CN116780488B - 新能源电站接地保护系统、方法、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种新能源电站接地保护系统、方法、电子设备及存储介质，涉及新能源电力系统保护技术领域。该系统包括：接地保护装置，以及接地变中性点设备、第一电流互感器和电压互感器；电压互感器用于检测母线的电压；第一电流互感器用于检测送出线的电流；接地变压器的中性点依次通过隔离开关、断路器和电阻接地；接地保护装置用于采集母线的电压、送出线电流，进行幅值相位比较，采集断路器的合/分闸状态，并判断送出线连接的电网侧是否发生接地故障，并生成对应的分/合闸指令，以控制断路器根据分/合闸指令进行对应的分/合闸操作。上述方式无需新增隔离变压器和二次屏柜等设备，节省人力和设备资源的消耗。

Description

新能源电站接地保护系统、方法、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及新能源电力系统保护的技术领域，尤其涉及一种新能源电站接地保护系统、方法、电子设备及存储介质。

背景技术

随着新能源的发展，例如分散式风电等小型新能源电力系统，选择就近接入配电网实现就地消纳，节省了输电投资和损耗。

电力系统接地方式一般分为有效接地方式和非有效接地方式，而非有效接地方式可分为中性点不接地方式、中性点低电阻接地方式、中性点高电阻接地方式和中性点谐振接地方式。其中，不接地方式适用于单相接地故障电容电流小于10A，以架空线路为主的35kV配电网。新能源电站内35kV电缆较多，且电容电流较大，因此多采用低电阻接地方式，以达到快速切除接地故障要求。但是，低电阻接地方式的新能源电站直接接入不接地方式的35kV配电网，带来了系统中性点接地方式不一致的问题。

为解决该问题，现有技术需新增采用电压等级35/35kV、接线组别为YNd的隔离变压器，以及配套的主变保护、主变测控等二次屏柜，存在造价较高、增加人力和设备资源消耗的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种新能源电站接地保护系统、方法、电子设备及存储介质，用以解决现有技术存在新能源电站与配电网接地方式不一致，需新增隔离变压器和二次屏柜等设备，进而导致增加人力和设备资源消耗的问题。

根据本申请的第一方面，提供了一种新能源电站接地保护系统，包括：接地变中性点设备、第一电流互感器、电压互感器和接地保护装置；

其中，新能源电站包括若干个线路，若干个所述线路包括：一个母线、一个送出线和多个支路；所述支路和所述送出线分别与所述母线相连，所述母线上设置有所述电压互感器，所述送出线上设置有所述第一电流互感器；所述电压互感器和所述第一电流互感器分别与所述接地保护装置相连；

所述电压互感器用于检测所述母线的电压；所述第一电流互感器用于检测所述送出线的电流；

所述多个支路包括设置有接地变压器和所述接地变中性点设备的接地变支路；所述接地变中性点设备包括依次连接的隔离开关、断路器和电阻；所述接地变压器的高压侧连接所述母线，所述接地变压器的中性点依次通过所述隔离开关、所述断路器和所述电阻接地；

所述接地保护装置用于采集所述母线的电压、所述送出线的电流，进行幅值相位比较，采集所述断路器的合/分闸状态，并判断所述送出线连接的电网侧是否发生接地故障，得到第一判断结果；根据所述第一判断结果生成对应的分/合闸指令，向所述断路器发出分/合闸指令；

所述断路器根据所述分/合闸指令进行对应的分/合闸操作。

可选地，所述接地保护装置包括：处理模块，以及分别与所述处理模块相连的模拟量输入采集模块、开关量输入采集模块和输出模块；

其中，所述模拟量输入采集模块包括模拟量输入采集模块的第一接口和模拟量输入采集模块的第十接口；所述模拟量输入采集模块的第一接口与所述第一电流互感器相连；所述模拟量输入采集模块的第十接口与所述电压互感器相连；

所述开关量输入采集模块包括开关量输入采集模块的第一接口，所述开关量输入采集模块的第一接口与所述断路器相连，用于采集所述断路器的合/分闸状态；

所述输出模块包括输出模块的第五接口和输出模块的第六接口，其中，所述输出模块的第五接口与所述断路器的跳闸回路相连，用于输出分闸指令；所述输出模块的第六接口与所述断路器的合闸回路相连，用于输出合闸指令。

可选地，所述处理模块包括并联的第一处理电路和第二处理电路，所述输出模块包括出口继电器和启动继电器；其中，所述出口继电器包含第一出口继电器、第二出口继电器、第三出口继电器、第四出口继电器、第五出口继电器和第六出口继电器；所述第五出口继电器为所述输出模块的第五接口；所述第六出口继电器为所述输出模块的第六接口；

第一处理电路包括依次连接的第一模数转换模块和第一处理器，所述第二处理电路包括依次连接的第二模数转换模块和第二处理器；

所述第一处理器分别与所述第一出口继电器、所述第二出口继电器、所述第三出口继电器、所述第四出口继电器、所述第五出口继电器和所述第六出口继电器相连；所述第二处理器与所述启动继电器相连；

所述启动继电器控制所述出口继电器正电源是否开放。

可选地，所述多个支路还包括：集电线路和SVG线路；所述集电线路上设置有第二电流互感器，所述SVG线路上设置有第三电流互感器；所述接地变支路上在所述接地变压器与所述母线之间设置有第四电流互感器；

所述第二电流互感器、所述第三电流互感器和所述第四电流互感器分别用于检测所述集电线路的电流、所述SVG线路的电流和所述接地变支路的电流；

所述接地保护装置在所述断路器处于分闸状态下，对所述母线的电压进行阈值比较，若所述母线的电压大于等于所述预设阈值，则对所述母线的电压、所述送出线的电流、所述集电线路的电流、所述SVG线路的电流和所述接地变支路的电流进行运算和幅值相位比较，以判断所述母线是否发生接地故障，得到第二判断结果；

所述接地保护装置在所述断路器处于分闸状态下，对所述母线的电压进行阈值比较，若所述母线的电压大于等于所述预设阈值，则对所述母线的电压和所述集电线路的电流进行运算和幅值相位比较，以判断所述集电线路是否发生接地故障，得到第三判断结果；

所述接地保护装置在所述断路器处于分闸状态下，对所述母线的电压进行阈值比较，若所述母线的电压大于等于所述预设阈值，则对所述母线的电压和所述SVG线路的电流进行运算和幅值相位比较，以判断所述SVG线路是否发生接地故障，得到第四判断结果；

所述接地保护装置在所述断路器处于分闸状态下，对所述母线的电压进行阈值比较，若所述母线的电压大于等于所述预设阈值，则对所述母线的电压和所述接地变支路的电流进行运算和幅值相位比较，以判断所述接地变支路是否发生接地故障，得到第五判断结果。

可选地，所述模拟量输入采集模块还包括：模拟量输入采集模块的第二接口、模拟量输入采集模块的第三接口和模拟量输入采集模块的第四接口，其中：

所述模拟量输入采集模块的第二接口与所述第二电流互感器相连；

所述模拟量输入采集模块的第三接口与所述第三电流互感器相连；

所述模拟量输入采集模块的第四接口与所述第四电流互感器相连。

可选地，所述输出模块还包括输出模块的第一接口、输出模块的第二接口、输出模块的第三接口和输出模块的第四接口；其中，所述输出模块的第一接口为第一出口继电器；所述输出模块的第二接口为第二出口继电器；所述输出模块的第三接口为第三出口继电器；所述输出模块的第四接口为第四出口继电器；

