本發(fā)明涉及儲(chǔ)能變流器故障檢測(cè)，具體是一種儲(chǔ)能變流器交流并網(wǎng)繼電器故障檢測(cè)電路及方法。

背景技術(shù)：

1、儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效彌補(bǔ)新能源發(fā)電固有的間歇性和不穩(wěn)定性方面的不足，使得大規(guī)模新能源長(zhǎng)期并網(wǎng)成為可能，隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，儲(chǔ)能變流器在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。繼電器在帶載分合閘時(shí)，觸點(diǎn)之間會(huì)出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，電弧燒蝕會(huì)造成觸點(diǎn)表面氧化，多次燒蝕和觸點(diǎn)發(fā)熱會(huì)使得繼電器觸點(diǎn)黏連，無法正常分閘，導(dǎo)致繼電器產(chǎn)品失效。目前，組串式儲(chǔ)能變流器并網(wǎng)側(cè)仍采用功率繼電器作為并網(wǎng)開關(guān)器件，在實(shí)際使用中往往存在頻繁帶載分?jǐn)嗪痛箅娏鳑_擊分?jǐn)嗟葢?yīng)用工況，使得繼電器觸點(diǎn)黏連的風(fēng)險(xiǎn)大大增加，在影響繼電器和儲(chǔ)能變流器使用壽命的同時(shí)，也影響著儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)前主流的儲(chǔ)能變流器解決方案是在電網(wǎng)側(cè)（負(fù)載側(cè)）和變流器輸出側(cè)各配置一路繼電器作為并網(wǎng)開關(guān)，當(dāng)變流器停機(jī)和故障工況下，通過控制系統(tǒng)下發(fā)的指令，兩路繼電器均斷開，在電網(wǎng)側(cè)（負(fù)載側(cè)）和變流器輸出側(cè)形成電氣分?jǐn)帱c(diǎn)，快速將變流器從電網(wǎng)或負(fù)載中切除。此類設(shè)計(jì)方案既造成硬件成本的增加，又導(dǎo)致數(shù)字處理芯片的資源浪費(fèi)。

2、對(duì)于儲(chǔ)能變流器領(lǐng)域來說，目前主流的交流并網(wǎng)繼電器檢測(cè)辦法是兩只主回路功率繼電器串聯(lián)，通過控制系統(tǒng)控制主回路功率繼電器交錯(cuò)開通關(guān)斷，判斷電網(wǎng)一側(cè)的采樣電壓和變流器一側(cè)的采樣電壓差值來進(jìn)行繼電器故障邏輯判斷。傳統(tǒng)方案用兩級(jí)主回路功率繼電器進(jìn)行分段判斷，存在以下缺點(diǎn)：（1）物料成本高，單只功率繼電器的物料成本從幾十到幾百元不等；（2）傳統(tǒng)檢測(cè)方法檢測(cè)過程中功率繼電器至少帶載閉合分?jǐn)啵ń涣鱾?cè)電網(wǎng)帶電）兩次，影響繼電器使用壽命，降低器件和設(shè)備整機(jī)的壽命和可靠性；（3）檢測(cè)過程中不同的專利方法軟件計(jì)算方法相對(duì)復(fù)雜，判斷和執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)，造成軟件資源消耗占用多。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種儲(chǔ)能變流器交流并網(wǎng)繼電器的故障檢測(cè)電路與方法，通過優(yōu)化傳統(tǒng)交流并網(wǎng)繼電器雙極串聯(lián)方案，去掉一級(jí)繼電器，在交流并網(wǎng)繼電器和變流器輸出側(cè)增加一組檢測(cè)繼電器回路，檢測(cè)繼電器回路由檢測(cè)繼電器和檢測(cè)回路電阻構(gòu)成。在交流并網(wǎng)繼電器故障檢測(cè)環(huán)節(jié)，首先通過依次閉合檢測(cè)繼電器回路的檢測(cè)繼電器，判斷檢測(cè)繼電器回路的電壓，實(shí)現(xiàn)交流并網(wǎng)繼電器的短路檢測(cè)。然后，斷開檢測(cè)繼電器回路，依次閉合交流并網(wǎng)繼電器，判斷檢測(cè)繼電器回路的電壓，實(shí)現(xiàn)交流并網(wǎng)繼電器的開路檢測(cè)。

