CN107846190A - 一种光伏汇流箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光伏汇流箱，包括箱体，箱体内设置有至少两条进线支路，汇流铜排以及出线断路器，各进线支路输出连接汇流铜排，汇流铜排输出连接输出回路，出线断路器布置在输出回路上，各进线支路上均设置有进线断路器，箱体中还设置有智能表模块和用于检测出线断路器和各进线断路器开关状态的断路器开关状态检测模块，断路器开关状态检测模块输出连接智能表模块。通过实时监测各断路器的开关状态，能够实时获知各断路器的是否正常工作，当光伏汇流箱出现故障时，可节省故障定位和排除的时间，使电站运营维护更加便捷。

Description

一种光伏汇流箱

技术领域

本发明涉及一种光伏汇流箱。

背景技术

随着国家新能源战略的顺利推进，光伏电站建设如火如荼。目前已建好的光伏电站大多采用集中式逆变器解决方案。为了减少电缆用量，提高***稳定性，方便维护，一般会在集中式逆变器与光伏阵列之间安装光伏直流汇流箱。并且为了方便用户远程监测光伏电站及汇流箱的各项参数，一般会在光伏直流汇流箱中增加智能监测功能。

与集中式逆变器解决方案相比，组串式逆变器解决方案因为其高发电效率、低故障率、高维护性得到越来越多的应用。组串式逆变器光伏电站中，同样为了减少电缆用量，提高***稳定性，一般会在组串式逆变器之后安装交流汇流箱。但是，目前为止市场上常见的交流汇流箱不具备智能监测功能，用户无法实时监测组串逆变器后各回路的电流、电压、功率等各项参数，授权公告号为CN202352696U的中国专利文件中公开了一种汇流箱，包括箱体，箱体内布置有各进线支路、汇流铜排、出线断路器和测控单元，各进线支路输出连接汇流铜排，汇流铜排输出连接输出回路，出线断路器布置在输出回路上，测控单元用于检测各进线支路的电流以及汇流铜排上的电压信息。虽然该汇流箱能够检测到各支路的电流以及输出电压信息，但是，由于汇流箱中的关键元器件较多，尤其是断路器，这些元器件的运行状态决定着汇流箱的安全可靠运行，因此，实时获取这些元器件的状态至关重要，而上述汇流箱中却无法实时掌握汇流箱内部关键元器件的状态。

发明内容

本发明的目的是提供一种光伏汇流箱，用以解决现有的汇流箱无法实时掌握内部关键元器件，比如断路器的状态的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种光伏汇流箱，包括箱体，箱体内设置有至少两条进线支路，汇流铜排以及出线断路器，各进线支路输出连接汇流铜排，汇流铜排输出连接输出回路，出线断路器布置在输出回路上，各进线支路上均设置有进线断路器，所述箱体中还设置有智能表模块和用于检测所述出线断路器和各进线断路器开关状态的断路器开关状态检测模块，所述断路器开关状态检测模块输出连接所述智能表模块。

出线断路器和进线断路器是光伏汇流箱的关键元器件，这些断路器的正常运行对光伏汇流箱的安全运行起到至关重要的作用，那么，在光伏汇流箱中布置有断路器开关状态检测模块，用于实时检测出线断路器和各进线断路器的开关状态，并将各开关状态输出给智能表模块。通过实时监测各断路器的开关状态，能够实时获知各断路器是否正常工作，当光伏汇流箱出现故障时，可节省故障定位和排除的时间，使电站运营维护更加便捷。

所述箱体中还设置有用于检测各进线支路上的电流信息的电流信息检测模块以及用于检测所述汇流铜排上的电压信息的电压信息检测模块，所述电流信息检测模块和电压信息检测模块输出连接所述智能表模块。

