CN219740033U - 一种储能系统交流侧的上电控制回路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种储能系统交流侧的上电控制回路，包括市电断路器、进线断路器、预充接触器、时间继电器和隔离变压器；进线断路器、所预充接触器和时间继电器均位于配电柜内；市电断路器、进线断路器和隔离变压器依次串联，且市电断路器远离进线断路器的一端连接市电交流母线，隔离变压器的输出端经储能变流器与电池柜相连；预充接触器并联于进线断路器的两端，形成预充回路，且时间继电器的延时断开触点串联于预充回路中。本实用新型在外部市电开关电流配置偏小时，通过在储能系统交流侧采用预充回路，解决因系统上电而导致外部市电开关频繁跳闸的情况，保障储能系统的正常运行，同时增加时间继电器控制，提高了预充回路的可靠性和安全性。

Description

一种储能系统交流侧的上电控制回路

技术领域

本实用新型涉及储能系统技术领域，具体涉及一种储能系统交流侧的上电控制回路。

背景技术

随着社会企业的快速发展，企业对供电的需求量和要求日益增大，但是能源紧缺的时代，新能源储能系统逐渐成为了企业应急供电的新型方式。

企业在后期增加储能作为应急电源时，储能并网侧接在原有市电配电系统上，这样可能会存在并网侧的配电开关配置较小的问题，此时在储能系统交流侧上电时，会出现启动涌流较大导致配电开关跳闸的情况，这样会导致系统无法上电，降低系统的可靠性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种储能系统交流侧的上电控制回路，以解决在市电配电电源开关配置较小无法满足储能系统交流侧上电时出现的启动涌流而导致跳闸的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种储能系统交流侧的上电控制回路，包括市电断路器、进线断路器、预充接触器、时间继电器和隔离变压器；

所述进线断路器、所预充接触器和所述时间继电器均位于配电柜内；

所述市电断路器、所述进线断路器和所述隔离变压器依次串联，且所述市电断路器远离所述进线断路器的一端连接市电交流母线，所述隔离变压器的输出端经储能变流器与电池柜相连；

所述预充接触器并联于所述进线断路器的两端，形成预充回路，且所述时间继电器的延时断开触点串联于所述预充回路中。

进一步地，还包括第一电阻；

所述第一电阻串联于所述预充回路中。

进一步地，所述第一电阻的规格为150W/5Ω。

进一步地，还包括EMS控制器；

所述EMS控制器与所述市电断路器、所述进线断路器、所述预充接触器和所述时间继电器控制连接。

进一步地，所述进线断路器为可电动操作的塑壳断路器。

进一步地，所述预充接触器为四极交流接触器。

进一步地，所述时间继电器为数字式低压时间继电器。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供一种储能系统交流侧的上电控制回路，将与市电交流母线连接的市电断路器(市电开关)与储能系统配电柜内的进线断路器(进线开关)串联，进线断路器另一端再与用于将电池系统与市电交流系统进行电气隔离的隔离变压器相连，然后在储能柜内的进线断路器两端又并联一路由预充接触器和时间继电器的延时断开触点串联的预充回路，从而能够在市电断路器闭合、储能系统需要上电时，先将预充回路的预充接触器闭合，先由预充回路将市电输送给隔离变压器进行预充磁，然后再闭合进线断路器，并在时间继电器的作用下延迟断开预充回路中的延时断开触点，使得预充回路断开，从而整个上电过程稳定且可靠地完成，即能在外部市电开关电流配置偏小的情况下，通过在储能系统交流侧采用预充回路，解决因系统上电而导致外部市电开关频繁跳闸的情况，保障了储能系统的正常运行，降低了储能系统中各设备运行的损坏风险，同时增加时间继电器控制，提高了预充回路的可靠性和安全性。

