保护装置还包括人机界面15和监控室16，所述控制器14的通过通信接口分别连接人机界面15和监控室16。
[0027]本实用新型中的控制器仅仅是由物理部件通过线路构造连接在一起而构成的硬件平台。在使用时，本控制器可以与现有技术中的软件配合来完成直流侧短路保护和监控，但是必须指出的是:与本控制器相配合的软件不是本实用新型的创新部分，也不是本实用新型的组成部分。
[0028]下面结合软件来说明本实用新型中各个物理部件的功能和作用:
[0029]以大型光伏电站使用的500KW等级光伏并网逆变器为例，其MPPT电压范围为460V-850V，最小启动电压一般在460V左右，低于该值逆变器进入待机模式，光伏直流侧切换至开路状态，这时该段线路流过的电流为零。如果线路出现正、负极直接短路，短路点瞬时接通时线路两端的电压会跌落至零，当出现放电间隙时，线路两端的电压会随着间隙长度波动，其值一般维持在几十伏，远小于逆变器最小启动电压。对于短路状态判断的电压取值上限可设为标准测试条件下组件最大功率点电压Vmp的一半，如直流侧采用260Wp多晶硅组件，标准测试环境下Vmp=30.77，光伏组件每21块一串联，那么短路状态判断所须设定的电压上限值Utl为323V，既避开了逆变器正常工作时的直流侧电压区间值，又能应对各种短路条件下电压值的变化。电流取值区间不小于光伏直流侧后端所接逆变器或控制器待机时光伏直流供电的最大电流值，同时考虑霍尔直流传感器的测量精度影响，可设定电流值为1A，若是检测到的电流值大于1A，电压值小于323V，二者同时满足，则可以判断光伏直流侧出现短路。
[0030]首先，根据1-V特性曲线，通过人机界面15设置控制器14内的设定电流值、和设定电压值U。，设定电压值U0为323V，设定电流值I ^为IA ;
[0031]其次，电流传感器12实时采集断路器11母线上的电流值I1,电压变送器13实时采集断路器11前端正、负极的电压值U1，将电流值I1和电压值&送入控制器14;同时，温度传感器5实时监控汇流箱内环境温度，防雷器开关量6实时采集防雷器状态，断路器辅助触点7实时采集采集断路器14状态，并将温度、防雷器状态和断路器状态传输至控制器14中；
[0032]再次，控制器14判断电流值^是否大于预设于控制器14内的设定电流值I V电压值仏是否小于预设于控制器14内的设定电压值U ^
[0033]其次，电流传感器实时采集断路器11母线上的电流值I1,电压变送器实时采集断路器11前端正、负极的电压值U1，并根据采样间隔时间t将电流值IjP电压值1送入控制器14，同时，温度传感器5实时监控汇流箱内环境温度，防雷器开关量6实时采集防雷器状态，断路器辅助触点7实时采集断路器14状态，并将电流值I1和电压值U1、温度、防雷器状态和断路器状态传输至控制器14中；控制器14将温度、防雷器状态和断路器状态传输至监控室16内，可实现对断路器的远程分闸操作；
[0034]最后，若电流采集装置采集的电流值^大于设定电流值I μ同时电压采集装置采集的电压值U/j、于设定电压值Utl，则控制器14检测出光伏直流侧的正、负极之间出现短路故障，控制器14发出断路器11分闸指令，断路器11分励线圈动作，断路器11断开；反之，则继续检测电流值和电压值。
[0035]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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
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(I)，其特征在于: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); 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(11)的母线上，用于采集所述断路器(11)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(11)的正、负极之间，用于采集所述断路器(11)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(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； 所述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。2.如权利要求1所述的具备光伏直流侧短路保护和监控的光伏汇流箱，其特征在于:所述电流采集装置为设置于所述断路器(11)前端直流母线上的电流传感器(12)，所述电压采集装置为设置于所述断路器(11)的正、负极之间的电压送变器(13)，所述电流传感器(12)的输出端和所述电压送变器(13)的输出端分别连接所述控制器(14)，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。3.如权利要求2所述的具备光伏直流侧短路保护和监控的光伏汇流箱，其特征在于: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。4.如权利要求3所述的具备光伏直流侧短路保护和监控的光伏汇流箱，其特征在于:该保护装置还包括人机界面(15)和监控室(16)，所述控制器(14)的通过通信接口分别连接人机界面(15)和监控室(16)。
【专利摘要】本实用新型公开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，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。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，并将采样数据进行比较运算，结合光伏组件的I-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。
【IPC分类】H02S50/00, H02S40/34, H02H3/08
【公开号】CN204652310
【申请号】CN201520380305
【发明人】陈志强, 王志刚
【申请人】武汉市圣德利科技有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月5日