组件连接。
[0006]作为优选，所述的隔离开关还包括有高频的无线接收模块，无线接收模块上接有天线，无线接收模块接至隔离开关控制电路，无线接收模块与工作电源相连接，所述无线接收模块的频率为433MHz，控制中心可以以广播的方式同时控制数十个、甚至更多的接收模块。
[0007]作为优选，所述的工作电源与内部高容量的储能电容连接，工作电源、储能电容均与外部微型的小光伏板自用电源连接，采用内部储能电容和外部光伏电池板供电的方式，使得整个装置可以在没有其它供电线路的情况下长期正常工作，保证了工作的稳定性。
[0008]作为优选，所述的电流传感器与套设在后级输出电线上的磁环耦合线圈连接，采用磁环耦合线圈来采样输电线路突变电流的检测技术，能精确捕捉输电线路在电流断开瞬间的电磁变量。
[0009]本发明的有益效果:对解决现有光伏电站的的安全改造和今后的新建电站提供了有效的保障，进一步对功率输出线路进行多块段的分割，以达到把电池组串近800伏及以上的悬浮电压变成多段的分散性低的悬浮电压，保障人身和设备的安全;同时也满足国际IEC标准管理机构即将要推出的光伏电站安全规范要求，适应性广。
【附图说明】
[0010]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本发明；
图1为本发明的结构示意图。
[0011]
【具体实施方式】
[0012]为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0013]参照图1，本【具体实施方式】采用以下技术方案:光伏组件智能隔离开关，包括MOS管
1、电流传感器2、突变电流阙值控制模块3、隔离开关控制电路4和工作电源5，MOS管I的漏极反接二极管D至MOS管I的源极，MOS管I的源极与栅极之间接有电阻R，M0S管I的源极、栅极均接至隔离开关控制电路4，工作电源5分别与突变电流阙值控制模块3、隔离开关控制电路4连接，突变电流阙值控制模块3接隔离开关控制电路4，突变电流阙值控制模块3还与电流传感器2连接，由上述元件组成的隔离开关连接在前一级太阳能组件11与后一级太阳能组件13之间，所述MOS管I的漏极通过前级连接器10与前一级太阳能组件11连接，MOS管I的源极通过后级连接器12与后一级太阳能组件13连接。
[0014]值得注意的是，所述的隔离开关还包括有无线接收模块6，无线接收模块6上接有天线7，无线接收模块6接至隔离开关控制电路4，无线接收模块6与工作电源5相连接。
[0015]值得注意的是，所述的工作电源5与内部高容量的储能电容8连接，工作电源5、储能电容8均与外部微型的小光伏板自用电源9连接;采用内部储能电容和外部微型光伏电池板供电的方式，使得整个组件隔离开关装置可以在没有其它供电线路的情况下长期正常工作，保持稳定性，且这种形式的隔离开关主要适用于对已有的光伏电站进行安全升级改造的使用。
[0016]此外，所述的电流传感器2与套设在后级输出电线上的磁环耦合线圈14连接，采用磁环耦合线圈14来采样输电线路突变电流的检测技术，该技术同时具备了隔离采样和对缓慢变化的电流波动不敏感的特性，使之能精确捕捉输电线路在电流断开瞬间的电磁变量，再经后级电路的比较处理后，自动控制功率电子开关切断输电线路，达到线路隔离的目的；磁环耦合线圈14将输电线路上采样的电流通过电流传感器2传送给突变电流阙值控制模块3进行处理后发送给隔离开关控制电路4，由隔离开关控制电路4控制MOS管I的关断。
[0017]本【具体实施方式】采用特低导通电阻的新型功率MOS管I作为线路隔离的电子开关，此元件需要的控制功率很小、耐压高、额定电流大，而且因饱和导通电阻非常小，可以保证在正常发电期间不会对线路产生过多的压降损失及自身发热；隔离开关内部安装还有高频无线接收模块，可以接收外部的远程控制命令，对于已经处于关闭隔离状态的隔离开关，必须用无线遥控制信号才能使其重新打开，也可通过无线控制信号使隔离开关全部关闭；所述无线接收模块6采用学习型地址编号的433MHz的收发模块，控制中心可以以广播的方式同时控制数十个甚至更多的接收模块。
[0018]本【具体实施方式】的结构特点:是一款可以独立插入到现有光伏发电组串回路的功能性安全模块，模块体积很小，尺寸在60mm X 50mm X 25mm左右，模块的底部有两个宽度1mm的塑料卡脚，可以很方便地卡入到一般光伏电站中两块电池板的拼合缝中，并从底下勾住来保持固定。
