一種基於SVG併網試驗的低壓配電櫃的保護方法及裝置與流程
2023-06-08 03:38:01
本發明屬於自動測試裝置技術領域，具體涉及一種基於SVG併網試驗的低壓配電櫃的保護方法及裝置。
背景技術：
隨著技術的革新和能源危機的加重，風電電站、光伏電站裝機容量日趨增大，新能源發電日益重要。但是新能源呈現出功率隨機性、電壓波動性等一系列的問題，尤其是容易發生電壓跌落情況。為了規範新能源產品的接入，國家出臺了一系列標準進行約束，推薦在新能源電站中安裝10％～20％裝機容量的靜止鏈式同步補償器。為了進行遠距離新能源電能輸送，需要採用35kV或以上電壓等級的裝置，在此電壓等級上進行能量傳輸。
目前大功率電力電子設備製造都需要完善的試驗設備和試驗系統。製造廠商大都位於市區，所用電網屬
於弱電網系統。隨著SVG容量的增大，廠內併網失敗會對廠用電網系統造成衝擊，導致配電網1級開關由於過壓、過流問題脫網，導致區域性脫網停電。
低壓側開關(接觸器)自身脫扣保護多採用熱繼電器保護，表1為熱繼電器保護時間。從下表知：6倍額定電流時，熱繼電器的保護時間大於5s。以10M容量的SVG為例，假設低壓側為690V，高壓側額定電流為577A，折合到低壓側的電流為4831A，該電流對於低壓接觸器來說很大，熱繼電器保護不及時，高壓側每次電流衝擊都有可能導致開關損壞。
表1熱繼電器保護時間
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種基於SVG併網試驗的低壓配電櫃的保護方法及裝置，以在廠內頻繁併網試驗時保護廠用電。
為解決上述技術問題，本發明提供一種基於SVG併網試驗的低壓配電櫃的保護方法，包括三個方法方案：
方法方案一，包括如下步驟：
1)採集主迴路中電壓和電流數據；
2)計算主迴路中的功率；
3)將功率與功率保護限值作比較，當功率大於功率保護限值時，將SVG裝置停機。
方法方案二，在方法方案一的基礎上，還包括在採集電壓和電流數據後，將電壓和電流數據分別與電壓限值和電流限值進行比較的步驟。
方法方案三，在方法方案一的基礎上，還包括計算電網頻率、功率因數的步驟。
本發明還提供一種基於SVG併網試驗的低壓配電櫃的保護裝置，包括四個裝置方案：
裝置方案一，所述保護裝置包括電源單元、開出迴路單元和功率採集計算單元；所述功率採集計算單元包括模入採集模塊和中央處理器；模入採集模塊用於採集主迴路中的電壓和電流數據，並將數據反饋給中央處理器；中央處理器用於計算主迴路中的功率，將功率與功率保護限值作比較，當功率大於功率保護限值時，控制開出迴路單元，將SVG裝置停機。
裝置方案二，在裝置方案一的基礎上，所述保護裝置還包括功率保護限值設置單元，所述功率保護限值設置單元為用於設置非連續的功率保護限值的撥碼開關或者用於設置平滑連續的功率保護限值的觸控螢幕。
裝置方案三，在裝置方案一的基礎上，所述保護裝置還包括監控後臺單元。
裝置方案四，在裝置方案一的基礎上，所述中央處理器為TMS320F28335型DSP。
本發明的有益效果是：本發明在SVG試併網調試階段及廠內併網運行中，通過對低壓側線路電流和電壓的檢測，實時計算主迴路中的功率。在廠內併網試驗發生故障時，能夠快速響應功率變化，快速將SVG從電網中脫離，減少對弱電網的衝擊及對低壓側開關的損壞，以在廠內頻繁併網試驗時保護廠用電。
附圖說明
圖1是一種基於SVG併網試驗的低壓配電櫃的保護裝置的原理圖；
圖2是一種基於SVG併網試驗的低壓配電櫃的保護裝置的功率採集計算單元的原理圖；
圖3是一種基於SVG併網試驗的低壓配電櫃的保護方法的流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖，對本發明進行進一步的詳細說明。
如圖1和圖2所示，基於SVG併網試驗的低壓配電櫃的保護裝置包括電源單元、開出迴路單元和功率採集計算單元；功率採集計算單元包括模入採集模塊和中央處理器。模入採集單元用於採集主迴路中的電壓和電流數據，將數據反饋給中央處理器；中央處理器(採用TMS320F28335型DSP)根據反饋的數據結果，計算功率，將功率與功率保護限值作比較，當功率大於功率保護限值時，控制開出迴路單元，將SVG裝置停機。其中，開出迴路單元與SVG裝置急停開入節點相連。
另外，功率採集計算單元還包括用於將低電壓和電流數據分別與電壓限值和電流限值作比較的越限信號比較模塊，越限信號比較模塊再將結果反饋給中央處理器。
該保護裝置還包括功率保護限值設置單元，功率保護限值設置單元可為撥碼開關，用於設置非連續的功率保護限值的撥碼開關，比如撥碼為「1」，代表功率在100kVA保護，比如撥碼為「5」，代表功率在500kVA保護；或者為觸控螢幕，用於設置平滑連續的功率保護限值，比如對功率保護限值在0-2300kVA進行選擇設置。
該保護裝置還包括用於人機互動、數據監控的監控後臺單元。監控後臺單元以電腦作硬體平臺，以Studio.NET開發工具製作的監控軟體。如圖3所示，將採集的電壓、電流數據，以及計算得到的視在功率、有功功率、無功功率、電網頻率、功率因數等顯示出來，操作界面友好，參數設置便捷，可時刻控制測試進度及記錄測試數據，保證了裝置本身數據的可追溯性。監控後臺單元與中央處理器通過RS485與功率採集計算單元進行通信。
該裝置檢測流程短、效率高、檢測成本低、故障定位準，解決了以下問題：大容量併網時對弱點網的衝擊；有效減少SVG併網失敗時過流對低壓側開關的損壞；防止SVG併網試驗中測試人員的誤操作。
工作過程如下：
1)裝置上電，設置功率保護限值。對功率保護限值進行設定的方式有兩種：一種是通過撥碼開關對功率保護限值進行非連續的設置，另一種是通過觸控螢幕對功率保護限值進行平滑連續的設置。
2)SVG併網運行中，對輸出電網功率實時監測，模入採集模塊將採集到的電壓和電流數據進行信號調理，然後傳遞給越限信號比較模塊，越限信號比較模塊將檢測結果反饋給中央處理器，中央處理器計算主迴路中的功率，將功率與功率保護限值作比較。
3)在裝置發生故障時，即功率大於功率保護限值時，將保護裝置的開出節點併入SVG「急停」開入節點，迅速將SVG從電網中脫離，用以在廠內頻繁併網試驗時保護廠用電。測試中的故障以報文形式記錄，便於快速查找故障時SVG所發出的有功、無功、視在功率等，並對故障點的電壓、電流數據記錄保存，有效保證了併網試驗中問題的可追溯性，使測試過程更加方便、快捷、準確。