在实时监测各断路器的开关状态的基础上，还对汇流箱中各进线支路的电流信息和汇流电压信息进行实时检测，相应地也能够对汇流功率进行监测，方便相关人员实时掌握光伏汇流箱的电气运行状况，进一步提升对光伏汇流箱的实时监控力度。

所述智能表模块上设置有用于显示相关信息的显示屏。

所述智能表模块连接有用于传输相关信息的通讯模块。

所述箱体中还设置有防雷器，所述防雷器配套设置有用于检测防雷器开关状态的防雷器开关状态检测模块，所述防雷器开关状态检测模块输出连接所述智能表模块。

所述箱体配套设置有箱门，所述箱门上与所述显示屏对应位置处设置有观察窗口，用于在箱门合上时通过观察窗口查看显示屏上的相关信息。

通过观察窗口，使相关人员在不打开箱门的情况下就可以读出智能表模块的显示屏上的所有相关参数，方便相关人员读取数据，以及时做出现场运维方案，并且，不触碰汇流箱，防止触电风险，保证汇流箱运行安全以及相关人员的人身安全。同时，避免频繁打开箱门进行参数读取操作，减少了不必要的安全事故发生，提高了安全防护性能。

所述观察窗口由外框架和与外框架配套安装的透明阻燃有机玻璃板组成。

所述断路器开关状态检测模块检测所述出线断路器和各进线断路器的辅助触头的开关状态，以实现检测所述出线断路器和各进线断路器的开关状态。

箱体划分为左右两部分，各进线断路器布置在箱体右部分中的下端，且各进线断路器的进线端靠近箱体下侧面布置，所述汇流铜排布置在箱体左部分中的上端，所述出线断路器布置在汇流铜排的下侧，所述出线断路器的进线端靠近所述汇流铜排布置。

各进线断路器的进线端靠近箱体下侧面布置，从箱外的进线就可以直接与相应的进线断路器进行连接；出线断路器的出线端同样靠近箱体下侧面布置，经过汇流之后的出线回路从出线断路器中引出之后就能够直接输出到箱外，因此，箱内布局较为合理，进线和出线的接线均比较方便，同时降低了线路长度，降低箱体内连线的复杂度。

箱体右部分中的上端布置有熔断器和所述防雷器，所述智能表模块布置在所述熔断器的下侧。

附图说明

图1是汇流箱中的各元器件布置图；

图2是汇流箱主线路电气原理图；

图3是汇流箱各检测线路电气原理图；

图4是汇流箱箱体外观图；

图5是汇流箱箱门示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

本实施例中，汇流箱为交流汇流箱，安装在逆变器之后，当然，本发明提供的汇流箱也可以为直流汇流箱。直流汇流箱与交流汇流箱相比，结构组成相同，不同点仅在于内部部分元器件的种类不同，直流汇流箱中的元器件为适用于直流电的元器件，交流汇流箱中的元器件为适用于交流电的元器件。

如图1所示，光伏汇流箱包括箱体1，箱体1内设置有至少两条进线支路，汇流铜排4以及出线断路器5，各进线支路输出连接汇流铜排4，汇流铜排4输出连接输出回路，出线断路器5布置在输出回路上，各进线支路上均对应设置有进线断路器，对应图1中的进线断路器3，汇流铜排4位于各进线断路器3和出线断路器5之间，各进线支路电流经汇流铜排4汇集到一起后流入出线断路器5。

箱体1中还设置有智能表模块9和断路器开关状态检测模块(图中未示出)，其中，智能表模块9可以为常规的智能电表，集计量与数据处理为一体。断路器开关状态检测模块的作用是检测进线断路器3和出线断路器5的开关状态，所以，断路器开关状态检测模块检测的信号为断路器的通断信号，即开关量信号，断路器开关状态检测模块输出连接智能表模块9，将检测到的开关量信号输出给智能表模块9。由于断路器的辅助触头的开关状态与断路器的开关状态相对应，因此，本实施例给出一种断路器开关状态的检测手段，断路器开关状态检测模块的检测端连接出线断路器5和各进线断路器3的辅助触头，通过检测出线断路器5和各进线断路器3的辅助触头的开关状态实现检测出线断路器5和各进线断路器3的开关状态的目的。

