[實用新型]電池儲能站直流系統故障錄波采集裝置

有效

• 申請號: 201420135622.0
• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN203759218U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 周鈺;魯麗娟;谷新梅
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團廣東省電力設計研究院
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36;G01R19/00;G01R15/20
• 代理公司: 廣州廣信知識產權代理有限公司 44261
• 代理人: 張文雄

技術領域

本實用新型涉及一種電池儲能站直流系統故障錄波采集裝置，適用于電池儲能站直流系統檢測維護、故障的錄波采集。屬于電池儲能站領域，

背景技術

目前，直流信號錄波在變電站中的應用，最常見的是為常規變電站二次直流系統電壓值錄波，錄波工作的額定電壓為110V或220V。隨著超高壓、特高壓直流輸電、柔性直流輸電的發展，出現了針對±500kV、±800kV、±160kV直流系統主回路模擬量錄波研究。

電池儲能技術作為一種新型的電化學儲能技術，由于其環境適應性好、能量密度高、占地少、效率高、工期短等優點越來越受到業界的廣泛關注。一個完整的電池儲能站一般由電池組、功率變換系統、交流配電裝置幾個部分組成。對于兆瓦級的電池儲能站，一臺功率變換器下對應的電池組一般由幾十個電池串組成，電池串出口處直流電流、電壓值往往較高。以鋰離子電池儲能站為例，500kWAC/DC功率變換系統由14個電池串并聯而成，電池組直流出口處電壓約800V,每個電池串最大電流約60A，若直接接入錄波裝置，即超過了常規的電力系統故障錄波裝置模擬量輸入的工作范圍，不能滿足DL/T5136規范中“電壓250V以上的回路不宜進入控制和保護屏”的設計要求。另一方面，電池室內電池柜眾多，若分別從各電池串將錄波信息接入錄波裝置，就地錄波回路較為分散，不利于運行人員以功率變換系統為單位統一運維管理。

現有技術中，尚無針對電池儲能的故障錄波技術方案，僅有變電站故障錄波的技術有二種：（1）常規變電站故障錄波回路，常規變電站直流系統一般為DC110V/220V,220kV及以上變電站，不同段直流母線分別接入不同故障錄波器進行錄波，直流母線對地電壓模擬量和錄波裝置工作電源共用一組直流電源，兩者在故障錄波屏通過直流斷路器分開供電，如圖1所示。其缺點是：此技術在常規變電站中普遍使用，對于監測點少、電壓小于250V的監測對象，故障錄波方式簡單方便。然而，若直接移植到電池儲能站使用，無法滿足直流電壓400V-1000V,電流0-200A的監測對象的錄波要求。2、對超高壓、特高壓直流換流站采用電子式電壓、電流互感器采集信號技術，通過遠端模塊轉換為光信號接至數字錄波裝置進行錄波。如圖2所示，某直流換流站一回500kV極的出線，在出線回路裝設電子式互感器，其中，R1為電子式電流互感器，R5為電子式電壓互感器，通過電子式互感器實現百千伏的直流電壓、幾百安的直流電流與二次測量錄波回路的隔離，并通過合并單元提供的光信號實現故障錄波功能。其缺點是：電子式互感器及其配套設備造價昂貴，一個測量點造價在幾十萬元左右。對于兆瓦級的鋰離子儲能電站每500kW功率變換系統根據拓撲結構不同，需要12-20個測量點不等，如此數量眾多的測量點，將該技術移植應用至電池儲能站，其經濟性差，設備繁多，難以滿足本應用場合的要求。

實用新型內容

本實用新型的目的，是為了解決現有電站故障錄波不能滿足電池儲能的故障錄波技術的需求，提供一種電池儲能站直流系統故障錄波采集裝置，該故障錄波采集裝置能滿足多測量點、高電壓、大電流主回路信號錄波要求，實現錄波信號的集中采集與上送。

本實用新型的目的可以通過如下技術方案達到：

電池儲能站直流系統故障錄波采集裝置，其特征在于：包括小功率AC/DC模塊、若干個電流霍爾元件LT、若干個電壓霍爾元件LV，電流霍爾元件LT串聯在電池儲能站直流主回路正極，電壓霍爾元件LV并聯在電池儲能站直流主回路的正、負極二端，每個電池串配置一個電流霍爾元件LT和一個電壓霍爾元件LV，全部電流霍爾元件LT和電壓霍爾元件LV集中設置在一塊故障錄波采集屏上，所有錄波信號統一從故障錄波采集屏接出，不同電池串的電流、電流信號回路合并使用一根多芯電纜；所述電流霍爾元件LT和個電壓霍爾元件LV的電源輸入端連接小功率AC/DC模塊的電壓輸出端D1；電流霍爾元件LT和個電壓霍爾元件LV的信號輸出端連接錄波信號輸出連接端，形成外接錄波裝置的錄波信號輸出端D2。

本實用新型的目的還可以通過如下技術方案達到：

本實用新型的一種實施方案是：小功率AC/DC模塊具有AC220V市電輸入端和DC15V直流電壓輸出端，將AC220V轉換為DC15V弱電信號，給電流霍爾元件LT和電壓霍爾元件LV供電。

本實用新型的一種實施方案是：電流霍爾元件LT和電壓霍爾元件LV輸出的檢測信號為4-20mA的電流信號。