附图说明

图1为现有储能系统的架构图；

图2为本实用新型实施例的一种储能系统交流侧的上电控制回路的一次架构原理图；

图3为本实用新型实施例的一种储能系统交流侧的上电控制回路的二次控制原理图。

标号说明：

QF、市电断路器；QF1、进线断路器；KM、预充接触器；KT、时间继电器；KT’、延时断开触点；R、第一电阻；T、隔离变压器；PCS、储能变流器。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图3，一种储能系统交流侧的上电控制回路，包括市电断路器、进线断路器、预充接触器、时间继电器和隔离变压器；

所述进线断路器、所预充接触器和所述时间继电器均位于配电柜内；

所述市电断路器、所述进线断路器和所述隔离变压器依次串联，且所述市电断路器远离所述进线断路器的一端连接市电交流母线，所述隔离变压器的输出端经储能变流器与电池柜相连；

所述预充接触器并联于所述进线断路器的两端，形成预充回路，且所述时间继电器的延时断开触点串联于所述预充回路中。

由上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：将与市电交流母线连接的市电断路器(市电开关)与储能系统配电柜内的进线断路器(进线开关)串联，进线断路器另一端再与用于将电池系统与市电交流系统进行电气隔离的隔离变压器相连，然后在储能柜内的进线断路器两端又并联一路由预充接触器和时间继电器的延时断开触点串联的预充回路，从而能够在市电断路器闭合、储能系统需要上电时，先将预充回路的预充接触器闭合，先由预充回路将市电输送给隔离变压器进行预充磁，然后再闭合进线断路器，并在时间继电器的作用下延迟断开预充回路中的延时断开触点，使得预充回路断开，从而整个上电过程稳定且可靠地完成，即能在外部市电开关电流配置偏小的情况下，通过在储能系统交流侧采用预充回路，解决因系统上电而导致外部市电开关频繁跳闸的情况，保障了储能系统的正常运行，降低了储能系统中各设备运行的损坏风险，同时增加时间继电器控制，提高了预充回路的可靠性和安全性。

进一步地，还包括第一电阻；

所述第一电阻串联于所述预充回路中。

进一步地，所述第一电阻的规格为150W/5Ω。

由上述描述可知，预充回路中增加串联一第一电阻，进一步提高预充回路的可靠性和安全性。

进一步地，还包括EMS控制器；

所述EMS控制器与所述市电断路器、所述进线断路器、所述预充接触器和所述时间继电器控制连接。

由上述描述可知，通过EMS控制器实现对各个断路器开关、接触器和继电器的控制，进一步提高储能系统交流侧上电过程的可靠性和安全性。

进一步地，所述进线断路器为可电动操作的塑壳断路器。

进一步地，所述预充接触器为四极交流接触器。

进一步地，所述时间继电器为数字式低压时间继电器。

由上述描述可知，进线断路器采用可电动操作的塑壳断路器、预充接触器采用四极交流接触器以及时间继电器采用数字式低压时间继电器，可进一步提高储能系统交流侧上电过程的可靠性和安全性。

本实用新型的一种储能系统交流侧的上电控制回路，用于市政企业增加储能作为应急电源、将储能系统并网接入原有市电配电系统的场景中，以下结合具体实施例进行说明。

请参照图1至图3，本实用新型的实施例一为：

一种储能系统交流侧的上电控制回路，如图1至图3所示，包括市电断路器QF、进线断路器QF1、预充接触器KM、时间继电器KT和隔离变压器T。

其中，在本实施例中，进线断路器QF1、所预充接触器KM和时间继电器KT均位于配电柜内；市电断路器QF、进线断路器QF1和隔离变压器T依次串联，且市电断路器QF远离进线断路器QF1的一端连接市电交流母线，隔离变压器T的输出端经储能变流器PCS与电池柜相连；预充接触器KM并联于进线断路器QF1的两端，形成预充回路，且时间继电器KT的延时断开触点KT’串联于预充回路中。

在本实施例中，储能系统内配置的隔离变压器T，用于电池系统与市电交流系统进行电气隔离；现有储能系统需要启动时，储能系统内配电柜里的进线断路器QF1需要先进行合闸，为储能系统提供交流电，但是隔离变压器T在空载合闸时往往会出现励磁涌流的情况，涌流的大小最大可达到额定电流的6～8倍，但是如果此时储能系统接入的外部市电断路器QF的额定电流值较小，其过流保护能力小于合闸时出现的涌流值时，市电断路器QF会立即分闸，造成储能系统无法进行交流供电。

