軟啟動預(yù)組裝分站房的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及太陽能領(lǐng)域，具體涉及一種軟啟動預(yù)組裝分站房。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能具有安全、清潔和資源普遍性等優(yōu)點，能夠成為替代化石能源主要的可再 生能源。太陽能光伏發(fā)電在其開發(fā)研究、市場開拓以及產(chǎn)業(yè)化制造技術(shù)早已作為全球各國 激烈克爭的焦點。
[0003] 傳統(tǒng)的光伏逆變器是用交流斷路器把逆變器的濾波器側(cè)直接接到額定電壓的電 網(wǎng)中（直接啟動）。交流斷路器利用線圈中通過電流時，電磁鐵內(nèi)產(chǎn)生磁通，鐵心由于受到 電場力的作用，實現(xiàn)主電路合閘和分閘。
[0004] 傳統(tǒng)的預(yù)組裝分站房要求調(diào)試人員必須在設(shè)備內(nèi)部對逆變器進行調(diào)試，威脅人員 的人身安全，同時光伏逆變器直接啟動具有以下缺陷：
[0005] ①、由于光伏逆變器啟動時會產(chǎn)生較大的沖擊電流，對供電的網(wǎng)側(cè)電壓產(chǎn)生較大 的電壓閃變，同時由于啟動應(yīng)力較大，對電氣設(shè)備產(chǎn)生沖擊，使逆變器的使用壽命降低，威 脅現(xiàn)場調(diào)試人員的人身安全；
[0006] ②、光伏電站通常要求電氣設(shè)備使用壽命達到25年，這造成斷路器使用頻繁，斷 路器通斷至少達到18000多次，在使用過程中容易出現(xiàn)螺絲松動、觸頭磨損等機械故障造 成光伏逆變器停運，使光伏逆變器故障率增加，尤其在設(shè)備壽命后期更為嚴重，影響光伏電 站的發(fā)電量。 【實用新型內(nèi)容】
[0007] 本實用新型的目的是提供一種軟啟動預(yù)組裝分站房，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在 的問題。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種軟啟動預(yù)組裝分站房，所述軟啟動預(yù)組 裝分站房包括光伏逆變器、變壓器、逆變器室以及變壓器室；所述光伏逆變器設(shè)置于所述逆 變器室內(nèi)，所述變壓器設(shè)置于所述變壓器室內(nèi)；以及所述逆變器室和所述變壓器室之間通 過銅排連接；所述光伏逆變器包括直流斷路器、穩(wěn)壓電容、三相逆變橋、濾波器以及晶閘管， 所述直流斷路器、穩(wěn)壓電容、三相逆變橋以及濾波器依次電連接，所述晶閘管的輸入端與所 述濾波器的輸出端電連接。
[0009] 較佳地，所述光伏逆變器還包括交流主接觸器，所述交流主接觸器的輸入端與所 述濾波器的輸出端電連接。
[0010] 較佳地，所述光伏逆變器還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括軟啟動模塊和CPU 模塊，所述軟啟動模塊和所述CPU模塊電連接，以及所述軟啟動模塊包括多個繼電器，所述 多個繼電器與所述CPU模塊電連接。
[0011] 較佳地，所述多個繼電器設(shè)置成從所述CPU模塊接收指令并根據(jù)該指令控制所述 晶閘管和所述交流主接觸器的導(dǎo)通和斷開。
[0012] 較佳地，所述多個繼電器包括第一繼電器、第二繼電器和第三繼電器，所述控制系 統(tǒng)設(shè)置成：
[0013] 當所述晶閘管的輸入端的交流電壓與所述晶閘管的輸出端將接入的電網(wǎng)電壓同 頻、同相時，所述CPU模塊發(fā)送指令給所述第一繼電器，所述第一繼電器控制所述晶閘管開 啟，所述晶閘管的輸出電壓逐漸增加，直到所述晶閘管全部導(dǎo)通；以及