所述送出线上还设置有位于所述第一电流互感器和所述母线之间的第一断路器；所述第一断路器的跳闸回路与所述输出模块的第一接口相连；

所述集电线路上还设置有位于所述第二电流互感器与所述母线之间的第二断路器；所述第二断路器的跳闸回路与所述输出模块的第二接口相连；

所述SVG线路上还设置有位于所述第三电流互感器与所述母线之间的第三断路器；所述第三断路器的跳闸回路与所述输出模块的第三接口相连；

所述接地变支路上还设置有位于所述第四电流互感器与所述母线之间的第四断路器；所述第四断路器的跳闸回路与所述输出模块的第四接口相连；

所述处理模块，用于在所述第二判断结果为所述母线故障时，分别通过所述输出模块的第一接口、所述输出模块的第二接口、所述输出模块的第三接口和所述输出模块的第四接口向所述第一断路器、所述第二断路器、所述第三断路器和所述第四断路器发送保护跳闸信号；

所述处理模块，还用于在所述第三判断结果为所述集电线路故障时，通过所述输出模块的第二接口向所述第二断路器发送保护跳闸信号；

所述处理模块，还用于在所述第四判断结果为所述SVG线路故障时，通过所述输出模块的第三接口向所述第三断路器发送保护跳闸信号；

所述处理模块，还用于在所述第五判断结果为所述接地变支路故障时，通过所述输出模块的第四接口向所述第四断路器发送保护跳闸信号。

可选地，所述系统还包括设置在所述电阻与地之间的第五电流互感器、所述电阻所在的电阻室内的温控开关；

所述模拟量输入采集模块还包括模拟量输入采集模块的第五接口，所述模拟量输入采集模块的第五接口与所述第五电流互感器相连；

所述第五电流互感器用于检测电阻的电流；

所述开关量输入采集模块的第二接口与所述温控开关相连，用于采集所述温控开关的状态；

所述处理模块用于在所述温控开关处于闭合状态下，根据所述电阻的电流计算所述电阻的累积热量，在所述电阻的累积热量大于等于预设热量阈值的情况下，通过所述输出模块的第五接口向所述断路器发送分闸指令（即瞬时动作于断路器DL，以使其切换至分闸状态），并经过预设时间段的延迟，通过所述输出模块的第四接口向所述第四断路器发送保护跳闸信号。

根据本申请的第二方面，提供了一种新能源电站接地保护方法，应用于所述新能源电站接地保护系统，包括：

电压互感器用于检测母线的电压，并将所述母线的电压发送至接地保护装置，第一电流互感器用于检测送出线的电流，并将所述送出线的电流发送至接地保护装置；

所述接地保护装置用于采集所述母线的电压、所述送出线的电流，进行幅值相位比较，采集断路器的合/分闸状态，并判断所述送出线连接的电网侧是否发生接地故障，得到第一判断结果；根据所述第一判断结果生成对应的分/合闸指令，向断路器发出分/合闸指令；

所述断路器根据所述分/合闸指令进行对应的分/合闸操作。

根据本申请的第三方面，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器和存储器；

所述存储器存储计算机执行指令；

所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如上第二方面所述的新能源电站接地保护方法。

根据本申请的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如上第二方面所述的新能源电站接地保护方法。

根据本申请的第五方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现第二方面所述的新能源电站接地保护方法。

本申请提供的一种新能源电站接地保护系统，包括：接地变中性点设备、第一电流互感器、电压互感器和接地保护装置；其中，新能源电站包括若干个线路，若干个线路包括：一个母线、一个送出线和多个支路；支路和送出线分别与母线相连，母线上设置有电压互感器，送出线上设置有第一电流互感器；电压互感器和第一电流互感器分别与接地保护装置相连；电压互感器用于检测母线的电压；第一电流互感器用于检测送出线的电流；多个支路包括设置有接地变压器和接地变中性点设备的接地变支路；接地变中性点设备包括依次连接的隔离开关、断路器和电阻；接地变压器的高压侧连接母线，接地变压器的中性点依次通过隔离开关、断路器和电阻接地；接地保护装置用于采集母线的电压、送出线的电流，进行幅值相位比较，采集断路器的合/分闸状态，并判断送出线连接的电网侧是否发生接地故障，得到第一判断结果；根据第一判断结果生成对应的分/合闸指令，向断路器发出分/合闸指令；断路器根据分/合闸指令进行对应的分/合闸操作。

本申请在支路和送出线接入新能源电站母线的基础上，通过接地保护装置控制接地变中性点设备中的断路器执行合闸/分闸操作的方式，能够实现对断路器所在接地变支路上的接地变压器的中性点是否接地的控制，即实现接地保护系统在构成电阻接地方式与不接地方式之间的切换。因此本申请提供的新能源电站接地保护系统能够兼具不接地方式和低电阻接地方式的优点，既满足配电网采用不接地方式带接地故障运行1～2小时、保证供电连续性的要求，又满足新能源电站快速切除接地故障的要求。另外，该系统是新能源电站直接接入配电网的中性点自适应接地系统，无需新增隔离变压器和二次屏柜等设备，能够节省人力和设备资源的消耗。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的一种新能源电站接地保护系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种新能源电站接地保护系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的接地保护装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的又一种新能源电站接地保护系统的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的新能源电站接地变及接地变中性点设备的示意图；

图6为本申请实施例提供的新能源电站接地保护方法的流程示意图；

图7为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。

电力系统接地方式一般分为有效接地方式和非有效接地方式，而非有效接地方式可分为中性点不接地方式、中性点低电阻接地方式、中性点高电阻接地方式和中性点谐振接地方式。其中，不接地方式适用于单相接地故障电容电流小于10A，以架空线路为主的35kV配电网瞬时单相接地故障率占60%～70%，希望瞬时接地故障不动作于跳闸。其特点为：单相接地故障电容电流小于10A，故障点电弧可以自熄，且熄弧后故障点绝缘自行恢复，单相接地不破坏系统对称性，可带故障运行1～2小时，保证供电连续性；此外，该不接地方式的通讯干扰小，适用于网点多、面广、用户复杂的地方，故可大大提高供电的可靠性。

而新能源电站内35kV电缆较多，且电容电流较大，因此多采用低电阻接地方式，以达到快速切除接地故障要求。

但是，低电阻接地方式的新能源电站直接接入不接地方式的35kV配电网，带来了系统中性点接地方式不一致的问题。为解决该问题，现有技术需新增采用电压等级35/35kV、接线组别为YNd的隔离变压器，以及配套的主变保护、主变测控等二次屏柜，存在造价较高、增加人力和设备资源的消耗的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请的整体发明构思为如何提供一种应用于新能源电力系统保护领域，用于构建兼具不接地方式和低电阻接地方式的优点、且无需新增隔离变压器和二次屏柜等设备的新能源电站接地保护系统。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

实施例1：

图1为本申请实施例提供的一种新能源电站接地保护系统的结构示意图。如图1所示，一种新能源电站接地保护系统，包括：接地变中性点设备10、第一电流互感器CT1、电压互感器PT和接地保护装置20。

其中，新能源电站包括若干个线路，若干个线路包括：一个母线L1、一个送出线L2和多个支路L3；支路L3和送出线L2分别与母线L1相连，母线L1上设置有电压互感器PT，送出线L2上设置有第一电流互感器CT1；电压互感器PT和第一电流互感器CT1分别与接地保护装置20相连。

在本申请实施例中，母线L1可以指35kV母线，送出线L2的一侧与母线L1相连，送出线L2的另一侧与35kV配电网相连，或与其他电压值的配电网相连，本申请实施例对接入配电网的具体电压值不作具体限定。

电压互感器PT用于检测母线L1的电压；第一电流互感器CT1用于检测送出线L2的电流。

应理解，母线L1的电压是电压互感器PT采集到的35kV母线的开口三角电压，或称为35kV母线零序电压，可以记为3U0。另外，送出线L2或称为送出线路、35kV送出线路等。第一电流互感器CT1是35kV送出线路上的零序电流互感器，其检测到的送出线L2的电流，或称为送出线零序电流，可以记为3I01。

多个支路L3包括设置有接地变压器T和接地变中性点设备10的接地变支路L31；接地变中性点设备10包括依次连接的隔离开关GL、断路器DL和电阻R；接地变压器T的高压侧连接母线，接地变压器T的中性点依次通过隔离开关GL、断路器DL和电阻R接地。

