[发明专利]直流电弧检测用多通道电流传感器

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电领域用的电流传感器，尤其是检测光伏直流拉弧的电流传感器。

背景技术

随着光伏发电的发展，尤其是分布式光伏发电的普及，对光伏电站的安全性提出了越来越高的要求。光伏发电系统中有众多的电连接点，并且光伏发电系统的直流电压越来越高，如果有连接点出现连接不良，就会出现拉弧现象，并且由于光伏系统是直流电，没有过零点，所以这种电弧一旦燃烧就不容易熄灭，会造成严重的危害。轻者烧毁电气设备，重者引起火灾。所以，要在电弧还没有形成灾害之前把线路切断熄灭电弧。光伏电弧检测就是实时的检测光伏直流系统中有没有产生电弧，一旦发现电弧，并且电弧的强度达到防护水平就要及时发出信号，去操作断路器切断线路。当前有许多种光伏直流电弧检测技术，主要为集成拉弧、电流检测一体输出或通过高频CT和电流检测分体输出。但主要缺点为整体系统成本高，检测精度低。

例如公告号为CN205620492U的中国专利文献公开了一种光伏电弧检测传感器，由霍尔电流传感器、微分电路、带通滤波器、模数采样和数字处理电路组成，霍尔电流传感器输出的信号经过微分电路变成微分信号，微分信号通过带通滤波器保留对电弧敏感的频段，并去除其他频段，然后经过模数采样和数字处理电路来计算检测是否有电弧，如果有电弧就发出报警信号。霍尔电流传感器输出的信号也直接与模拟采样和数字处理电路相连，这样就测量出光伏电流的大小。该方案采用单片机将带通滤波后的20KHz至200KHz的带通进行计算判断输出电弧信号，该方案的分辨率、速度不高，容易造成误报或漏报拉弧状态。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足而提供一种直流电弧检测用多通道电流传感器，高精度、快速地实现拉弧检测。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：直流电弧检测用多通道电流传感器，包括多个检测通道、模拟开关、电流互感器、运算放大器、带通滤波电路、信号处理器，电流互感器采集检测通道中的电流信号，并由第一运算放大器将电流信号转换为电压信并放大，经过第一模拟开关后由带通滤波电路进行高低通滤波处理，经过第三模拟开关后输出到模数转换器，经过模数转化后输出到信号处理器，信号处理器为16位以上的可编程处理器，通过快速傅里叶算法评估是否有电弧发生，并将评估信号通过接口端子输出；第一模拟开关由信号处理器控制，以选择输入某路检测通道中电流互感器的信号；所述传感器还包括霍尔传感器、第二运算放大器、第二模拟开关，霍尔传感器测量电流，通过第二运算放大器进行二阶低通滤波有源滤波调理，经过第三模拟开关输入模数转换器并传递给信号处理器处理输出；第二模拟开关、第三模拟开关有信号处理器控制，第二模拟开关选择输入某路检测通道中霍尔传感器的信号，第三模拟开关选择电流互感器或霍尔传感器采集的信号输入模数转换器。

所述高低通滤波处理电路由一个四极点巴特沃斯高通滤波电路和一个五极点低通滤波电路组成。

所述信号处理器的接口端子为多个，包括通讯接口、通讯电源接口、电弧的开关量输出接口。

所述信号处理器连接有数码管，数码管显示被测测量通道的电流、电压、拉弧状态信息。

所述传感器还带有切换按键，切换按键控制选择数码管显示的信息。

所述信号处理器连接有指示灯，指示传感器的运行状态。

所述霍尔传感器为可编程霍尔传感器。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过信号处理器控制模拟开关可以快速切换电弧、电流检测通道，并且信号处理器为16位以上的可编程处理器，并通过快速傅里叶算法计算，检测分析拉弧的响应时间快。电流互感器和霍尔传感器电流检测分体输出，增加了电弧检测的可靠性。高低通滤波处理电路由一个四极点巴特沃斯高通滤波电路和一个五极点低通滤波电路组成，可形成40KHz到100KHz的带通滤波，提高检测分辨率。信号处理器通过设置接口实现通讯、开关量信号传输等，带有数码管、指示灯等可直观的显示传感器的工作状态。

附图说明

图1是本发明实施例的原理框图。

图2是图1中电弧检测电路中的运算放大电路。

图3是图1中电弧检测电路中的高低通滤波处理电路。

具体实施方式

下面结合附图、实施例对本发明进一步说明。