CN106505530B - 一种基于svg并网试验的低压配电柜的保护方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于SVG并网试验的低压配电柜的保护方法及装置，该方法首先采集主回路中电压和电流数据；然后计算主回路中的功率；最后将功率与功率保护限值作比较，当功率大于功率保护限值时，将SVG装置停机。本发明在厂内频繁并网试验时保护厂用电。

Description

一种基于SVG并网试验的低压配电柜的保护方法及装置
技术领域
本发明属于自动测试装置技术领域，具体涉及一种基于SVG并网试验的低压配电柜的保护方法及装置。
背景技术
随着技术的革新和能源危机的加重，风电电站、光伏电站装机容量日趋增大，新能源发电日益重要。但是新能源呈现出功率随机性、电压波动性等一系列的问题，尤其是容易发生电压跌落情况。为了规范新能源产品的接入，国家出台了一系列标准进行约束，推荐在新能源电站中安装10％～20％装机容量的静止链式同步补偿器。为了进行远距离新能源电能输送，需要采用35kV或以上电压等级的装置，在此电压等级上进行能量传输。
目前大功率电力电子设备制造都需要完善的试验设备和试验系统。制造厂商大都位于市区，所用电网属
于弱电网系统。随着SVG容量的增大，厂内并网失败会对厂用电网系统造成冲击，导致配电网1级开关由于过压、过流问题脱网，导致区域性脱网停电。
低压侧开关(接触器)自身脱扣保护多采用热继电器保护，表1为热继电器保护时间。从下表知：6倍额定电流时，热继电器的保护时间大于5s。以10M容量的SVG为例，假设低压侧为690V，高压侧额定电流为577A，折合到低压侧的电流为4831A，该电流对于低压接触器来说很大，热继电器保护不及时，高压侧每次电流冲击都有可能导致开关损坏。
表1热继电器保护时间
发明内容
本发明的目的是提供一种基于SVG并网试验的低压配电柜的保护方法及装置，以在厂内频繁并网试验时保护厂用电。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于SVG并网试验的低压配电柜的保护方法，包括三个方法方案：
方法方案一，包括如下步骤：
1)采集主回路中电压和电流数据；
2)计算主回路中的功率；
3)将功率与功率保护限值作比较，当功率大于功率保护限值时，将SVG装置停机。
方法方案二，在方法方案一的基础上，还包括在采集电压和电流数据后，将电压和电流数据分别与电压限值和电流限值进行比较的步骤。
方法方案三，在方法方案一的基础上，还包括计算电网频率、功率因数的步骤。
本发明还提供一种基于SVG并网试验的低压配电柜的保护装置，包括四个装置方案：
装置方案一，所述保护装置包括电源单元、开出回路单元和功率采集计算单元；所述功率采集计算单元包括采集模块和中央处理器；采集模块用于采集主回路中的电压和电流数据，并将数据反馈给中央处理器；中央处理器用于计算主回路中的功率，将功率与功率保护限值作比较，当功率大于功率保护限值时，控制开出回路单元，将SVG装置停机。
装置方案二，在装置方案一的基础上，所述保护装置还包括功率保护限值设置单元，所述功率保护限值设置单元为用于设置非连续的功率保护限值的拨码开关或者用于设置平滑连续的功率保护限值的触摸屏。
装置方案三，在装置方案一的基础上，所述保护装置还包括监控后台单元。
装置方案四，在装置方案一的基础上，所述中央处理器为TMS320F28335型DSP。
本发明的有益效果是：本发明在SVG试并网调试阶段及厂内并网运行中，通过对低压侧线路电流和电压的检测，实时计算主回路中的功率。在厂内并网试验发生故障时，能够快速响应功率变化，快速将SVG从电网中脱离，减少对弱电网的冲击及对低压侧开关的损坏，以在厂内频繁并网试验时保护厂用电。
附图说明
图1是一种基于SVG并网试验的低压配电柜的保护装置的原理图；
图2是一种基于SVG并网试验的低压配电柜的保护装置的功率采集计算单元的原理图；
图3是一种基于SVG并网试验的低压配电柜的保护方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进行进一步的详细说明。
如图1和图2所示，基于SVG并网试验的低压配电柜的保护装置包括电源单元、开出回路单元和功率采集计算单元；功率采集计算单元包括采集模块和中央处理器。采集单元用于采集主回路中的电压和电流数据，将数据反馈给中央处理器；中央处理器(采用TMS320F28335型DSP)根据反馈的数据结果，计算功率，将功率与功率保护限值作比较，当功率大于功率保护限值时，控制开出回路单元，将SVG装置停机。其中，开出回路单元与SVG装置急停开入节点相连。
另外，功率采集计算单元还包括用于将低电压和电流数据分别与电压限值和电流限值作比较的越限信号比较模块，越限信号比较模块再将结果反馈给中央处理器。
该保护装置还包括功率保护限值设置单元，功率保护限值设置单元可为拨码开关，用于设置非连续的功率保护限值的拨码开关，比如拨码为“1”，代表功率在100kVA保护，比如拨码为“5”，代表功率在500kVA保护；或者为触摸屏，用于设置平滑连续的功率保护限值，比如对功率保护限值在0-2300kVA进行选择设置。
该保护装置还包括用于人机交互、数据监控的监控后台单元。监控后台单元以电脑作硬件平台，以Studio.NET开发工具制作的监控软件。如图3所示，将采集的电压、电流数据，以及计算得到的视在功率、有功功率、无功功率、电网频率、功率因数等显示出来，操作界面友好，参数设置便捷，可时刻控制测试进度及记录测试数据，保证了装置本身数据的可追溯性。监控后台单元与中央处理器通过RS485与功率采集计算单元进行通信。
该装置检测流程短、效率高、检测成本低、故障定位准，解决了以下问题：大容量并网时对弱点网的冲击；有效减少SVG并网失败时过流对低压侧开关的损坏；防止SVG并网试验中测试人员的误操作。
工作过程如下：
1)装置上电，设置功率保护限值。对功率保护限值进行设定的方式有两种：一种是通过拨码开关对功率保护限值进行非连续的设置，另一种是通过触摸屏对功率保护限值进行平滑连续的设置。
2)SVG并网运行中，对输出电网功率实时监测，采集模块将采集到的电压和电流数据进行信号调理，然后传递给越限信号比较模块，越限信号比较模块将检测结果反馈给中央处理器，中央处理器计算主回路中的功率，将功率与功率保护限值作比较。
3)在装置发生故障时，即功率大于功率保护限值时，将保护装置的开出节点并入SVG“急停”开入节点，迅速将SVG从电网中脱离，用以在厂内频繁并网试验时保护厂用电。测试中的故障以报文形式记录，便于快速查找故障时SVG所发出的有功、无功、视在功率等，并对故障点的电压、电流数据记录保存，有效保证了并网试验中问题的可追溯性，使测试过程更加方便、快捷、准确。