在本申请实施例中，接地变压器T可以指接线组别为ZNyn型、35kV的接地变压器，该接地变压器T同时也作为站用变压器，或称为接地变兼站用变。在ZNyn型中，Z表示一次绕组为Z型接线，y表示二次侧绕组星型接线，N、n表示引出中性线。另外，上述隔离开关GL或称为隔离刀闸。上述断路器DL可以理解为接地变中性点断路器，或称为35kV接地变压器中性点断路器。该断路器DL的类型可以是真空断路器，也可以指其他类型的断路器，本申请实施例对此并不做具体限定。电阻R为低电阻，或称为35kV接地变压器中性点电阻，本申请实施例对其电阻值不做具体限定。

接地保护装置20用于采集母线L1的电压、送出线L2的电流，进行幅值相位比较，采集断路器DL的合/分闸状态，并判断送出线L2连接的电网侧是否发生接地故障，得到第一判断结果；根据第一判断结果生成对应的分/合闸指令，向断路器DL发出分/合闸指令。

在本申请实施例中，接地保护装置20采集到母线L1的电压的电压之后，可以对母线L1的电压进行阈值比较，其中，预设阈值为Uset，阈值比较可以由接地保护装置20中的一个处理器执行，而运算和幅值相位比较可以由接地保护装置20中的另外一个处理器执行，此外，本申请实施例对接地保护装置20的结构不做具体限定。

断路器DL根据分/合闸指令进行对应的分/合闸操作。

在新能源电站提供的35kV母线的基础上，本申请实施例通过ZNyn型接地变压器，构成接地故障时的零序阻抗网络。接地保护装置20经过判据控制断路器DL，实现接地保护系统在构成低电阻接地方式和不接地方式之间的切换，从而控制接地故障时零序阻抗网络的通断。

在本申请实施例中，接地故障类型包括送出线L2连接的电网侧接地故障（或称为区外单相接地故障）。接地保护装置20可以根据送出线L2连接的电网侧接地故障这一类型的接地故障的判定条件来判定是否发生该类型的故障。其中，送出线L2连接的电网侧接地故障这一类型的接地故障的判定条件是：35kV母线零序电压、、3I01/>预设电流值Iset。

在具体示例中，接地保护装置20可以先对35kV母线零序电压3U0进行阈值比较，后根据阈值比较结果来确定是否进行另外两个条件的判断。即若3U0 Uset，则无需进行另外两个条件的判断即可得知，第一判断结果为：送出线L2连接的电网侧未发生接地故障，且新能源电站也未发生接地故障（即35kV系统无接地故障）。若3U0/> Uset，则接地保护装置20可以继续用于检测、比较35kV母线零序电压和送出线零序电流3I01的相位，得到相位比较结果/>，若该相位比较结果和送出线零序电流3I01均满足送出线L2连接的电网侧接地故障这一类型的接地故障的判定条件，则第一判断结果为送出线L2连接的电网侧发生接地故障。

针对送出线L2连接的电网侧接地故障这一接地故障类型，其对应的控制策略是：接地保护装置20向断路器DL发出分闸指令，以使断路器DL执行分闸指令，处于分闸状态（即跳开断路器DL），进而使新能源电站接地保护系统从低电阻接地方式切换成不接地方式，能够有效防止35kV接地变压器中性点电阻因长期通过电流过热损坏。应理解，分闸指令或称为分闸信号。

不同类型的接地故障有不同的判定条件，并且不同类型的接地故障对应不同的控制策略，实施例1对送出线L2连接的电网侧接地故障这一接地故障类型的判定条件、控制策略进行了详细描述，其他的接地故障类型、接地故障类型的判定条件和控制策略的详细描述见下述实施例3，此处不做赘述。

另外，本申请实施例可以根据故障恢复的判定条件来判定故障是否得以恢复，故障恢复的判定条件是：断路器DL处于分闸状态且3U0 Uset。故障恢复对应的控制策略是：接地保护装置20经延时t后，向断路器DL发出合闸指令，以使断路器DL执行合闸指令，从分闸状态切换至合闸状态。

在本申请实施例中，合闸指令或称为合闸信号。

本申请实施例使用接入35kV配电网的新能源电站接地保护系统，在支路L3和送出线L2接入母线L1的基础上，通过接地保护装置20控制接地变中性点设备10中的断路器DL执行合闸/分闸操作的方式，能够实现对断路器DL所在接地变支路L31上的接地变压器T的中性点是否接地的控制，即实现新能源电站接地保护系统在构成电阻接地方式与不接地方式之间的切换。因此本申请提供的新能源电站接地保护系统能够兼具不接地方式和低电阻接地方式的优点，既满足配电网采用不接地方式带接地故障运行1～2小时、保证供电连续性的要求，又满足新能源电站快速切除接地故障的要求。另外，该系统是新能源电站直接接入配电网的中性点自适应接地系统，无需新增隔离变压器和二次屏柜等设备，能够节省隔离变压器及配套保护、测控装置的资金投入，以及人力和设备资源的消耗。

在上述实施例的基础上，下面结合几个具体的实施例对本申请技术方案进行更详细的描述。

实施例2：

图2为本申请实施例提供的另一种新能源电站接地保护系统的结构示意图。本申请实施例对新能源电站接地保护系统中的接地保护装置的结构进行了细化。

如图2所示，接地保护装置20包括：处理模块U，以及分别与处理模块U相连的模拟量输入采集模块AI、开关量输入采集模块BI和输出模块BO。

应理解，模拟量输入采集模块AI或称为AI插件，开关量输入采集模块BI或称为BI插件，输出模块BO或称为BO插件、开关量输出模块。

其中，模拟量输入采集模块AI包括模拟量输入采集模块的第一接口AI01和模拟量输入采集模块的第十接口AI10；模拟量输入采集模块的第一接口AI01与第一电流互感器CT1相连；模拟量输入采集模块的第十接口AI10与电压互感器PT相连。

在本申请实施例中，模拟量输入采集模块的第一接口AI01是接地保护装置模拟量开入端口，与之类似的，该模拟量输入采集模块AI的其他接口也均为接地保护装置模拟量开入端口。由此可见，模拟量输入采集模块AI用于采集电压互感器PT的电压信号和第一电流互感器CT1的电流信号并转换为小电压信号。

开关量输入采集模块BI包括开关量输入采集模块的第一接口BI01，开关量输入采集模块的第一接口BI01与断路器DL相连，用于采集断路器DL的合/分闸状态。由此可见，开关量输入采集模块BI用于采集断路器DL的分闸位置。

在本申请实施例中，开关量输入采集模块的第一接口BI01、开关量输入采集模块的第二接口BI02均为接地保护装置开关量输入端口。

输出模块BO包括输出模块的第五接口BO05和输出模块的第六接口BO06，其中，输出模块的第五接口BO05与断路器DL的跳闸回路相连，用于输出分闸指令；输出模块的第六接口BO06与断路器DL的合闸回路相连，用于输出合闸指令。

在本申请实施例中，输出模块的第五接口BO05、输出模块的第六接口BO06均为接地保护装置开关量输出端口，与之类似的，该输出模块BO的其他接口也均为接地保护装置开关量输出端口。输出模块BO的作用是用于向断路器DL发送分、合闸指令，和/或，用于向第一断路器DL1、第二断路器DL2、第三断路器DL3、第四断路器DL4中的至少一个发送跳闸指令。

本申请实施例基于上述结构的接地保护装置20，能够实现对断路器DL的分/合闸状态的控制，还能够实现对第一断路器DL1、第二断路器DL2、第三断路器DL3、第四断路器DL4的跳开，以在发生故障时，快速响应，与现有技术相比，节省增设隔离变压器及配套保护、测控设备的资源投入。

一种可能的实现方式中，如图3所示，处理模块U包括并联的第一处理电路U1和第二处理电路U2，输出模块BO包括出口继电器J1和启动继电器J2；其中，出口继电器J1包含第一出口继电器J11、第二出口继电器J12、第三出口继电器J13、第四出口继电器J14、第五出口继电器J15和第六出口继电器J16。第五出口继电器J15为输出模块的第五接口BO05；第六出口继电器J16为输出模块的第六接口BO06。

