一种具备光伏直流侧短路保护和监控的光伏汇流箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光伏汇流箱技术领域，具体涉及一种具备光伏直流侧短路保护和监控的光伏汇流箱。
【背景技术】
[0002]随着光伏发电应用的快速增长，应用规模和范围正在不断地扩大，特别是建筑屋顶分布式发电的运用，其伴随的电气火灾隐患对建筑消防安全构成了巨大的威胁。一般市面上传统形式的光伏汇流箱在光伏直流短路保护方面有着先天的不足，其基于传统电气保护原理设计选型的断路器，在线路出现短路故障时，不能及时脱扣，很多情况下根本不能动作。因为，光伏系统直流部分在实际运行中，其工作电流和短路电流值接近，二者还会根据光照条件和环境温度发生变化，普通断路器的灵敏度无法区分正常和短路时的工作状态，保护定值难以整定，线路短路时达不到断路器的瞬时脱扣值。而断路器和熔断器的热脱扣保护具有反时限的特性，虽其在设计原理上能够保护线路以免过电流产生的热效应对线路造成的损伤，然而在实际运行中，光伏电站的严重火灾多来至于电缆的短路燃弧起火，短路点出现的直流电弧会在保护器件热脱扣未动作之前将事故扩大无法控制的局面。所以，针对光伏系统直流侧的线路保护，必须具备准确区分短路故障的能力，并能瞬时切除短路故障。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提出一种具备光伏直流侧短路保护和监控的光伏汇流箱，解决了传统汇流箱在线路短路时不能及时切除故障的问题，本光伏汇流箱是由物理部件和线路构造而连成，为实现短路保护构建了完善的硬件平台。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:
[0005]一种具备光伏直流侧短路保护和监控的光伏汇流箱，包括各支路上均安装有熔断器，所述正极各支路的熔断器后安装有二极管，及多支路正、负极汇流的汇流排，该汇流箱还包括防雷器、断路器和保护装置，汇流后的正、负极上依次安装所述防雷器、所述保护装置和断路器；
[0006]所述保护装置包括电流采集装置和电压采集装置，所述电流采集装置设置于所述断路器的母线上，用于采集所述断路器前端直流母线的电流值，所述电压采集装置设置于所述断路器的正、负极之间，用于采集所述断路器前端线路正、负极之间的电压值，所述电流采集装置和所述电压采集装置的输出端分别连接控制器，所述控制器的输出端连接所述断路器的分励线圈用于控制所述断路器动作；
[0007]该短路保护装置还包括电源模块，所述电源模块接入所述断路器的进线端。
[0008]本实用新型还可以通过以下步骤进一步实现
[0009]优选的，所述电流采集装置为设置于所述断路器前端直流母线上的电流传感器，所述电压采集装置为设置于所述断路器的正、负极之间的电压送变器，所述电流传感器的输出端和所述电压送变器的输出端分别连接所述控制器，该短路保护装置还包括电源模块，所述电源模块接入所述断路器的进线端。
[0010]进一步的，该保护装置还包括温度传感器、防雷器开关量和断路器辅助触点，所述温度传感器设置于汇流箱内，所述温度传感器的输出端连接所述控制器，所述防雷器开关量连接所述控制器，用于采集防雷器状态，传输至控制器中；所述断路器辅助触点连接所述控制器，用于采集断路器状态，传输至控制器中。
[0011]进一步的，该保护装置还包括人机界面和监控室，所述控制器的通过通信接口分别连接人机界面和监控室。
[0012]本实用新型的有益效果在于:
[0013]I)本实用新型在传统汇流箱的基础上集成了光伏直流短路保护功能，解决了传统汇流箱在线路短路时不能及时切除故障的问题，其不同于一般塑壳式断路器的保护原理，采用的是传感器检测和自动控制技术，通过对保护线路的电压、电流值进行实时采样，并将采样数据送入微处理器进行比较运算，结合光伏组件的1-V特性曲线，准确辨别短路故障，迅速作用于断路器跳闸，具有高可靠性，高灵敏度的特性。
[0014]2)本实用新型在传统汇流箱的基础上集成了远程监控和断路器远程分闸功能，能实时在远端监控汇流箱内环境温度、防雷器和断路器状态，便于及时了解光伏电站的运行状况，必要时可进行远程分闸操作。本实用新型采用模块化设计，便于后期维护和更换，同时方便功能扩展。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本实用新型电气原理图。
[0017]图2为本实用新型的结构框图。
[0018]I 汇流排 2 恪断器 3 二极管 4 防雷器 5 温度传感器6 断路器辅助触点
[0019]11一一断路器 12—一电流传感器 13—一电压变送器 14一一控制器15——人机界面 16——监控室 17——电源模块。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0021]参照图1，一种具备光伏直流侧短路保护和监控的光伏汇流箱，包括各支路上均安装有熔断器2，所述正极各支路的熔断器2后安装有二极管3，及多支路正、负极汇流的汇流排1，该汇流箱还包括防雷器4、断路器11和保护装置，汇流后的正、负极上依次安装所述防雷器4、所述保护装置和断路器11 ;
[0022]所述断路器11的母线上设有用于采集所述断路器11前端直流母线的电流值的电流传感器12，所述断路器11的正、负极之间连接有用于采集所述断路器11前端线路正、负极之间的电压值的电压送变器13，所述电流传感器12和所述电压送变器13分别连接控制器14，所述控制器14的输出端连接所述断路器11的分励线圈用于控制所述断路器11动作，该保护装置10还包括电源模块17，所述电源模块17接入所述断路器11的进线端；
[0023]其中电流传感器12为霍尔电流传感器，断路器11为QF光伏直流短路器。
[0024]该短路保护装置还包括电源模块17，所述电源模块17接入所述断路器11的进线端;
[0025]该保护装置还包括温度传感器5、防雷器开关量6和断路器辅助触点7，所述温度传感器5设置于汇流箱内，所述温度传感器5的输出端连接所述控制器14，所述防雷器开关量6连接所述控制器14，用于采集防雷器状态，传输至控制器14中；所述断路器辅助触点7连接所述控制器14，用于采集断路器14状态，传输至控制器14中；
[0026]该