Claims (7)

1.一种基于SVG并网试验的低压配电柜的保护方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）采集主回路中电压和电流数据；
2）根据步骤1）采集的主回路中电压和电流数据，计算主回路中的功率；
3）将功率与功率保护限值作比较，当功率大于功率保护限值时，将SVG装置停机。
2.根据权利要求1所述的基于SVG并网试验的低压配电柜的保护方法，其特征在于，还包括在采集电压和电流数据后，将电压和电流数据分别与电压限值和电流限值进行比较的步骤。
3.根据权利要求1所述的基于SVG并网试验的低压配电柜的保护方法，其特征在于，还包括计算电网频率、功率因数的步骤。
4.一种基于SVG并网试验的低压配电柜的保护装置，其特征在于，所述保护装置包括电源单元、开出回路单元和功率采集计算单元；所述功率采集计算单元包括采集模块和中央处理器；采集模块用于采集主回路中的电压和电流数据，并将数据反馈给中央处理器；中央处理器用于根据采集模块反馈的主回路中的电压和电流数据计算主回路中的功率，将功率与功率保护限值作比较，当功率大于功率保护限值时，控制开出回路单元，将SVG装置停机。
5.根据权利要求4所述的基于SVG并网试验的低压配电柜的保护装置，其特征在于，所述保护装置还包括功率保护限值设置单元，所述功率保护限值设置单元为用于设置非连续的功率保护限值的拨码开关或者用于设置平滑连续的功率保护限值的触摸屏。
6.根据权利要求4所述的基于SVG并网试验的低压配电柜的保护装置，其特征在于，所述保护装置还包括监控后台单元。
7.根据权利要求4所述的基于SVG并网试验的低压配电柜的保护装置，其特征在于，所述中央处理器为TMS320F28335型DSP。
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