应理解，接地保护装置20检测到35kV母线零序电压3U0越限这一条件，能够作为接地保护装置通过启动继电器J2开放出口继电器J1的正电源，以使出口继电器J1连接正电源的判据。上述接地保护装置20检测到35kV母线零序电压3U0越限这一条件是指：35kV母线零序电压3U0大于等于预设阈值（即3U0 Uset）。

第一处理电路U1包括依次连接的第一模数转换模块21和第一处理器22，第二处理电路U2包括依次连接的第二模数转换模块23和第二处理器24。

应理解，第一模数转换模块21和第二模数转换模块23均可以指模数转换A/D模块。第一处理器22或称为保护DSP模块，第二处理器24或称为启动DSP模块。

第一模数转换模块21将模拟量输入采集模块AI采集的小电压信号经A/D采样保持转化成数字信号传送至第一处理器22；同理，第二模数转换模块23将模拟量输入采集模块AI采集的小电压信号经A/D采样保持转化成数字信号传送至第二处理器24。

第一处理器22，分别与第一出口继电器J11、第二出口继电器J12、第三出口继电器J13、第四出口继电器J14、第五出口继电器J15和第六出口继电器J16相连。

在本申请实施例中，接地保护装置20还包括电源模块。该电源模块用于提供接地保护装置20所需电源。

第二处理器24用于执行故障检测流程，主要用于进行阈值比较，当检测到至少一个任意类型的接地故障（即所有的接地故障均满足以下条件：3U0 Uset）时，通过启动继电器J2开放出口继电器J1的正电源，以使出口继电器J1连接到正电源。

第一处理器22用于执行保护逻辑计算进程，主要用于运算和幅值相位比较，判定接地故障类型，根据与接地故障类型对应的控制策略生成包含执行主体和指令类型的控制信号，进而通过该控制信号驱动出口继电器J1向断路器DL发送分/合闸指令，和/或，向第一断路器DL1、第二断路器DL2、第三断路器DL3和第四断路器DL4中的至少一个发送保护跳闸信号，以使执行主体执行相应的指令，完成相应的保护动作。不同类型的接地故障有不同的判定条件，并且不同类型的接地故障对应不同的控制策略，所有接地故障类型、接地故障类型的判定条件和控制策略的详细描述见上述实施例1和下述实施例3，此处不做赘述。

一种可能的实现方式中，如图3所示，该接地保护装置20还包括与第一处理器22、第二处理器24均相连的中央处理器25，以及与中央处理器均相连的通信管理模块26、对时模块27和人机交互模块28。

应理解，中央处理器25或称为中央处理器CPU模块，中央处理器25用于实现事件顺序记录（Sequence Of Event，SOE）、录波、打印、对时、为人机交互模块28提供人机交互接口，以及与监控系统（Supervisory Control and Data Acquisition，SCADA）通讯。

也就是说，接地保护装置20通过通信端口将该接地保护装置20的运行信息和事件顺序记录经站控层交换机、远动机上传至监控系统SCADA，以使监控系统SCADA的后台运行人员对新能源电站及新能源电站接地保护系统进行监控。

应理解，对时模块27可以指GPS对时模块。GPS对时模块用于控制数据采集模块（即上述模拟量输入采集模块AI和开关量输入采集模块BI）和保护DSP模块、启动DSP模块的实时同步，使得保护逻辑计算进程和数据采集模块采集的数据在同一时间的进行，同时保证接地保护装置20和监控系统SCADA、调度系统的时间同步。

人机交互模块28用于查询和修改指令，用户通过向该人机交互模块28输入相关设定的方式，能够获取到新能源电站中所有设备的运行状态。

另外，本申请实施例还可以设置分别与接地保护装置20相连的保护信息子站、故障录波装置，其中，接地保护装置20通过通信端口将保护动作对应的故障信息（包括：接地故障类型）等上传至保护信息子站，保护信息子站用于在新能源电站接地保护系统发生保护动作时收集故障信息上传调度系统；接地保护装置20通过开关量输出端口将保护动作的开关量输出至故障录波装置，以使该故障录波装置在参数越限（例如：3U0 Uset、3I01/> Iset等）、开关变位（即至少一个断路器的状态发生改变）、发生保护动作时记录波形。

本申请实施例针对新能源电站接入35kV配电网带来的中性点接地方式不一致问题，提出一种新的接地保护系统：新能源电站接地保护系统，该系统是使用中性点接地方式自适应的接地保护系统，其结合低电阻接地方式和不接地方式的优点，既能满足35kV配电网带接地故障运行1～2小时、保证供电连续性的要求，又能满足新能源电站快速切除接地故障、保证设备安全的要求。

实施例3：

图4为本申请实施例提供的又一种新能源电站接地保护系统的结构示意图。如图4所示，多个支路L3还包括：集电线路L32和SVG线路L33；集电线路L32上设置有第二电流互感器CT2，SVG线路L33上设置有第三电流互感器CT3；接地变支路L31上在接地变压器T与母线L1之间设置有第四电流互感器CT4。集电线路L32的数量可以为一个，也可以为多个，因此本申请实施例对其数量不做具体限定。

第二电流互感器CT2、第三电流互感器CT3和第四电流互感器CT4分别用于检测集电线路L32的电流、SVG线路L33的电流和接地变支路L31的电流。

应理解，第二电流互感器CT2是集电线路L32上的零序电流互感器，其检测到的集电线路L32的电流，或称为35kV集电线路零序电流，可以记为3I02。第三电流互感器CT3是SVG线路L33上的零序电流互感器，其检测到的SVG线路L33的电流，或称为35kV SVG零序电流，可以记为3I03。第四电流互感器CT4是接地变支路L31上的零序电流互感器，其检测到的接地变支路L31的电流，或称为35kV接地变零序电流，可以记为3I04。

在本申请实施例中，接地保护装置20还用于结合送出线零序电流3I01、35kV集电线路零序电流3I02、35kV SVG零序电流3I03、35kV接地变零序电流3I04等，在35kV接地变压器中性点电阻不接地运行时判别是否存在母线L1接地故障、接地变支路L31接地故障、集电线路L32接地故障、SVG线路L33接地故障等其他接地故障类型，具体分析如下：

接地保护装置20在断路器DL处于分闸状态下，对母线L1的电压进行阈值比较，若母线L1的电压大于等于预设阈值，则对母线L1的电压、送出线L2的电流、集电线路L32的电流、SVG线路L33的电流和接地变支路L31的电流进行运算和幅值相位比较，以判断母线L1是否发生接地故障，得到第二判断结果。

在本申请实施例中，接地故障类型包括母线L1接地故障。接地保护装置20可以根据母线L1接地故障这一类型的接地故障的判定条件来判定是否发生该类型的故障。其中，母线L1接地故障这一类型的接地故障的判定条件是：3U0 Uset、/>、、/>、/>、断路器DL处于分闸状态、3I01/>预设电流值Iset、3I02/>预设电流值Iset、3I03/>预设电流值Iset和3I04/>预设电流值Iset。

在具体示例中，接地保护装置20可以先对35kV母线零序电压3U0进行阈值比较，并采集断路器DL的合/分闸状态，后根据阈值比较结果和断路器DL是否处于分闸状态的采集结果来确定是否进行另外八个条件的判断。即若3U0 Uset或断路器DL处于合闸状态，则无需进行另外八个条件的判断即可得知，第二判断结果为：母线L1未发生接地故障。若3U0/> Uset且断路器DL处于分闸状态，则接地保护装置20可以继续用于检测、比较35kV母线零序电压和送出线零序电流3I01、35kV集电线路零序电流3I02、35kV SVG零序电流3I03、35kV接地变零序电流3I04的相位，得到相位比较结果/>、/>、/>和/>，对送出线零序电流3I01、35kV集电线路零序电流3I02、35kV SVG零序电流3I03、35kV接地变零序电流3I04均进行阈值比较；若所有的相位比较结果和所有的阈值比较结果均满足母线L1接地故障这一类型的接地故障的判定条件，则第二判断结果为母线L1发生接地故障。