[0014] 當所述光伏逆變器在額定電壓運行后，所述CPU模塊分別給所述第二繼電器和所 述第三繼電器發(fā)送指令，使得所述第二繼電器控制所述晶閘管斷開，所述第三繼電器控制 所述交流主接觸器閉合，從而完成所述光伏逆變器的啟動過程。
[0015] 較佳地，在所述直流斷路器和所述穩(wěn)壓電容之間還設(shè)置有直流EMC濾波器，所述 直流EMC濾波器的輸入端與所述直流斷路器電連接，所述直流EMC濾波器的輸出端與所述 穩(wěn)壓電容電連接。
[0016] 較佳地，在所述濾波器和所述晶閘管之間還設(shè)置有交流EMC濾波器，所述交流EMC 濾波器的輸入端與所述濾波器的輸出端電連接，所述交流EMC濾波器的輸出端與所述晶閘 管的輸入端電連接。
[0017] 較佳地，所述光伏逆變器還包括二次電源線，所述控制系統(tǒng)經(jīng)由所述二次電源線 供電。
[0018] 較佳地，所述交流主接觸器與所述晶閘管并聯(lián)。
[0019] 較佳地，所述晶閘管為三相反并聯(lián)晶閘管。
[0020] 較佳地，所述逆變器室包括直流匯線柜、逆變橋室、濾波器室以及軟啟動室，其中 所述直流斷路器設(shè)置于所述直流匯線柜內(nèi)、所述穩(wěn)壓電容和三相逆變橋設(shè)置于所述逆變橋 室內(nèi)、所述濾波器設(shè)置于所述濾波器室內(nèi)、以及所述晶閘管設(shè)置于所述軟啟動室內(nèi)。
[0021] 較佳地，所述直流匯線柜、逆變橋室、濾波器室以及軟啟動室分別設(shè)有窗口，通過 所述窗口能夠?qū)λ鲋绷鲾嗦菲?、穩(wěn)壓電容、三相逆變橋以及晶閘管進行調(diào)試。
[0022] 較佳地，所述直流匯線柜、逆變橋室、濾波器室、以及軟啟動室內(nèi)分別設(shè)有散熱裝 置。
[0023] 較佳地，所述軟啟動預(yù)組裝分站房包括兩臺光伏逆變器和兩套逆變器室，每一套 所述逆變器室內(nèi)設(shè)置一臺所述光伏逆變器。
[0024] 較佳地，所述軟啟動預(yù)組裝分站房還包括避雷器、避雷計數(shù)器和檢測變壓器內(nèi)部 故障的繼電器和高壓室，所述避雷器、避雷計數(shù)器和檢測變壓器內(nèi)部故障的繼電器設(shè)置于 所述高壓室內(nèi)。
[0025] 本實用新型在軟啟動預(yù)組裝分站房的外側(cè)開設(shè)窗口，調(diào)試人員可在外部進行調(diào)試 工作，安全性得到保障。同時本實用新型的軟啟動預(yù)組裝分站房通過設(shè)置晶閘管實現(xiàn)軟啟 動，從而啟動時無機械觸點，啟動電壓和啟動電流任意可調(diào)，避免了啟動過程中過大的沖擊 電流；其次采用接觸器旁路工作模式，即當系統(tǒng)啟動電壓到達額定電壓時，用旁路接觸器取 代已完成任務(wù)的晶閘管，這樣可以降低晶閘管的熱損耗，提高系統(tǒng)的效率；再次CPU模塊通 過繼電器實現(xiàn)晶閘管的精確通斷，能夠減少設(shè)備誤動作。
【附圖說明】
[0026] 圖1是本實用新型的軟啟動預(yù)組裝分站房的系統(tǒng)示意圖；
[0027] 圖2是本實用新型的軟啟動預(yù)組裝分站房的側(cè)面示意圖；
[0028] 圖3是本實用新型的軟啟動預(yù)組裝分站房的平面示意圖；
[0029] 圖4是本實用新型的光伏逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)圖；
[0030] 圖5是本實用新型的光伏逆變器的CPU模塊控制示意圖；
[0031] 圖6是本實用新型的光伏逆變器的軟啟動模塊控制示意圖；以及
[0032] 圖7是本實用新型的光伏逆變器的晶閘管的調(diào)壓電路對應(yīng)的相電壓圖。