图2为汇流箱中主线路的电气图，由于汇流箱的电气原理属于常规技术，这里就不再具体说明。

除了检测各进线断路器3和出线断路器5的开关状态之外，为了进一步方便相关人员实时掌握光伏汇流箱的电气运行状况，提升对光伏汇流箱的实时监控力度，箱体1中还设置有电流信息检测模块(图中未示出)和电压信息检测模块8，这两种检测模块均可以为常规的检测设备。其中，电流信息检测模块用于检测各进线支路上的电流信息，因此，电流信息检测模块包括与进线支路相同个数的检测单元，这些检测单元分别布置在对应的进线支路上，能够检测对应进线支路上的电流信息；电压信息检测模块8用于检测汇流铜排4上的电压信息，电压信息检测模块8的检测端布置在汇流铜排4上，检测汇流后的电压信息，电流信息检测模块和电压信息检测模块8输出连接智能表模块9，将检测到的电流信息和电压信息输出给智能表模块9。

通常情况下，箱体1中会设置有防雷器6，用于避雷，防雷器6的一端连接汇流铜排4，另一端接地10。那么，相应地，防雷器6配套设置有防雷器开关状态检测模块(图中未示出)，用于检测防雷器6的开关状态，防雷器6的开关量信号，防雷器开关状态检测模块的检测端连接防雷器6的遥信端口，信号输出端输出连接智能表模块9，将防雷器6的开关状态信息输出给智能表模块9。

图3是汇流箱中各检测部分的电气原理图，由于上述几种检测过程的电气原理属于常规技术，这里就不再具体说明。

智能表模块9对各进线断路器3和出线断路器5的开关状态信息、各进线支路的电流信息、汇流电压信息、防雷器6的开关状态信息进行存储和分类处理，进一步地，还可以对箱体1内的温度信息进行存储。为了将接收到的各种信息进行显示，智能表模块9上设置有显示屏(图中未示出)。智能表模块9还连接有通讯模块(图中未示出)，通过通讯模块将处理后的信号传至外部通信设备，可以通过RS485通信方式进行信号传输，用户可根据自身情况合理选择，适用性更广。

如图4和5所示，箱门2上与设置有观察窗口，该观察窗口为可视化透视窗，设置在显示屏的对应位置处，当箱门2合上时可视化透视窗恰好与智能表模块9的显示屏对应，通过可视化透视窗就能够随时查看显示屏上的相关信息。在不打开箱门2的情况下就可以读出智能表模块9显示屏显示的所有相关参数，方便现场维护人员读取信息并进行安全操作，保证了运行安全及维护人员的人身安全。本实施例中，可视化透视窗由外框架11和与外框架配套安装的透明阻燃有机玻璃板12组成。阻燃有机玻璃是指遇火焰不燃或燃烧速度缓慢且离开火焰即自行熄燃的有机玻璃，属于环保新材料。阻燃有机玻璃板的机械强度高，抗拉伸和抗冲击的能力比普通玻璃高7～18倍，且重量轻。因此，透明阻燃有机玻璃板12具有透明防辐射、优异的光学透明性、有韧性、具有极佳的耐候性、比重小和使用方便等优点，该板材不仅具有屏蔽射线的能力，而且透明、耐刻划，力学性能和耐湿性优良，用在电子电器设备及户外是比较安全的，并且用这个材料作为透视窗用在户外不易损坏使用寿命长，而且可以清晰地读数据。另外，透明阻燃有机玻璃板12和外框架11之间，以及外框架11和箱门2之间均可涂抹户外密封胶，以达到箱体的户外防护IP等级。