[0019]本【具体实施方式】的电气连接方法:光伏组件智能隔离开关在模块底部引出一正、一负两根输送电连线及接插件，在需要加装的地方，只要先把原来两块电池板相连接的正负连接器分开，然后分别插入到光伏组件智能隔离开关引出的正负连接器上，再把此模块所带的小光伏电池板固定到有光照的空档处，就能开始工作了，模块初始状态默认是接通的工作状态的。
[0020]本【具体实施方式】的功能与作用:当工作中的智能逆变器(或智能汇流箱)探测到某个光伏电池组串的输电回路因接触不良引起的电磁辐射信号时，再根据其他电路参数的变化，就能推断出具体发生故障的支路，并通过电子功率开关把该条回路切断，避免故障的进一步扩大。而本光伏组件智能隔离开关的作用是:进一步对功率输出线路进行多块段的分害J，以达到把电池组串近800伏及以上的悬浮电压变成多段的分散性低的悬浮电压，保障人身和设备的安全，同时也为了满足IEC即将颁布的光伏系统安全防护标准中关于光伏组件在进行安全切断后，任何一点悬浮电压均不得的高于80伏的新标准。
[0021]本【具体实施方式】对解决现有光伏电站的的安全改造和今后的新建电站提供一种行之有效的安全保护设备，也满足了国际IEC标准管理机构即将要推出的光伏电站安全规范要求，当光伏电站的逆变器所具有的安全侦测回路在发现线路中出现因接触不良而发生的火花激发电磁波时，快速切断组串回路的电流时，就能随动而把每个组件的对外连线都切断，达到是光伏回路很高的空载电压分成多段，使回路任意一点的电压均低于80V的IEC新的安全标准，稳定可靠，具有广阔的市场应用前景。
[0022]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.光伏组件智能隔离开关，其特征在于，包括MOS管(I)、电流传感器(2)、突变电流阙值控制模块(3)、隔离开关控制电路(4)和工作电源(5)，M0S管(I)的漏极反接二极管(D)至MOS管(I)的源极，MOS管(I)的源极与栅极之间接有电阻(R)，M0S管(I)的源极、栅极均接至隔离开关控制电路(4)，工作电源(5)分别与突变电流阙值控制模块(3)、隔离开关控制电路(4)连接，突变电流阙值控制模块(3)接隔离开关控制电路(4 )，突变电流阙值控制模块(3)还与电流传感器(2)连接，由上述元件组成的隔离开关连接在前一级太阳能组件(11)与后一级太阳能组件(13)之间。2.根据权利要求1所述的光伏组件智能隔离开关，其特征在于，所述的隔离开关还包括有高频的无线接收模块(6)，无线接收模块(6)上接有天线(7)，无线接收模块(6)接至隔离开关控制电路(4)，无线接收模块(6)与工作电源(5)相连接，无线接收模块(6)可以接收外部的远程控制命令，对于已经处于关闭隔离状态的隔离开关，必须用无线遥控制信号才能使其重新打开，也可通过无线控制信号使隔离开关全部关闭。3.根据权利要求2所述的光伏组件智能隔离开关，其特征在于，所述的无线接收模块(6)采用学习型地址编号的433MHz的收发模块，控制中心可以以广播的方式同时控制数十个、甚至更多的接收模块。4.根据权利要求1所述的光伏组件智能隔离开关，其特征在于，所述的工作电源(5)与内部高容量的储能电容(8)连接，工作电源(5)、储能电容(8)均与外部微型的小光伏板自用电源(9)连接，采用内部储能电容和外部微型光伏电池板供电的方式，使得整个组件隔离开关装置可以在没有其它供电线路的情况下长期正常工作。5.根据权利要求1所述的光伏组件智能隔离开关，其特征在于，所述MOS管(I)的漏极通过前级连接器(10)与前一级太阳能组件(11)连接，MOS管(I)的源极通过后级连接器(12)与后一级太阳能组件(13)连接。6.根据权利要求1所述的光伏组件智能隔离开关，其特征在于，所述的电流传感器(2)与套设在后级输出电线上的磁环耦合线圈(14)连接，采用磁环耦合线圈(14)来采样输电线路突变电流的检测技术，同时具备了隔离采样和对缓慢变化的电流波动不敏感的特性，使之能精确捕捉输电线路在电流断开瞬间的电磁变量，再经后级电路的比较处理后，自动控制功率电子开关切断输电线路，达到线路隔离的目的。
【文档编号】H02H3/20GK105896460SQ201610224254
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】许建明
【申请人】常熟市福莱德连接器科技有限公司