CN202586499U - 用于光伏电站直流侧的智能电弧检测装置 - Google Patents

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许常娜
徐天
徐俊
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Abstract

本实用新型涉及一种用于光伏电站直流侧的智能电弧检测装置，所述电弧检测装置包括电流采集模块、多路切换模块、交流分量放大模块、直流分量放大模块、四级滤波器、电弧检测模块、电压信号采集模块、电压信号调理模块、电压电流采集模块、CPU模块、输入输出模块以及485通讯模块；其中电流采集模块与多路切换模块相连，多路切换模块分别和交流分量放大模块和直流分量放大模块分别相连；交流分量放大模块的输出端连接到四级滤波器，四级滤波器连接到电弧检测模块；电压信号采集模块连接到电压信号调理模块，电压信号采集模块和直流分量放大模块一起连接到电压电流采集模块；CPU模块分别和电弧检测模块、输入输出模块、485通讯模块和电压电流采集模块相连。本实用新型集成电弧检测模块，可以有效的预防光伏***的火灾的发生。

Description

用于光伏电站直流侧的智能电弧检测装置
技术领域
本实用新型涉及一种光伏技术，具体涉及一种用于检测光伏电站直流侧电弧的装置。 
背景技术
全球石油危机和气候变暖导致各种新型绿色可再生能源迅猛发展。但是由于安装或者组件质量问题，使得光伏电池、光伏直流电缆、光伏电池和光伏电缆间非常容易发生电气火灾。这其主要原因是由于电弧放电故障引起的。 
由于原有的光伏保护组件不能有效的判断电弧放电，极易造成了光伏***的财产损失。 
因此，如何实现对光伏***中电弧放电故障进行有效的检测是本领域亟需解决的问题。 
实用新型内容
本实用新型针对现有光伏***中光伏保护组件不能有效的判断电弧放电故障，极易造成了光伏***财产损失的问题，而提供一种可对光伏电站直流侧电弧进行的智能检测的装置。该装置集成电弧检测模块，可以有效的预防光伏***的火灾的发生。 
为了达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案： 
用于光伏电站直流侧的智能电弧检测装置，所述电弧检测装置包括电流采集模块、多路切换模块、交流分量放大模块、直流分量放大模块、四级滤波器、电弧检测模块、电压信号采集模块、电压信号调理模块、电压电流采集模块、CPU模块、输入输出模块以及485通讯模块； 
所述电流采集模块与多路切换模块相连，所述多路切换模块分别与交流分量放大模块和直流分量放大模块分别相连； 
所述交流分量放大模块的输出端连接到四级滤波器，所述四级滤波器与电 弧检测模块相连； 
所述电压信号采集模块连接到电压信号调理模块，所述直流分量放大模块与电压信号调理模块一起连接到电压电流采集模块； 
所述CPU模块分别与电弧检测模块、输入输出模块、485通讯模块和电压电流采集模块相连。 
在本实用新型的一实例中，所述四级滤波器由二级高通滤波器和二级低通滤波器组成，所述二级高通滤波器的输入端与交流分量放大模块的输出端相连，输出端与二级低通滤波器的输入相接，所述二级低通滤波器的输出端与电弧检测模块相连。 
根据上述方案形成的本实用新型采用多路选择开关，轮询各个光伏电池串的电流，降低了***的成本。 
同时，采用智能的算法实时分析各路电流信号，能在电弧故障产生的初期就检测到故障，并且在检测到故障发生时，自动切断接触器，阻断电弧，可以有效的预防光伏***的火灾的发生。 
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。 
图1为本实用新型的原理框图。 
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。 
参见图1，用于光伏电站直流侧的智能电弧检测装置100通过集成相应的功能模块来实现相应的功能，具体包括电流采集模块102、多路切换模块103、交流分量放大模块104、直流分量放大模块107、四级滤波器105、电弧检测模块106、电压信号采集模块109、电压信号调理模块110、电压电流采集模块108、CPU模块101、输入输出模块111以及485通讯模块112。 