另外，本实施例提供箱体1内元器件的一种具体的布局方式，如图1所示，箱体1划分为左右两部分，各进线断路器3布置在箱体1右部分中的下端，且各进线断路器3的进线端靠近箱体1下侧面布置。汇流铜排4布置在箱体1左部分中的上端，出线断路器5布置在汇流铜排4的下侧，出线断路器5的进线端靠近汇流铜排4布置，即出线断路器5的出线端就靠近箱体1下侧面布置。并且，箱体1右部分中的上端布置熔断器7和防雷器6，智能表模块9布置在熔断器7的下侧，智能表模块9通过安装板固定安装并架高。另外，如果进线断路器的个数比较多，那么，如图1所示，部分进线断路器还可以布置在智能表模块9的旁边。

各进线断路器3的进线端靠近箱体1下侧面布置，从箱外的进线直接与相应的进线断路器连接；出线断路器5的出线端同样靠近箱体1下侧面布置，经过汇流之后的出线回路从出线断路器5中引出之后就能够直接输出到箱体1外。因此，这种布局方式较为合理，进线和出线的接线均比较方便，而且，通过布置使智能表模块9处于箱体1的中上部，考虑到维护人员的身高因素，智能表模块9的布置高度能够方便维护人员的操作。相应地，可视化透视窗也布置在箱门2的中上部，这个位置高度同样方便现场维护人员读出数据。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种光伏汇流箱，包括箱体，箱体内设置有至少两条进线支路，汇流铜排以及出线断路器，各进线支路输出连接汇流铜排，汇流铜排输出连接输出回路，出线断路器布置在输出回路上，其特征在于，各进线支路上均设置有进线断路器，所述箱体中还设置有智能表模块和用于检测所述出线断路器和各进线断路器开关状态的断路器开关状态检测模块，所述断路器开关状态检测模块输出连接所述智能表模块。

2.根据权利要求1所述的光伏汇流箱，其特征在于，所述箱体中还设置有用于检测各进线支路上的电流信息的电流信息检测模块以及用于检测所述汇流铜排上的电压信息的电压信息检测模块，所述电流信息检测模块和电压信息检测模块输出连接所述智能表模块。

3.根据权利要求1或2所述的光伏汇流箱，其特征在于，所述智能表模块上设置有用于显示相关信息的显示屏。

4.根据权利要求1或2所述的光伏汇流箱，其特征在于，所述智能表模块连接有用于传输相关信息的通讯模块。

5.根据权利要求1或2所述的光伏汇流箱，其特征在于，所述箱体中还设置有防雷器，所述防雷器配套设置有用于检测防雷器开关状态的防雷器开关状态检测模块，所述防雷器开关状态检测模块输出连接所述智能表模块。

6.根据权利要求3所述的光伏汇流箱，其特征在于，所述箱体配套设置有箱门，所述箱门上与所述显示屏对应位置处设置有观察窗口，用于在箱门合上时通过观察窗口查看显示屏上的相关信息。

7.根据权利要求6所述的光伏汇流箱，其特征在于，所述观察窗口由外框架和与外框架配套安装的透明阻燃有机玻璃板组成。

8.根据权利要求1或2所述的光伏汇流箱，其特征在于，所述断路器开关状态检测模块检测所述出线断路器和各进线断路器的辅助触头的开关状态，以实现检测所述出线断路器和各进线断路器的开关状态。

9.根据权利要求5所述的光伏汇流箱，其特征在于，箱体划分为左右两部分，各进线断路器布置在箱体右部分中的下端，且各进线断路器的进线端靠近箱体下侧面布置，所述汇流铜排布置在箱体左部分中的上端，所述出线断路器布置在汇流铜排的下侧，所述出线断路器的进线端靠近所述汇流铜排布置。

10.根据权利要求9所述的光伏汇流箱，其特征在于，箱体右部分中的上端布置有熔断器和所述防雷器，所述智能表模块布置在所述熔断器的下侧。