專利名稱：用于太陽能電池組件串的斷路器及保護方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能光伏發(fā)電技術(shù)、低壓電器技術(shù)，特別涉及一種用于太陽能電池組件串的斷路器及保護方法，可以廣泛的應(yīng)用于各類使用太陽能組件的可再生能源發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在全球氣候變暖，生態(tài)環(huán)境的惡化以及常規(guī)能源資源短缺的緊迫形勢下，以各類太陽能組件為核心構(gòu)建的可再生能源發(fā)電技術(shù)得到快速發(fā)展和應(yīng)用。但是在投產(chǎn)的太陽能電站中，常有太陽能組件串直流系統(tǒng)的電氣故障及導(dǎo)致的火災(zāi)發(fā)生。原有的太陽能組件保護設(shè)備和防反存在缺陷和不足，原因之一在于不能確定短路和拉電弧等故障而切斷組串電路，造成電纜、設(shè)備或組件損壞，降低了太陽能資源的利用率，產(chǎn)生了嚴重的經(jīng)濟損失，影響了太陽能跟蹤系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供了一種用于太陽能電池組件串的斷路器及保護方法，可以快速判斷太陽能電池組串反接、短路、過壓等故障，有效切斷太陽能電池組串電路，保護組件和電纜、防止電弧而引起火災(zāi)的發(fā)生，另外有手動分合閘功能、選配遙控斷路功能。一種用于太陽能電池組件串的斷路器，其特征在于包括過流脫扣器、欠壓脫扣器、邏輯與機構(gòu)、接反脫扣器、手動脫扣器、手動合閘器、分勵脫扣器、自由脫扣器和主觸點，其中過流脫扣器、欠壓脫扣器經(jīng)過邏輯與機構(gòu)與自由脫扣器連接；接反脫扣器、手動脫扣器、手動合閘器、分勵脫扣器、過壓脫扣器分別與自由脫扣器連接；自由脫扣器與主觸點連接。所述的分勵脫扣器是根據(jù)使用要求選配的部件，可以通過控制線遠程控制分勵脫扣器動作，進而觸發(fā)自由脫扣器動作而切斷主觸點。用于太陽能電池組件串的斷路器保護方法，所述邏輯與機構(gòu)、欠壓脫扣器、接反脫扣器、手動脫扣器、手動合閘器、分勵脫扣器和過壓脫扣器通過觸發(fā)自由脫扣器動作而切斷主觸點，保護太陽能電池組件串。用于太陽能電池組件串的斷路器的保護方法，當太陽能組件串電路發(fā)生短路時，組串電流過流而引起過流脫扣器動作，組串電壓欠壓而引起欠壓脫扣器動作，過流脫扣器、欠壓脫扣器經(jīng)過邏輯與機構(gòu)觸發(fā)自由脫扣器動作而切斷主觸點；流脫扣器動作和欠壓脫扣器單獨動作時，不能觸發(fā)自由脫扣器動作而切斷主觸點，避免在太陽能電池組件串正常工作時誤動作。用于太陽能電池組件串的斷路器的保護方法，配有反接脫扣器，當太陽能電池組件串正負極反接，或出現(xiàn)逆向電流時，反接脫扣器觸發(fā)自由脫扣器動作而切斷主觸點，保護太陽能電池組件串。用于太陽能電池組件串的斷路器的保護方法，配有過壓脫扣器、當太陽能電池組件電壓超出正常范圍時，過壓脫扣器觸發(fā)自由脫扣器動作而切斷主觸點，保護太陽能電池組件串。用于太陽能電池組件串的斷路器的保護方法，配有手動脫扣器、手動合閘器，可以手動分合斷路器，方便太陽能電池組件串安裝和檢修。
本發(fā)明的有益成果是在于通過過流脫扣器、欠壓脫扣器進行邏輯“與”后觸發(fā)斷路器實現(xiàn)太陽能電池組件串短路故障保護，并考慮安裝要求，增強了太陽能發(fā)電的安全性和可靠性。