因此，本实施例在配电柜中增加一预充回路，对系统中的隔离变压器T进行预充磁，本实施例的一种储能系统交流侧的上电控制回路的一次架构图如图2所示。

在本实施例中，先如图1所示将与市电母线连接的市电断路器QF(市电开关)与储能系统配电柜内的进线断路器QF1(进线开关)串联，进线断路器QF1另一端再与用于将电池系统与市电交流系统进行电气隔离的隔离变压器T相连，然后再如图2所示在储能柜内的进线断路器QF1两端又并联一路串联有一第一电阻R和预充接触器KM的预充回路，其中配电柜的进线断路器QF1采用带电动操作的断路器，通过控制预充接触器KM和进线断路器QF1的合闸和开闸实现储能系统的上电过程。

另外，如图3，预充回路中还串联有时间继电器KT的延迟断开触点，当市电断路器QF闭合、储能系统需要上电时，可以先控制预充回路的预充接触器KM闭合，先由预充回路将市电输送给隔离变压器T进行预充磁，然后再闭合进线断路器QF1，并在时间继电器KT的作用下延迟断开预充回路中的延时断开触点KT’，使得预充回路断开，从而整个上电过程稳定且可靠地完成，即能在外部市电开关电流配置偏小的情况下，通过在储能系统交流侧采用预充回路，解决因系统上电而导致外部市电开关频繁跳闸的情况，保障了储能系统的正常运行，降低了储能系统中各设备运行的损坏风险，同时增加时间继电器KT控制，提高了预充回路的可靠性和安全性。

其中，预充回路中串联第一电阻R，提高预充回路的可靠性和安全性，在本实施例中，第一电阻R的规格可以选用150W/5Ω的电阻。

另外，在本实施例中，进线断路器QF1为可电动操作的塑壳断路器，例如上海良信生产的型号为NDM3EX-1600MP/3388-1250A的塑壳断路器；预充接触器KM为四极交流接触器，例如ABB生产的型号为A9-40-00的接触器；时间继电器KT为数字式低压时间继电器，例如德力西生产的型号为JSZ3P-99S的时间继电器。即进线断路器QF1采用可电动操作的塑壳断路器、预充接触器KM采用四极交流接触器以及时间继电器KT采用数字式低压时间继电器，可进一步提高储能系统交流侧上电过程的可靠性和安全性。

请参照图3，本实用新型的实施例二为：

一种储能系统交流侧的上电控制回路，在上述实施例一的基础上，在本实施例中，还包括EMS控制器，EMS控制器与市电断路器QF、进线断路器QF1、预充接触器KM和时间继电器KT控制连接。

即在本实施例中，通过EMS控制器实现对各个断路器开关、接触器和继电器的控制，进一步提高储能系统交流侧上电过程的可靠性和安全性。

本实施例的一种一种储能系统交流侧的上电控制回路的二次控制原理图如图3所示，本实施例对储能系统交流侧的上电控制原理进行如下说明。

储能系统交流侧上电前，EMS通过对配电柜进线端进行电压检测，判断市电断路器QF是否合闸，如检测到无电压，则判断交流侧上电失败；当检测到配电柜进线端电压正常，EMS通过IO输入接口判断主回路的进线断路器QF1和预充回路的预充接触器KM的状态是否都在分闸位置，如果有其中一个信号为合闸时，EMS不启动上电流程，并显示启动失败故障信息。

当两个信号均为分闸时，EMS启动并网上电流程，首先控制预充回路中的预充接触器KM进行合闸，如果EMS能通过IO输入检测到预充接触器KM已经合闸，则判断预充回路已启动，此时预充回路对隔离变压器T进行充磁，运行一段时间T1后，EMS检测配电柜前端未出现励磁涌流，说明隔离变压器T已经具有稳态通磁，此时EMS控制配电柜进线断路器QF1进行合闸。