其中，电流采集模块102包括若干电阻或电流互感器，利用电流采样电阻或电流互感器采集光伏电池串中的电流大小。 
多路切换模块103为相应的多路切换电路，用于轮询电流采集模块102中各个电流传感器，使得一个模数转换器可以采集8路或16路电流信号，大大降低了***的成本。 
交流分量放大模块104具体为相应的交流分量放大电路，其将多路切换模块103中采集的电流信号取出交流部分，放大后连接到四级滤波器105。 
四级滤波器105包括二级高通滤波器105a和二级低通滤波器105b。由于逆变器的开关频率为10～30KHz，会产生很多低频干扰，而太阳能电池串的结构和接收天线非常相似，会接收高频无线电信号，并在光伏电池串中产生高频干扰，因此通过4级滤波器滤去这些高低频干扰。在本实用新型中二级高通滤波器105a的输入端与交流分量放大模块104的输出端相连，从而对经交流分量放大模块104放大后的交流信号进行高通滤波，之后传至二级低通滤波器105b；二级低通滤波器105b再对传入的交流信号进行低通滤波后传至电弧检测模块106。 
电弧检测模块106，由于当光伏电池串中发生电弧故障时，会在电池串的导线电流中产生随机电流噪声，电弧本身的电流噪声可以在0到几兆赫兹频谱的高斯分布中被检测到。因此，本实用新型中的电弧检测模块106将滤波后的电流信号进行模数转换，转换后在进行快速傅立叶变换，将信号分解成振幅分量和频率分量，然后对不同频率下的振幅幅值进行分析。 
直流分量放大模块107具体为相应的直流分量放大电路，其将多路切换模块103中采集的电流信号取出直流部分，放大后传至电压电流采集模块108。 
电压信号采集模块109具体为相应的电压信号采集电路，其从光伏电池串两端采集光伏电池的电压信号，并传至电压信号调理模块110。 
电压信号调理模块110，用于对电压信号采集模块109采集的电压信号进行衰减和限幅处理，并传至电压电流采集模块108。由于光伏电池串的电压高达700～800V，所以要对其进行衰减和限幅，防止损坏内部电路。 
电压电流采集模块108将采集到的电压电流信号进行模数转换，并送到CPU模块101。 
输入输出模块111，用于采集外部的数字量和输出开关量。 
485通讯模块112具体为485通讯电路，其将将CPU模块101的电平转换 成485电平，使CPU模块101可以通过485和上位机通讯。 
CPU模块101控制整个***的工作，采集电弧电路的信号，采集电压电流信号，采集数字量输入信号，控制输出开关信号，并通过485通讯接口和上位机通讯。 
由上述方案形成的智能电弧检测装置集成电弧检测模块，可以有效的预防光伏***的火灾的发生。 
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (2)

1.用于光伏电站直流侧的智能电弧检测装置，其特征在于，所述电弧检测装置包括电流采集模块、多路切换模块、交流分量放大模块、直流分量放大模块、四级滤波器、电弧检测模块、电压信号采集模块、电压信号调理模块、电压电流采集模块、CPU模块、输入输出模块以及485通讯模块；
所述电流采集模块与多路切换模块相连，所述多路切换模块分别与交流分量放大模块和直流分量放大模块分别相连；
所述交流分量放大模块的输出端连接到四级滤波器，所述四级滤波器与电弧检测模块相连；
所述电压信号采集模块连接到电压信号调理模块，所述直流分量放大模块与电压信号调理模块一起连接到电压电流采集模块；
所述CPU模块分别与电弧检测模块、输入输出模块、485通讯模块和电压电流采集模块相连。
2.根据权利要求1所述的用于光伏电站直流侧的智能电弧检测装置，其特征在于，所述四级滤波器由二级高通滤波器和二级低通滤波器组成，所述二级高通滤波器的输入端与交流分量放大模块的输出端相连，输出端与二级低通滤波器的输入相接，所述二级低通滤波器的输出端与电弧检测模块相连。 
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