圖I是本發(fā)明的系統(tǒng)原理框圖。
圖2是本發(fā)明的斷路器對太陽能組件串保護范圍圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的實質(zhì)特征和有益效果更易于理解，以下結(jié)合實例及附圖對其進行詳細說明。圖I示出了本發(fā)明的一種用于太陽能電池組件串的斷路器的原理流程圖。如圖所示，本發(fā)明的斷路器包括主觸點I、自由脫扣器2、邏輯與機構(gòu)3、過流脫扣器4、欠壓脫扣器
5、接反脫扣器6、手動合閘器7、手動脫扣器8、分勵脫扣器9和過壓脫扣器10。過流脫扣器
4、欠壓脫扣器5經(jīng)過邏輯與機構(gòu)3與自由脫扣器2連接；接反脫扣器6、手動脫扣器8、手動合閘器7、分勵脫扣器9、過壓脫扣器10分別與自由脫扣器2連接；自由脫扣器2與主觸點I連接。太陽能電池組件串與斷路器串接。如圖2所示，當太陽能組件串電路發(fā)生短路故障，太陽能組件串工作點進入短路保護區(qū)時，組串電流過流而引起過流脫扣器4動作，組串電壓欠壓而引起欠壓脫扣器5動作；過流脫扣器4、欠壓脫扣器5經(jīng)過邏輯與機構(gòu)3進行“與”操作，然后據(jù)此邏輯結(jié)果而觸發(fā)自由脫扣器2動作而切斷主觸點I。過流脫扣器4和欠壓脫扣器5單獨動作時，不能觸發(fā)自由脫扣器2動作而切斷主觸點1，避免在太陽能電池組件串正常工作時誤動作。過流脫扣器4動作閥值應(yīng)小于太陽能組件串正常工作電流范圍的最小值；欠壓脫扣器5動作閥值應(yīng)小于太陽能組件串正常工作電壓范圍的最小值。當太陽能組件串正負極反接到電路構(gòu)成回路時或太陽能組件串流過逆向電流時，如圖2所示太陽能組件串工作點進入反接保護區(qū)，反接脫扣器5觸發(fā)自由脫扣器2動作而切斷主觸點1，保護太陽能電池組件串。如圖2所示，當太陽能電池組件電壓超出正常范圍，進入過電壓保護區(qū)時，過壓脫扣器10觸發(fā)自由脫扣器2動作而切斷主觸點1，保護太陽能電池組件串。當太陽能組件串進行安裝或檢修時，可以使用手動脫扣器8觸發(fā)自由脫扣器2動作而切斷主觸點I ;可以使用手動合閘器7，觸發(fā)自由脫扣器2動作而閉合主觸點I。進而達到保護太陽能組件串和操作人員安全的目的。進一步地，本發(fā)明的一種用于太陽能電池組件串的斷路器可以選配遙控分閘功能。分勵脫扣器9是根據(jù)使用要求選配的部件。可以通過控制線遠程控制分勵脫扣器9動作，進而觸發(fā)自由脫扣器2動作而切斷主觸點1，實現(xiàn)遠程控制斷路器分斷的功能。
權(quán)利要求
1.一種用于太陽能電池組件串的斷路器，其特征在于包括主觸點(I)、自由脫扣器(2)、邏輯與機構(gòu)(3)、過流脫扣器(4)、欠壓脫扣器(5)、接反脫扣器(6)、手動合閘器(7)、手動脫扣器(8)和分勵脫扣器(9)、過壓脫扣器(10)，過流脫扣器(4)、欠壓脫扣器(5)經(jīng)過邏輯與機構(gòu)(3)與自由脫扣器(2)連接；接反脫扣器(6)、手動脫扣器(8)、手動合閘器(7)、分勵脫扣器(9)、過壓脫扣器(10)分別與自由脫扣器(2)連接；自由脫扣器(2)與主觸點(I)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于太陽能電池組件串的斷路器，其特征在于所述分勵脫扣器(9)是根據(jù)使用要求選配的部件，通過控制線遠程控制分勵脫扣器(9)動作，進而觸發(fā)自由脫扣器(2)動作而切斷主觸點(1)，實現(xiàn)遠程控制斷路器分斷的功能。
