一种适用于储能接入的导引线保护系统及保护方法与流程

1.本发明涉及电网技术领域，具体涉及一种适用于储能接入的导引线保护系统及保护方法。


背景技术：

2.光伏、风电等新能源比重不断增加，但新能源的不稳定性往往需要配置一定比例的储能，同时储能电站的建设还能削峰填谷，实现峰谷套利，参与调峰、调频及辅助服务等，社会效益及经济效益显著。
3.储能接入主要采用35kv及以下的低电压等级接入，保护类型主要有光纤电流差动保护和过流保护。
4.针对35kv及以下电压的短距离的线路(500米以内)，若采用高电压等级应用较为广泛的光纤电流差动保护，需要额外增加建设光纤通道的工序以及相应的费用，施工难度大且造价高；若采用比较成熟的过流保护，过流保护速动性较差，灵敏性低，上下级元件保护配合困难，故障导致设备损坏的概率大。
5.综上所述，急需一种结构精简且能适用于储能接入的导引线保护系统及保护方法以解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

6.本发明目的在于提供一种结构精简且能适用于储能接入的导引线保护系统，具体技术方案如下：
7.一种适用于储能接入的导引线保护系统，包括断路器、第一电流互感器、第二电流互感器、切断元器件以及导引线保护装置；
8.所述断路器、第一电流互感器、第二电流互感器以及切断元器件顺次串联设置在连接母线和储能系统的线路上；所述储能系统包含带有自动切断功能的电力电子器件；
9.所述导引线保护装置同时与第一电流互感器以及第二电流互感器电连接，用于获取第一电流互感器的电流量和第二电流互感器的电流量。
10.本发明的导引线保护系统包括断路器、第一电流互感器、第二电流互感器、切断元器件以及导引线保护装置，整体结构精简，造价低；通过导引线保护装置、第一电流互感器和第二电流互感器的组合，能够快速定位故障的位置，灵敏度高；进一步结合断路器和切断元器件的组合设计，能够迅速将故障进行隔离。
11.优选的，所述切断元器件为熔断器或隔离开关。切断元器件采用比断路器成本低的熔断器或隔离开关，降低成本。
12.优选的，连接母线和储能系统的线路不超过500米；所述母线的电压等级为35kv及以下。
13.本发明的第二目的公开一种适用于储能接入的保护方法，具体是采用上述的导引线保护系统，该保护方法具体包括如下步骤：
14.导引线保护系统的连接，具体是：在连接母线和储能系统的线路上顺次串联连接断路器、第一电流互感器、第二电流互感器以及切断元器件；将导引线保护装置同时与第一电流互感器以及第二电流互感器电连接；
15.导引线保护装置获取第一电流互感器的电流量i1和第二电流互感器的电流量i2，计算得到电流差∑i＝i1 i2，进行保护操作，具体是：
16.①
、若∑i≠0，则判定位于第一电流互感器和第二电流互感器之间的线路上出现故障，跳开断路器；
17.②
、若∑i＝0，则判定位于第一电流互感器和第二电流互感器之间的线路上未出现故障。
18.优选的，还包括过流保护，具体是：断路器未及时跳开、储能系统中电力电子器件未及时关闭或第二电流互感器至储能系统之间线路出现故障的情况下，导引线保护装置检测到第一电流互感器的电流量i1过大，启动过流保护跳开断路器。
19.本发明的保护方法，通过采用独特的导引线保护系统(具体包括断路器、第一电流互感器、第二电流互感器、切断元器件以及导引线保护装置)，能够迅速锁定故障位置，然后进行相应的保护操作，灵敏度高。在断路器未及时断开或储能系统未及时关闭的情况下，采用过流保护跳开断路器实现故障的隔离。
20.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
21.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
22.图1是本发明适用于储能接入的导引线保护系统的应用结构示意图；
23.其中，1、断路器，2、第一电流互感器，3、第二电流互感器，4、切断元器件，5、导引线保护装置，6、母线，7、带电显示装置，8、避雷器，9、电压互感器pt，10、储能系统，10.1、箱式变压器，10.2、储能变流器，10.3、蓄电池。
具体实施方式
24.以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
25.实施例：
26.一种适用于储能接入的导引线保护系统，详见图1，设置于连接母线6和储能系统10 的线路上，详情如下：
27.该导引线保护系统包括断路器1、第一电流互感器2、第二电流互感器3、切断元器件 4以及导引线保护装置5，导引线保护装置可选择现有技术中的产品，如北京四方 gxh123a-g。
28.所述断路器1、第一电流互感器2、第二电流互感器3以及切断元器件4顺次串联设置在连接母线和储能系统的线路上；所述储能系统10包含带有自动切断功能的电力电子器件，图1中示意了储能系统10包含顺次连接的箱式变压器10.1、储能变流器10.2和蓄电池
10.3，此次优选箱式变压器10.1和储能变流器10.2均带有自动切断功能，参加现有技术即可。
29.所述导引线保护装置5同时与第一电流互感器2以及第二电流互感器3电连接，用于获取第一电流互感器2的电流量和第二电流互感器3的电流量。
30.本实施例中所述切断元器件4优选隔离开关替换断路器，大大降低成本。
31.优选的，连接母线和储能系统的线路不超过500米；母线的电压等级为35kv及以下。
32.应用本实施例的导引线保护系统在使用过程中的保护方法具体包括如下步骤：
33.导引线保护系统的连接，具体是：在连接母线和储能系统的线路上顺次串联连接断路器1、第一电流互感器2、第二电流互感器3以及切断元器件4；将导引线保护装置5同时与第一电流互感器2以及第二电流互感器3电连接；
34.导引线保护装置5获取第一电流互感器2的电流量i1和第二电流互感器3的电流量i2，依据基尔霍夫电流定理，计算得到电流差∑i＝i1 i2，(其中电流量是矢量，具有方向性)，进行保护操作，具体是：
35.①
、若∑i≠0，则判定位于第一电流互感器和第二电流互感器之间的线路上出现故障，跳开断路器；
36.②
、若∑i＝0，则判定位于第一电流互感器和第二电流互感器之间的线路上未出现故障。
37.本实施例还包括过流保护，具体是：断路器未及时跳开、储能系统中电力电子器件未及时关闭或第二电流互感器至储能系统之间线路出现故障，导引线保护装置检测到第一电流互感器的电流量i1过大，启动过流保护跳开断路器。
38.应用本实施例的导引线保护系统，具体有以下几种情况：
39.第一种：第一电流互感器和第二电流互感器之间的线路上出现故障，跳开断路器；若断路器未跳开，则过流保护动作，跳开断路器；
40.第二种：母线6到储能系统10整个线路上均无故障；
41.第三种：储能系统10发生故障，储能系统自动关闭电力电子器件，切除故障；
42.第四种：第二电流互感器3与储能系统10之间的线路发生故障，过流保护动作，跳开断路器。
43.在需要检修储能系统时，手动断开隔离开关。
44.应用本发明的方案，效果如下：
45.相对于采用高电压等级应用较为广泛应用的光纤电流差动保护方案，无需额外增加建设光纤通道的工序以及相应的费用，降低施工难度，且降低成本。
46.相对于采用比较成熟的过流保护方案，无过流保护速动性较差和动作时间较长的缺陷，灵敏性高。
47.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。