针对母线L1接地故障这一接地故障类型，其对应的控制策略是：接地保护装置20经延时t后，第一出口继电器J11、第二出口继电器J12、第三出口继电器J13和第四出口继电器J14均动作，分别向第一断路器DL1、第二断路器DL2、第三断路器DL3和第四断路器DL4发送保护跳闸信号（简称为跳闸指令），以使第一断路器DL1、第二断路器DL2、第三断路器DL3和第四断路器DL4都执行跳闸指令，进而切换至分闸状态（即跳开第一断路器DL1、第二断路器DL2、第三断路器DL3和第四断路器DL4），跳开35kV新能源电站中所有支路以隔离故障点。

在本申请实施例中，母线L1接地故障是接地故障类型中的其中一种类型。本申请实施例中的接地故障类型除了包括实施例1中的送出线L2连接电网侧故障和此处的母线L1接地故障，还包括：接地变支路L31接地故障、集电线路L32接地故障、SVG线路L33接地故障等支路故障类型的接地故障。

接地保护装置20在断路器DL处于分闸状态下，对母线L1的电压进行阈值比较，若母线L1的电压大于等于预设阈值，则对母线L1的电压和集电线路L32的电流进行运算和幅值相位比较，以判断集电线路L32是否发生接地故障，得到第三判断结果。

在本申请实施例中，接地故障类型包括支路故障，而支路故障包括接地变支路L31接地故障、集电线路L32接地故障、SVG线路L33接地故障。针对集电线路L32接地故障，接地保护装置20可以根据集电线路L32接地故障这一类型的接地故障的判定条件来判定是否发生该类型的故障。其中，集电线路L32接地故障这一类型的接地故障的判定条件是：3U0 Uset、/>、断路器DL处于分闸状态、3I02/>预设电流值Iset。

在具体示例中，接地保护装置20可以先对35kV母线零序电压3U0进行阈值比较，并采集断路器DL的合/分闸状态，后根据阈值比较结果和断路器DL是否处于分闸状态的采集结果来确定是否进行另外两个条件的判断。即若3U0 Uset或断路器DL处于合闸状态，则无需进行另外两个条件的判断即可得知，第三判断结果为：集电线路L32未发生接地故障。若3U0/> Uset且断路器DL处于分闸状态，则接地保护装置20可以继续用于检测、比较35kV母线零序电压和35kV集电线路零序电流3I02的相位，得到相位比较结果/>，对35kV集电线路零序电流3I02进行阈值比较；若相位比较结果和阈值比较结果均满足集电线路L32接地故障这一类型的接地故障的判定条件，则第三判断结果为集电线路L32发生接地故障。

针对集电线路L32接地故障这一接地故障类型，其对应的控制策略是：接地保护装置20经延时t后第二出口继电器J12动作，向第二断路器DL2发送保护跳闸信号，以使第二断路器DL2执行跳闸指令，进而切换至分闸状态（即跳开第二断路器DL2），跳开故障线路以隔离故障点。

接地保护装置20在断路器DL处于分闸状态下，对母线L1的电压进行阈值比较，若母线L1的电压大于等于预设阈值，则对母线L1的电压和SVG线路L33的电流进行运算和幅值相位比较，以判断SVG线路L33是否发生接地故障，得到第四判断结果。

在本申请实施例中，接地故障类型包括支路故障，而支路故障包括接地变支路L31接地故障、集电线路L32接地故障、SVG线路L33接地故障。针对SVG线路L33接地故障，接地保护装置20可以根据SVG线路L33接地故障这一类型的接地故障的判定条件来判定是否发生该类型的故障。其中，SVG线路L33接地故障这一类型的接地故障的判定条件是：3U0 Uset、、断路器DL处于分闸状态、3I03/>预设电流值Iset。

在具体示例中，接地保护装置20可以先对35kV母线零序电压3U0进行阈值比较，并采集断路器DL的合/分闸状态，后根据阈值比较结果和断路器DL是否处于分闸状态的采集结果来确定是否进行另外两个条件的判断。即若3U0 Uset或断路器DL处于合闸状态，则无需进行另外两个条件的判断即可得知，第四判断结果为：SVG线路L33未发生接地故障。若3U0/> Uset且断路器DL处于分闸状态，则接地保护装置20可以继续用于检测、比较35kV母线零序电压和35kV SVG零序电流3I03的相位，得到相位比较结果/>，对35kV SVG零序电流3I03进行阈值比较；若相位比较结果和阈值比较结果均满足SVG线路L33接地故障这一类型的接地故障的判定条件，则第四判断结果为SVG线路L33发生接地故障。

针对SVG线路L33接地故障这一接地故障类型，其对应的控制策略是：接地保护装置20经延时t后第三出口继电器J13动作，向第三断路器DL3发送保护跳闸信号，以使第三断路器DL3执行跳闸指令，进而切换至分闸状态（即跳开第三断路器DL3），跳开故障线路以隔离故障点。

接地保护装置20在断路器DL处于分闸状态下，对母线L1的电压进行阈值比较，若母线L1的电压大于等于预设阈值，则对母线L1的电压和接地变支路L31的电流进行运算和幅值相位比较，以判断接地变支路L31是否发生接地故障，得到第五判断结果。

在本申请实施例中，接地故障类型包括支路故障，而支路故障包括接地变支路L31接地故障、集电线路L32接地故障、SVG线路L33接地故障。针对接地变支路L31接地故障，接地保护装置20可以根据接地变支路L31接地故障这一类型的接地故障的判定条件来判定是否发生该类型的故障。其中，接地变支路L31这一类型的接地故障的判定条件是：3U0 Uset、/>、断路器DL处于分闸状态、3I04/>预设电流值Iset。

在具体示例中，接地保护装置20可以先对35kV母线零序电压3U0进行阈值比较，并采集断路器DL的合/分闸状态，后根据阈值比较结果和断路器DL是否处于分闸状态的采集结果来确定是否进行另外两个条件的判断。即若3U0 Uset或断路器DL处于合闸状态，则无需进行另外两个条件的判断即可得知，第五判断结果为：接地变支路L31未发生接地故障。若3U0/> Uset且断路器DL处于分闸状态，则接地保护装置20可以继续用于检测、比较35kV母线零序电压和35kV接地变零序电流3I04的相位，得到相位比较结果/>，对35kV接地变零序电流3I04进行阈值比较；若相位比较结果和阈值比较结果均满足接地变支路L31接地故障这一类型的接地故障的判定条件，则第五判断结果为接地变支路L31发生接地故障。

针对接地变支路L31接地故障这一接地故障类型，其对应的控制策略是：接地保护装置20经延时t后第四出口继电器J14动作，向第四断路器DL4发送保护跳闸信号，以使第四断路器DL4执行跳闸指令，进而切换至分闸状态（即跳开第四断路器DL4），跳开故障线路以隔离故障点。

本申请实施例能够在各支路发生接地故障时，均能够准确、有效地识别到故障支路，进而提高系统的安全性。

一种可能的实现方式中，如图4所示，模拟量输入采集模块AI还包括：模拟量输入采集模块的第二接口AI02、模拟量输入采集模块的第三接口AI03和模拟量输入采集模块的第四接口AI04，其中：模拟量输入采集模块的第二接口AI02与第二电流互感器CT2相连。模拟量输入采集模块的第三接口AI03与第三电流互感器CT3相连。模拟量输入采集模块的第四接口AI04与第四电流互感器CT4相连。

模拟量输入采集模块AI除了用于采集电压互感器PT的电压信号和第一电流互感器CT1的电流信号并转换为对应的小电压信号，还用于采集第二电流互感器CT2、第三电流互感器CT3和第四电流互感器CT4的电流信号并转换为对应的小电压信号。