2、為了解決所述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種儲(chǔ)能變流器交流并網(wǎng)繼電器故障檢測(cè)電路，包括儲(chǔ)能變流器、位于電網(wǎng)側(cè)的交流并網(wǎng)繼電器，交流并網(wǎng)繼電器作為儲(chǔ)能變流器電網(wǎng)側(cè)的并網(wǎng)開關(guān)，儲(chǔ)能變流器輸出端和交流并網(wǎng)繼電器之間增加一組檢測(cè)繼電器回路，檢測(cè)繼電器回路包括三相回路，每相檢測(cè)繼電器回路均包括一檢測(cè)繼電器，檢測(cè)繼電器的一端連接于儲(chǔ)能變流器輸出端和交流并網(wǎng)繼電器之間，檢測(cè)繼電器的另一端接變流器交流中性點(diǎn)n’。

3、進(jìn)一步的，儲(chǔ)能變流器的輸出側(cè)與電網(wǎng)側(cè)僅設(shè)置一級(jí)并網(wǎng)繼電器。

4、進(jìn)一步的，每相檢測(cè)繼電器回路的檢測(cè)繼電器均串聯(lián)一采樣電阻，采樣電阻的一端與檢測(cè)繼電器相連，采樣電阻的另一端接變流器交流中性點(diǎn)n’。

5、本發(fā)明還公開一種儲(chǔ)能變流器交流并網(wǎng)繼電器故障檢測(cè)方法，本方法基于上述故障檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)，在交流并網(wǎng)繼電器故障檢測(cè)環(huán)節(jié)，首先依次閉合三相檢測(cè)繼電器回路的檢測(cè)繼電器，判斷檢測(cè)繼電器回路的電壓，實(shí)現(xiàn)交流并網(wǎng)繼電器的短路檢測(cè)；然后斷開檢測(cè)繼電器回路，依次閉合交流并網(wǎng)繼電器，判斷檢測(cè)繼電器回路的電壓，實(shí)現(xiàn)交流并網(wǎng)繼電器的開路檢測(cè)。

6、進(jìn)一步的，本方法的實(shí)施過程為：

7、s01）、三相交流并網(wǎng)繼電器均保持?jǐn)嚅_狀態(tài)；

8、s02）、首先閉合單相檢測(cè)繼電器回路的檢測(cè)繼電器；

9、s03）、采集閉合檢測(cè)繼電器所在回路的電壓，并與設(shè)定電壓閾值uset1比較；

10、s04）、若步驟s03）采集電壓大于設(shè)定電壓閾值uset1，則判定與閉合檢測(cè)繼電器同相的交流并網(wǎng)繼電器存在短路故障，鎖存此故障信息，并進(jìn)行故障處理；

11、s05）、若步驟s03）采集電壓小于設(shè)定電壓閾值uset1，則斷開該相檢測(cè)繼電器，閉合另一相檢測(cè)繼電器；

12、s06）、重復(fù)步驟s03）至步驟s05），直至三相檢測(cè)繼電器全部操作完成；

13、s07）、斷開三相檢測(cè)繼電器，閉合單相交流并網(wǎng)繼電器；

14、s08）、采集與閉合交流并網(wǎng)繼電器同相的檢測(cè)繼電器回路的電壓，并與設(shè)定電壓閾值uset2比較；

15、s09）、若步驟s08）采集小于設(shè)定電壓閾值uset2，則判定閉合交流并網(wǎng)繼電器存在開路故障，鎖存此故障信息，并進(jìn)行故障處理；