3.一種用于太陽能電池組件串的斷路器保護方法，其特征在于所述邏輯與機構(gòu)(3)、欠壓脫扣器(5)、接反脫扣器(6)、手動脫扣器(8)、手動合閘器(7)、分勵脫扣器(9)和過壓脫扣器(10)通過觸發(fā)自由脫扣器(2)動作而切斷主觸點(I )，保護太陽能電池組件串。
4.如權(quán)利要求3所述的一種用于太陽能電池組件串的斷路器保護方法，其特征在于當太陽能電池組件串電路發(fā)生短路故障時，太陽能電池組件串電流過流而引起過流脫扣器(4)動作，太陽能電池組件串電壓欠壓而引起欠壓脫扣器(5)動作；過流脫扣器(4)、欠壓脫扣器(5)經(jīng)過邏輯與機構(gòu)(3)進行“與”操作，然后據(jù)此邏輯結(jié)果而觸發(fā)自由脫扣器(2)動作而切斷主觸點(I);過流脫扣器(4)和欠壓脫扣器(5)單獨動作時，不能觸發(fā)自由脫扣器(2)動作而切斷主觸點(I)，避免在太陽能電池組件串正常工作時誤動作；過流脫扣器(4)動作閥值應(yīng)小于太陽能組件串正常工作電流范圍的最小值，欠壓脫扣器(5)動作閥值應(yīng)小于太陽能組件串正常工作電壓范圍的最小值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于太陽能電池組件串的斷路器保護方法，其特征在于當太陽能電池組件串正負極反接到電路構(gòu)成回路時或太陽能電池組件串流過逆向電流時，反接脫扣器(5)觸發(fā)自由脫扣器(2)動作而切斷主觸點(1)，保護太陽能電池組件串。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于太陽能電池組件串的斷路器保護方法，其特征在于當太陽能組件串進行安裝或檢修時，使用手動脫扣器(8)觸發(fā)自由脫扣器(2)動作而切斷主觸點(I);使用手動合閘器(7)，觸發(fā)自由脫扣器(2)動作而閉合主觸點(I)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于太陽能電池組件串的斷路器保護方法，其特征在于當太陽能電池組件串電壓超出正常范圍時，過壓脫扣器(10)觸發(fā)自由脫扣器(2)動作而切斷主觸點(I )，保護太陽能電池組件串。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于太陽能電池組件串的斷路器，過流脫扣器、欠壓脫扣器經(jīng)過邏輯與機構(gòu)與自由脫扣器連接；接反脫扣器、手動脫扣器、手動合閘器、分勵脫扣器、過壓脫扣器分別與自由脫扣器連接；自由脫扣器與主觸點連接，本發(fā)明可以快速判斷太陽能電池組串反接、短路、過電壓等故障，有效切斷太陽能電池組串電路，保護組件和電纜、防止電弧而引起火災(zāi)的發(fā)生，另外有手動分合閘功能、選配遙控斷路器分閘功能。本發(fā)明保護方法在太陽能組件串電路發(fā)生短路故障時，引起過流脫扣器和欠壓脫扣器共同動作，通過邏輯與機構(gòu)觸發(fā)切斷主觸點。過流脫扣器動作閥值和欠壓脫扣器動作閥值根據(jù)太陽能組件串正常范圍確定。
文檔編號H01H83/00GK102867712SQ20111013202
公開日2013年1月9日 申請日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者徐永邦, 史君海, 鄧霞, 王峰, 劉小寶, 沈恂如 申請人:中環(huán)光伏系統(tǒng)有限公司