本申请实施例在模拟量输入采集模块AI中，为每一个电流互感器、电压互感器提供对应的接口，以实现对电流、电压进行采集，能够为准确识别故障类型、故障线路提供数据支撑。

一种可能的实现方式中，结合图1~图4可知，输出模块BO还包括输出模块的第一接口BO01、输出模块的第二接口BO02、输出模块的第三接口BO03和输出模块的第四接口BO04。其中，输出模块的第一接口BO01为第一出口继电器J11；输出模块的第二接口BO02为第二出口继电器J12；输出模块的第三接口BO03为第三出口继电器J13；输出模块的第四接口BO04为第四出口继电器J14。

送出线L2上还设置有位于第一电流互感器CT1和母线L1之间的第一断路器DL1；第一断路器DL1的跳闸回路与输出模块的第一接口BO01相连。

集电线路L32上还设置有位于第二电流互感器CT2与母线L1之间的第二断路器DL2；第二断路器DL2的跳闸回路与输出模块的第二接口BO02相连。

SVG线路L33上还设置有位于第三电流互感器CT3与母线L1之间的第三断路器DL3；第三断路器DL3的跳闸回路与输出模块的第三接口BO03相连。

接地变支路L31上还设置有位于第四电流互感器CT4与母线L1之间的第四断路器DL4；第四断路器DL4的跳闸回路与输出模块的第四接口BO04相连。

处理模块U，用于在第二判断结果为母线L1发生接地故障时，分别通过输出模块的第一接口BO01、输出模块的第二接口BO02、输出模块的第三接口BO03和输出模块的第四接口BO04向第一断路器DL1、第二断路器DL2、第三断路器DL3和第四断路器DL4发送保护跳闸信号。该部分技术方案是针对母线L1接地故障这一接地故障类型的控制策略的详细描述。

处理模块U，还用于在第三判断结果为集电线路L32发生接地故障时，通过输出模块的第二接口BO02向第二断路器DL2发送保护跳闸信号。

该保护跳闸信号或称为分闸指令。该部分技术方案是针对集电线路L32接地故障这一接地故障类型的控制策略的详细描述。

处理模块U，还用于在第四判断结果为SVG线路L33发生接地故障时，通过输出模块的第三接口BO03向第三断路器DL3发送保护跳闸信号。该部分技术方案是针对SVG线路L33接地故障这一接地故障类型的控制策略的详细描述。

处理模块U，还用于在第五判断结果为接地变支路L31发生接地故障时，通过输出模块的第四接口BO04向第四断路器DL4发送保护跳闸信号。该部分技术方案是针对接地变支路L31接地故障这一接地故障类型的控制策略的详细描述。

由此可见，输出模块BO除了用于向断路器DL发送分、合闸指令之外，还用于向第一断路器DL1、第二断路器DL2、第三断路器DL3和第四断路器DL4中的至少一个发送保护跳闸信号。

本申请实施例在输出模块BO中，为每一个断路器提供对应的接口，以实现控制策略的精准实施，能够为隔离故障点保障系统安全提供支撑。

一种可能的实现方式中，如图4所示，该系统还包括设置在电阻R与地之间的第五电流互感器CT5、电阻R所在的电阻室内的温控开关TJ。

应理解，由于开关量包括开入量和开出量，是数字信号，只有0和1两种状态，分别表示继电器接点断开和闭合，因此，温控开关TJ可以理解为35kV接地变压器电阻柜内的温控器超温接点，其在超过预设温度阈值之后由断开状态切换为闭合状态。

如图5所示，电阻室300、变压器室100和操作电器室200构成35kV接地变压器电阻柜（简称为接地变压器电阻柜）。其中，电阻室300内安装有电阻R、第五电流互感器CT5和温控开关TJ。该温控开关TJ可以安装于电阻室300的柜体上。变压器室100内安装有接地变压器T。此外，操作电器室200内安装有上述隔离开关GL、断路器DL。

操作电器室200内还安装有断路器DL的合闸指示灯和分闸指示灯，分别用于进行合闸指示和分闸指示；操作电器室200内还安装有断路器DL的合闸按钮和分闸按钮，便于用户人工操作；操作电器室200内还安装有隔离开关GL的操作把手，用于隔离开关GL的分、合闸操作。应理解，该操作电器室200或称为开关室。

需要注意的是，除了接地变支路L31上有相应的支路综合保护测控装置之外，集电线路L32和SVG线路L33上均存在相应的支路综合保护测控装置。

模拟量输入采集模块AI还包括模拟量输入采集模块的第五接口AI05，模拟量输入采集模块的第五接口AI05与第五电流互感器CT5相连。

第五电流互感器CT5用于检测电阻R的电流。第五电流互感器CT5是接地变中性点的电流互感器，其检测到的接地变中性点的电流可以记为3I05。

开关量输入采集模块的第二接口BI02与温控开关TJ相连，用于采集温控开关TJ的状态。由此可见，开关量输入采集模块BI除了用于采集断路器DL的分闸位置，还用于采集温控开关TJ的开关量信号。

处理模块U用于在温控开关TJ处于闭合状态下，根据电阻R的电流计算电阻R的累积热量，在电阻R的累积热量大于等于预设热量阈值的情况下，通过输出模块的第五接口BO05向断路器DL发送分闸指令，并经过预设时间段的延迟，通过输出模块的第四接口BO04向第四断路器DL4发送保护跳闸信号。

本申请实施例除了设置有：送出线L2故障、母线L1接地故障、接地变支路L31接地故障、集电线路L32接地故障、SVG线路L33等接地故障类型，还设置有：执行故障（即因断路器DL拒动产生的故障）。针对执行故障，其判定条件是：3U0 Uset、/>且温控开关TJ处于闭合状态。其控制策略是：第五出口继电器J15动作，再次向断路器DL发送分闸指令；并经过延时t第六出口继电器J16动作，向第四断路器DL4发送保护跳闸信号。

本申请实施例针对各种情形，均能够实现接地保护系统在构成电阻接地方式与不接地方式之间的切换。因此本申请提供的新能源电站接地保护系统能够兼具不接地方式和低电阻接地方式的优点，既满足配电网采用不接地方式带接地故障运行1～2小时、保证供电连续性的要求，又满足新能源电站快速切除接地故障的要求。

通过图4可知，本申请实施例提供的一种接入35kV配电网的新能源电站接地保护系统，在新能源电站提供的35kV母线上引接一台接地变压器T，该接地变压器T的中性点依次经过隔离开关GL、断路器DL、电阻R接地，电阻R接地端安装有第五电流互感器CT5。35kV母线上的电压互感器PT检测到的35kV母线零序电压3U0与模拟量输入采集模块的第十接口AI10连接，送出线零序电流3I01与模拟量输入采集模块的第一接口AI01连接，35kV集电线路零序电流3I02与模拟量输入采集模块的第二接口AI02连接，35kV SVG零序电流3I03与模拟量输入采集模块的第三接口AI03连接，35kV接地变零序电流3I04与模拟量输入采集模块的第四接口AI04连接，接地变中性点的电流3I05与模拟量输入采集模块的第五接口AI05连接。位于送出线L2上的第一断路器DL1的跳闸回路与输出模块的第一接口BO01连接，位于集电线路L32上的第二断路器DL2的跳闸回路与输出模块的第二接口BO02连接，位于SVG线路L33上的第三断路器DL3的跳闸回路与输出模块的第三接口BO03连接，位于接地变支路L31上的第四断路器DL4的跳闸回路与输出模块的第四接口BO04连接，断路器DL的跳闸回路与输出模块的第五接口BO05连接，断路器DL的合闸回路与输出模块的第六接口BO06连接，断路器DL的分闸位置与开关量输入采集模块的第一接口BI01连接，温控开关TJ与开关量输入采集模块的第二接口BI02连接。

实施例4：

图6为本申请实施例提供的新能源电站接地保护方法的流程示意图。如图6所示，本实施例的方法，应用于实施例1~实施例3任一实施例提供的新能源电站接地保护系统，本实施例的方法包括以下步骤：