16、s10）、若步驟s08）采集大于設(shè)定電壓閾值uset2，則斷開該相交流并網(wǎng)繼電器sa，閉合另一相交流并網(wǎng)繼電器；

17、s11）、重復(fù)步驟s08）至步驟s10），直至三相交流并網(wǎng)繼電器全部操作完成。

18、進(jìn)一步的，設(shè)定電壓閾值uset1的取值范圍為（0.2~0.4）*ugrid，ugrid為電網(wǎng)相電壓。

19、進(jìn)一步的，設(shè)定電壓閾值uset2的取值范圍為（0.6~0.7）*ugrid，ugrid為電網(wǎng)相電壓。

20、進(jìn)一步的，步驟s04）和步驟s09）中，鎖存故障信息的方式為：將故障信息存儲(chǔ)在設(shè)定存儲(chǔ)區(qū)域，在檢測(cè)繼電器回路上電運(yùn)行過程中查詢?cè)O(shè)定存儲(chǔ)區(qū)域，判斷是否有故障信息標(biāo)識(shí)，以此作為判斷并網(wǎng)繼電器是否正常運(yùn)行的判斷依據(jù)。

21、進(jìn)一步的，步驟s01）至步驟s06）中，按照a相、b相、c相的順序進(jìn)行檢測(cè)。

22、進(jìn)一步的，步驟s07）至步驟s11）中，按照a相、b相、c相的順序進(jìn)行檢測(cè)。

23、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明所提出的一種儲(chǔ)能變流器交流并網(wǎng)繼電器故障檢測(cè)電路及方法，操作實(shí)施方便、設(shè)計(jì)安全可靠、檢測(cè)精確度高，所增加的檢測(cè)繼電器回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占用空間小、經(jīng)濟(jì)性高，能夠有效降低交流并網(wǎng)繼電器設(shè)計(jì)成本，節(jié)省設(shè)計(jì)電路占用空間，提高儲(chǔ)能變流器的整體結(jié)構(gòu)利用率和功率密度。本發(fā)明所提出的檢測(cè)方法，在檢測(cè)過程中通過主繼電器和檢測(cè)繼電器的動(dòng)作配合，減小了一級(jí)主回路并網(wǎng)繼電器，并減少了繼電器檢測(cè)過程中主繼電器的一次動(dòng)作過程，提高了主繼電器使用壽命，且檢測(cè)回路繼電器有采樣電阻串聯(lián)，使用小功率軟啟繼電器即可保證使用壽命大于主繼電器，整體上提高了檢測(cè)準(zhǔn)確度，降低了檢測(cè)成本，同時(shí)還提高了設(shè)備使用壽命和可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種儲(chǔ)能變流器交流并網(wǎng)繼電器故障檢測(cè)電路，包括儲(chǔ)能變流器、位于電網(wǎng)側(cè)的交流并網(wǎng)繼電器，交流并網(wǎng)繼電器作為儲(chǔ)能變流器電網(wǎng)側(cè)的并網(wǎng)開關(guān)，其特征在于：儲(chǔ)能變流器輸出端和交流并網(wǎng)繼電器之間增加一組檢測(cè)繼電器回路，檢測(cè)繼電器回路包括三相回路，每相檢測(cè)繼電器回路均包括一檢測(cè)繼電器，檢測(cè)繼電器的一端連接于儲(chǔ)能變流器輸出端和交流并網(wǎng)繼電器之間，檢測(cè)繼電器的另一端接變流器交流中性點(diǎn)n’。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能變流器交流并網(wǎng)繼電器故障檢測(cè)電路，其特征在于：儲(chǔ)能變流器的輸出側(cè)與電網(wǎng)側(cè)僅設(shè)置一級(jí)并網(wǎng)繼電器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能變流器交流并網(wǎng)繼電器故障檢測(cè)電路，其特征在于：每相檢測(cè)繼電器回路的檢測(cè)繼電器均串聯(lián)一采樣電阻，采樣電阻的一端與檢測(cè)繼電器相連，采樣電阻的另一端接變流器交流中性點(diǎn)n’。