【具體實施方式】
[0033] 以下將結(jié)合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細說明，以便更清楚理解本實 用新型的目的、特點和優(yōu)點。應(yīng)理解的是，附圖所示的實施例并不是對本實用新型范圍的限 制，而只是為了說明本實用新型技術(shù)方案的實質(zhì)精神。
[0034] 術(shù)語說明
[0035] 分站房：將光伏逆變器和箱式變電站集成為一體的電氣設(shè)備，該系統(tǒng)將光伏方陣 產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，并完成一次升壓供給電網(wǎng)使用。
[0036] 斷路器：所設(shè)計的分合裝置，能夠關(guān)合、通斷和承載正常狀態(tài)的電流；并且能在非 正常運行狀態(tài)下，也能夠進行關(guān)合、分斷以及一定時間內(nèi)的導(dǎo)通與通斷。
[0037] 光伏逆變器：光伏逆變器是通過電力電子器件（MOSFET、IGBT等）連接電阻電容， 以脈沖寬度調(diào)制的方式控制器件的通斷，把匯流箱傳輸來的直流電轉(zhuǎn)變成交流電，同時完 成光伏組件的最大功率點跟蹤（MPPT)，保證智能控制及反孤島效應(yīng)等。
[0038] 晶閘管：晶閘管是由PNPN四層半導(dǎo)體構(gòu)成的元件，有陽極A、陰極K和控制級G三 個電極，它能在電路中實現(xiàn)交流電的無觸點控制，以小電流控制大電流，而且動作快、壽命 長、可靠性好。
[0039] 本實用新型的軟啟動預(yù)組裝分站房通常包括光伏逆變器、變壓器、逆變器室以及 變壓器室；該光伏逆變器設(shè)置于該逆變器室內(nèi)，該變壓器設(shè)置于該變壓器室內(nèi)；以及該光 伏逆變器包括直流斷路器、穩(wěn)壓電容、三相逆變橋、濾波器以及晶閘管，該直流斷路器、穩(wěn)壓 電容、三相逆變橋以及濾波器依次電連接，該晶閘管的輸入端與該濾波器的輸出端電連接， 以及該晶閘管設(shè)置成通過控制該晶閘管的導(dǎo)通角，使得該光伏逆變器的輸出電壓從零值逐 漸增加，直到該晶閘管全部導(dǎo)通之后，該光伏逆變器的輸出電壓達到最大值。
[0040] 圖1是本實用新型的軟啟動預(yù)組裝分站房的系統(tǒng)示意圖，圖2是本實用新型的軟 啟動預(yù)組裝分站房的側(cè)面示意圖。圖3是本實用新型的軟啟動預(yù)組裝分站房的平面示意 圖。如圖1~3所示，軟啟動預(yù)組裝分站房包括兩臺光伏逆變器100、變壓器200,逆變器室 100A、變壓器室9和高壓室11，其中兩臺光伏逆變器100通過導(dǎo)線與變壓器200電連接。
[0041] 逆變器100設(shè)置于逆變器室100A內(nèi)，變壓器200設(shè)置于變壓器室9內(nèi)，以及避雷 器、避雷計數(shù)器和檢測變壓器內(nèi)部故障的繼電器（圖未示）設(shè)置于高壓室11內(nèi)。從光伏組 件傳來的直流電經(jīng)過經(jīng)過逆變器100后變成交流電輸送給變壓器200,在變壓器200內(nèi)進行 升壓后傳輸?shù)礁邏菏?1內(nèi)，并在高壓室11內(nèi)通過端子與連接到電網(wǎng)的導(dǎo)線連接，從而將經(jīng) 過逆變器100進行換相后的電流并入電網(wǎng)。
[0042] 如圖1所示，逆變器100包括直流斷路器10、穩(wěn)壓電容30、三相逆變橋40、濾波器 50、交流主接觸器70以及晶閘管80。其中，直流斷路器10、穩(wěn)壓電容30、三相逆變橋40、濾 波器50、交流主接觸器70以及晶閘管80之間皆通過銅排電連接。
[0043] 如圖2~3所示，逆變器室100A包