S10、电压互感器用于检测母线的电压，并将母线的电压发送至接地保护装置，第一电流互感器用于检测送出线的电流，并将送出线的电流发送至接地保护装置。

S20、接地保护装置用于采集母线的电压、送出线的电流，进行幅值相位比较，采集断路器的合/分闸状态，并判断送出线连接的电网侧是否发生接地故障，得到第一判断结果；根据第一判断结果生成对应的分/合闸指令，向断路器发出分/合闸指令。

S30、断路器根据分/合闸指令进行对应的分/合闸操作。

本申请实施例按照场景的变化，对该方法进行如下分析：

（1）正常运行时，35kV配电网的中性点不接地运行，而接入35kV配电网的新能源电站中性点经低电阻接地运行。

（2）如果新能源电站在正常运行的过程中发生区内单相接地故障（区外指送出线连接的35kV配电网），那么由于新能源电站中性点经低电阻接地运行，因此其零序电流较大。

当故障点送出线上时，送出线线路差动保护动作以切除故障；当故障点在新能源电站内的35kV母线上时，35kV母线差动保护动作以切除故障；当故障点发生在新能源电站内的集电线路、SVG线路、接地变支路上时，相应的支路综合保护测控装置执行动作，以切除故障；此外，接地变零序保护能够作为集电线路接地故障、SVG线路接地故障的远后备保护。

（3）如果新能源电站在正常运行的过程中发生区外单相接地故障，那么由于新能源电站中性点经低电阻接地运行，零序电流较大，便于35kV配电网精确故障选线。并且通过检测、比较35kV母线零序电压3U0和送出线零序电流3I01相位，接地保护装置向断路器DL发送分闸信号，以跳开断路器DL，新能源电站由低电阻接地方式切换至不接地方式。

为防止断路器DL拒动，35kV接地变压器中性点电阻因长期通过电流过热损坏，接地保护装置检测温控开关TJ的闭合状态、接地变中性点的电流3I05，进行热累积计算，如果出现拒动情况，则瞬时再次动作于断路器DL跳闸，并经延时t动作于第四断路器DL4，以使第四断路器DL4跳闸，以使新能源电站低电阻在运行安全性上得到双重保障。

（4）如果新能源电站在发生区外单相接地故障期间，同时发生区内同名相单相接地故障，那么由于新能源电站中性点不接地运行，因此故障电流为系统电容电流，且故障电流在区外和区内故障接地点进行分流，区内故障支路零序电压、零序电流通过幅值相位比较，能够确定比较结果满足动作条件，接地保护装置动作发送故障支路对应的保护跳闸信号，以跳开故障支路隔离故障点。例如，当区内同名相单相接地故障的故障点在新能源电站35kV母线、集电线路、SVG线路、接地变支路上时，接地保护装置动作以切除故障。

新能源电站在发生区外单相接地故障期间，同时发生区内异名相单相接地故障，相当于两相短路接地，可由相应支路综合保护测控装置执行过流保护动作，以切除故障，同时接地保护装置作为后备保护设备，也可以动作切除故障。

（5）如果新能源电站在发生区外单相接地故障之后，经过一段之间得以恢复，此时35kV母线零序电压3U0越限返回，那么接地保护装置经延时t发送合闸命令至断路器DL，能够使新能源电站由不接地方式切换至低电阻接地方式。

综上，本申请实施例通过零序电压、零序电流比幅比相进行区外、区内的故障判别，根据35kV母线零序电压3U0越限动作、返回判别区外故障发生/消除，进行断路器DL分闸/合闸操作，实现新能源电站中性点接地方式的自动切换；本实施例在区外故障期间发生区内故障时，能够通过零序电压、零序电流比幅比相，进而提高选线跳闸的准确性。本实施例的有益效果是：（1）能够兼具不接地方式与低电阻接地方式的优点，构建新能源电站接入配电网的中性点自适应接地系统；（2）节省增设隔离变压器及配套保护、测控设备的资源投入。

本实施例提供的新能源电站接地保护方法，其实现原理和技术效果与上述系统实施例提供的新能源电站接地保护系统类似，此处不做赘述。

需要说明的是，本申请所涉及的用户信息和数据（包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等），均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，并且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准，并提供有相应的操作入口，供用户选择授权或者拒绝。也就是说，本申请的技术方案中，所涉及的用户个人信息的收集、存储、使用、加工、传输、提供和公开等处理，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。

根据本申请的实施例，本申请还提供了一种电子设备和一种可读存储介质。

图7为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。该电子设备包括接收器70、发送器71、至少一个处理器72和存储器73，由上述部件构成的该电子设备可以用来实施本申请上述几个具体的实施例，此处不再赘述。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行计算机执行指令时，实现上述实施例中方法中的各个步骤。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中方法中的各个步骤。

本申请以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上系统的系统（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本申请公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新能源电站接地保护系统，其特征在于，包括：接地变中性点设备（10）、第一电流互感器（CT1）、电压互感器（PT）和接地保护装置（20）；

其中，新能源电站包括若干个线路，若干个所述线路包括：一个母线（L1）、一个送出线（L2）和多个支路（L3）；所述支路（L3）和所述送出线（L2）分别与所述母线（L1）相连，所述母线（L1）上设置有所述电压互感器（PT），所述送出线（L2）上设置有所述第一电流互感器（CT1）；所述电压互感器（PT）和所述第一电流互感器（CT1）分别与所述接地保护装置（20）相连；

所述电压互感器（PT）用于检测所述母线（L1）的电压；所述第一电流互感器（CT1）用于检测所述送出线（L2）的电流；

所述多个支路（L3）包括设置有接地变压器（T）和所述接地变中性点设备（10）的接地变支路（L31）；所述接地变中性点设备（10）包括依次连接的隔离开关（GL）、断路器（DL）和电阻（R）；所述接地变压器（T）的高压侧连接所述母线（L1），所述接地变压器（T）的中性点依次通过所述隔离开关（GL）、所述断路器（DL）和所述电阻（R）接地；

所述接地保护装置（20）用于采集所述母线（L1）的电压、所述送出线（L2）的电流，进行幅值相位比较，采集所述断路器（DL）的合/分闸状态，并判断所述送出线（L2）连接的电网侧是否发生接地故障，得到第一判断结果；根据所述第一判断结果生成对应的分/合闸指令，向所述断路器（DL）发出分/合闸指令；

所述断路器（DL）根据所述分/合闸指令进行对应的分/合闸操作；

所述接地保护装置（20）包括：处理模块（U），以及分别与所述处理模块（U）相连的模拟量输入采集模块（AI）、开关量输入采集模块（BI）和输出模块（BO）；

其中，所述模拟量输入采集模块（AI）包括模拟量输入采集模块的第一接口（AI01）和模拟量输入采集模块的第十接口（AI10）；所述模拟量输入采集模块的第一接口（AI01）与所述第一电流互感器（CT1）相连；所述模拟量输入采集模块的第十接口（AI10）与所述电压互感器（PT）相连；

所述开关量输入采集模块（BI）包括开关量输入采集模块的第一接口（BI01），所述开关量输入采集模块的第一接口（BI01）与所述断路器（DL）相连，用于采集所述断路器（DL）的合/分闸状态；

所述输出模块（BO）包括输出模块的第五接口（BO05）和输出模块的第六接口（BO06），其中，所述输出模块的第五接口（BO05）与所述断路器（DL）的跳闸回路相连，用于输出分闸指令；所述输出模块的第六接口（BO06）与所述断路器（DL）的合闸回路相连，用于输出合闸指令；

所述处理模块（U）包括并联的第一处理电路（U1）和第二处理电路（U2），所述输出模块（BO）包括出口继电器（J1）和启动继电器（J2）；其中，所述出口继电器（J1）包含第一出口继电器（J11）、第二出口继电器（J12）、第三出口继电器（J13）、第四出口继电器（J14）、第五出口继电器（J15）和第六出口继电器（J16）；所述第五出口继电器（J15）为所述输出模块的第五接口（BO05）；所述第六出口继电器（J16）为所述输出模块的第六接口（BO06）；