若此时EMS未能检测到进线断路器QF1的合闸信号，则EMS判断进线断路器QF1合闸失败，停止下发预充接触器KM合闸信号，断开预充回路，并输出进线断路器QF1合闸异常的故障信号；若EMS检测到进线断路器QF1的合闸信号，则EMS判断进线主回路合闸成功，此时预充回路被进线主回路短路屏蔽。

当EMS判断进线断路器QF1再合闸一段时间T2后，检测进线主回路上的电流和电压未存在异常情况后，EMS停止下发预充接触器KM合闸信号。若EMS未接收到预充接触器KM的闭合信号，则判断预充回路退开，预充结束，储能系统交流侧上电结束；若EMS下发了断开预充接触器KM指令后，预充接触器KM未能正常开闸，EMS则输出预充回路退出故障，储能系统正常启动运行，市电断路器QF不会因为储能系统隔离变压器T上电而导致跳闸。

同时在EMS整体的控制过程中，可能会出现EMS未对预充回路进行退出的控制操作、同时也未对进线断路器QF1合闸时就开始系统运行的情况，此情况会导致预充回路进入主回路的充放电过程中，回路会有大电流，而预充电阻阻值较小，无法承受主回路的大电流，会导致电阻和回路发热，可能会引起火灾，造成严重的事故。针对此情况，二次控制回路中增加了一组时间继电器KT，将时间继电器KT的延迟断开触点串联于预充回路中，当EMS下发预充接触器KM合闸信号时，时间继电器KT同时按照预设值的延迟时间T3开始倒计时，如果IO输出点未在规定时间断开，而延时时间T3已经达到，时间继电器KT则会开始动作，使得延迟断开触点断开，即断开预充回路，只有当EMS恢复正常、IO输出点未有输出信号后，时间继电器KT会复位倒计时时间，恢复初始状态。

在本实施例中，时间继电器KT的延时时间T3＞T1+T2，避免储能系统还在预充过程中因时间继电器KT动作而导致预充失败。

综上所述，本实用新型提供的一种储能系统交流侧的上电控制回路，具有以下有益效果：

1、外部市电开关电流配置偏小的情况下，在储能系统交流侧采用了预充回路，解决了因为系统上电而导致外部市电开关频繁跳闸的情况，保障了设备的正常运行，降低了设备运行的损坏风险；

2、在预充控制回路上增加时间继电器控制，是给控制回路增加了多重保护，提高了预充控制回路的可靠性和安全性。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种储能系统交流侧的上电控制回路，其特征在于，包括市电断路器、进线断路器、预充接触器、时间继电器和隔离变压器；

所述进线断路器、所预充接触器和所述时间继电器均位于配电柜内；

所述市电断路器、所述进线断路器和所述隔离变压器依次串联，且所述市电断路器远离所述进线断路器的一端连接市电交流母线，所述隔离变压器的输出端经储能变流器与电池柜相连；

所述预充接触器并联于所述进线断路器的两端，形成预充回路，且所述时间继电器的延时断开触点串联于所述预充回路中。

2.根据权利要求1所述的一种储能系统交流侧的上电控制回路，其特征在于，还包括第一电阻；

所述第一电阻串联于所述预充回路中。

3.根据权利要求2所述的一种储能系统交流侧的上电控制回路，其特征在于，所述第一电阻的规格为150W/5Ω。

4.根据权利要求1所述的一种储能系统交流侧的上电控制回路，其特征在于，还包括EMS控制器；

所述EMS控制器与所述市电断路器、所述进线断路器、所述预充接触器和所述时间继电器控制连接。

5.根据权利要求1所述的一种储能系统交流侧的上电控制回路，其特征在于，所述进线断路器为可电动操作的塑壳断路器。

6.根据权利要求1所述的一种储能系统交流侧的上电控制回路，其特征在于，所述预充接触器为四极交流接触器。

7.根据权利要求1所述的一种储能系统交流侧的上电控制回路，其特征在于，所述时间继电器为数字式低压时间继电器。