第一处理电路（U1）包括依次连接的第一模数转换模块（21）和第一处理器（22），所述第二处理电路（U2）包括依次连接的第二模数转换模块（23）和第二处理器（24）；

所述第一处理器（22），分别与所述第一出口继电器（J11）、所述第二出口继电器（J12）、所述第三出口继电器（J13）、所述第四出口继电器（J14）、所述第五出口继电器（J15）和所述第六出口继电器（J16）相连；所述第二处理器（24）与所述启动继电器（J2）相连；

所述启动继电器（J2）控制所述出口继电器（J1）正电源是否开放；

所述多个支路（L3）还包括：集电线路（L32）和SVG线路（L33）；所述集电线路（L32）上设置有第二电流互感器（CT2），所述SVG线路（L33）上设置有第三电流互感器（CT3）；所述接地变支路（L31）上在所述接地变压器（T）与所述母线（L1）之间设置有第四电流互感器（CT4）；

所述第二电流互感器（CT2）、所述第三电流互感器（CT3）和所述第四电流互感器（CT4）分别用于检测所述集电线路（L32）的电流、所述SVG线路（L33）的电流和所述接地变支路（L31）的电流；

所述接地保护装置（20）在所述断路器（DL）处于分闸状态下，对所述母线（L1）的电压进行阈值比较，若所述母线（L1）的电压大于等于预设阈值，则对所述母线（L1）的电压、所述送出线（L2）的电流、所述集电线路（L32）的电流、所述SVG线路（L33）的电流和所述接地变支路（L31）的电流进行运算和幅值相位比较，以判断所述母线（L1）是否发生接地故障，得到第二判断结果；

所述接地保护装置（20）在所述断路器（DL）处于分闸状态下，对所述母线（L1）的电压进行阈值比较，若所述母线（L1）的电压大于等于所述预设阈值，则对所述母线（L1）的电压和所述集电线路（L32）的电流进行运算和幅值相位比较，以判断所述集电线路（L32）是否发生接地故障，得到第三判断结果；

所述接地保护装置（20）在所述断路器（DL）处于分闸状态下，对所述母线（L1）的电压进行阈值比较，若所述母线（L1）的电压大于等于所述预设阈值，则对所述母线（L1）的电压和所述SVG线路（L33）的电流进行运算和幅值相位比较，以判断所述SVG线路（L33）是否发生接地故障，得到第四判断结果；

所述接地保护装置（20）在所述断路器（DL）处于分闸状态下，对所述母线（L1）的电压进行阈值比较，若所述母线（L1）的电压大于等于所述预设阈值，则对所述母线（L1）的电压和所述接地变支路（L31）的电流进行运算和幅值相位比较，以判断所述接地变支路（L31）是否发生接地故障，得到第五判断结果。

2.根据权利要求1所述的新能源电站接地保护系统，其特征在于，所述模拟量输入采集模块（AI）还包括：模拟量输入采集模块的第二接口（AI02）、模拟量输入采集模块的第三接口（AI03）和模拟量输入采集模块的第四接口（AI04），其中：

所述模拟量输入采集模块的第二接口（AI02）与所述第二电流互感器（CT2）相连；

所述模拟量输入采集模块的第三接口（AI03）与所述第三电流互感器（CT3）相连；

所述模拟量输入采集模块的第四接口（AI04）与所述第四电流互感器（CT4）相连。

3.根据权利要求1所述的新能源电站接地保护系统，其特征在于，所述输出模块（BO）还包括输出模块的第一接口（BO01）、输出模块的第二接口（BO02）、输出模块的第三接口（BO03）和输出模块的第四接口（BO04）；其中，所述输出模块的第一接口（BO01）为第一出口继电器（J11）；所述输出模块的第二接口（BO02）为第二出口继电器（J12）；所述输出模块的第三接口（BO03）为第三出口继电器（J13）；所述输出模块的第四接口（BO04）为第四出口继电器（J14）；

所述送出线（L2）上还设置有位于所述第一电流互感器（CT1）和所述母线（L1）之间的第一断路器（DL1）；所述第一断路器（DL1）的跳闸回路与所述输出模块的第一接口（BO01）相连；

所述集电线路（L32）上还设置有位于所述第二电流互感器（CT2）与所述母线（L1）之间的第二断路器（DL2）；所述第二断路器（DL2）的跳闸回路与所述输出模块的第二接口（BO02）相连；

所述SVG线路（L33）上还设置有位于所述第三电流互感器（CT3）与所述母线（L1）之间的第三断路器（DL3）；所述第三断路器（DL3）的跳闸回路与所述输出模块的第三接口（BO03）相连；

所述接地变支路（L31）上还设置有位于所述第四电流互感器（CT4）与所述母线（L1）之间的第四断路器（DL4）；所述第四断路器（DL4）的跳闸回路与所述输出模块的第四接口（BO04）相连；

所述处理模块（U），用于在所述第二判断结果为所述母线（L1）发生接地故障时，分别通过所述输出模块的第一接口（BO01）、所述输出模块的第二接口（BO02）、所述输出模块的第三接口（BO03）和所述输出模块的第四接口（BO04）向所述第一断路器（DL1）、所述第二断路器（DL2）、所述第三断路器（DL3）和所述第四断路器（DL4）发送保护跳闸信号；

所述处理模块（U），还用于在所述第三判断结果为所述集电线路（L32）发生接地故障时，通过所述输出模块的第二接口（BO02）向所述第二断路器（DL2）发送保护跳闸信号；

所述处理模块（U），还用于在所述第四判断结果为所述SVG线路（L33）发生接地故障时，通过所述输出模块的第三接口（BO03）向所述第三断路器（DL3）发送保护跳闸信号；

所述处理模块（U），还用于在所述第五判断结果为所述接地变支路（L31）发生接地故障时，通过所述输出模块的第四接口（BO04）向所述第四断路器（DL4）发送保护跳闸信号。

4.根据权利要求3所述的新能源电站接地保护系统，其特征在于，所述系统还包括设置在所述电阻（R）与地之间的第五电流互感器（CT5）、所述电阻（R）所在的电阻室内的温控开关（TJ）；

所述模拟量输入采集模块（AI）还包括模拟量输入采集模块的第五接口（AI05），所述模拟量输入采集模块的第五接口（AI05）与所述第五电流互感器（CT5）相连；

所述第五电流互感器（CT5）用于检测电阻（R）的电流；

所述开关量输入采集模块的第二接口（BI02）与所述温控开关（TJ）相连，用于采集所述温控开关（TJ）的状态；

所述处理模块（U）用于在所述温控开关（TJ）处于闭合状态下，根据所述电阻（R）的电流计算所述电阻（R）的累积热量，在所述电阻（R）的累积热量大于等于预设热量阈值的情况下，通过所述输出模块的第五接口（BO05）向所述断路器（DL）发送分闸指令，并经过预设时间段的延迟，通过所述输出模块的第四接口（BO04）向所述第四断路器（DL4）发送保护跳闸信号。

5.一种新能源电站接地保护方法，其特征在于，应用于如权利要求1至4任一项所述的新能源电站接地保护系统，包括：

电压互感器用于检测母线的电压，并将所述母线的电压发送至接地保护装置，第一电流互感器用于检测送出线的电流，并将所述送出线的电流发送至接地保护装置；

所述接地保护装置用于采集所述母线的电压、所述送出线的电流，进行幅值相位比较，采集断路器的合/分闸状态，并判断所述送出线连接的电网侧是否发生接地故障，得到第一判断结果；根据所述第一判断结果生成对应的分/合闸指令，向断路器发出分/合闸指令；

所述断路器根据所述分/合闸指令进行对应的分/合闸操作。

6.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器和存储器；

所述存储器存储计算机执行指令；

所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如权利要求5所述的新能源电站接地保护方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求5所述的新能源电站接地保护方法。