4.一種儲(chǔ)能變流器交流并網(wǎng)繼電器故障檢測(cè)方法，其特征在于：本方法基于權(quán)利要求1到3任一項(xiàng)所述故障檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)，在交流并網(wǎng)繼電器故障檢測(cè)環(huán)節(jié)，首先依次閉合三相檢測(cè)繼電器回路的檢測(cè)繼電器，判斷檢測(cè)繼電器回路的電壓，實(shí)現(xiàn)交流并網(wǎng)繼電器的短路檢測(cè)；然后斷開檢測(cè)繼電器回路，依次閉合交流并網(wǎng)繼電器，判斷檢測(cè)繼電器回路的電壓，實(shí)現(xiàn)交流并網(wǎng)繼電器的開路檢測(cè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的儲(chǔ)能變流器交流并網(wǎng)繼電器故障檢測(cè)方法，其特征在于：本方法的實(shí)施過程為：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的儲(chǔ)能變流器交流并網(wǎng)繼電器故障檢測(cè)方法，其特征在于：設(shè)定電壓閾值uset1的取值范圍為（0.2~0.4）*ugrid，ugrid為電網(wǎng)相電壓。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的儲(chǔ)能變流器交流并網(wǎng)繼電器故障檢測(cè)方法，其特征在于：設(shè)定電壓閾值uset2的取值范圍為（0.6~0.7）*ugrid，ugrid為電網(wǎng)相電壓。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的儲(chǔ)能變流器交流并網(wǎng)繼電器故障檢測(cè)方法，其特征在于：步驟s04）和步驟s09）中，鎖存故障信息的方式為：將故障信息存儲(chǔ)在設(shè)定存儲(chǔ)區(qū)域，在檢測(cè)繼電器回路上電運(yùn)行過程中查詢?cè)O(shè)定存儲(chǔ)區(qū)域，判斷是否有故障信息標(biāo)識(shí)，以此作為判斷并網(wǎng)繼電器是否正常運(yùn)行的判斷依據(jù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的儲(chǔ)能變流器交流并網(wǎng)繼電器故障檢測(cè)方法，其特征在于：步驟s01）至步驟s06）中，按照a相、b相、c相的順序進(jìn)行檢測(cè)。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的儲(chǔ)能變流器交流并網(wǎng)繼電器故障檢測(cè)方法，其特征在于：步驟s07）至步驟s11）中，按照a相、b相、c相的順序進(jìn)行檢測(cè)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及儲(chǔ)能變流器故障檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種儲(chǔ)能變流器交流并網(wǎng)繼電器故障檢測(cè)電路及方法。本發(fā)明去掉一級(jí)繼電器，在交流并網(wǎng)繼電器和變流器側(cè)增加一組檢測(cè)繼電器回路，檢測(cè)繼電器回路由檢測(cè)繼電器和檢測(cè)回路電阻構(gòu)成。在交流并網(wǎng)繼電器故障檢測(cè)環(huán)節(jié)，通過依次閉合檢測(cè)繼電器回路的檢測(cè)繼電器，判斷檢測(cè)繼電器回路的電壓，實(shí)現(xiàn)交流并網(wǎng)繼電器的短路檢測(cè)。然后斷開檢測(cè)繼電器回路，依次閉合交流并網(wǎng)繼電器，判斷檢測(cè)繼電器回路的電壓，實(shí)現(xiàn)交流并網(wǎng)繼電器的開路檢測(cè)。本發(fā)明所增加的檢測(cè)繼電器回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占用空間小，能夠有效降低交流并網(wǎng)繼電器設(shè)計(jì)成本，提高儲(chǔ)能變流器的整體結(jié)構(gòu)利用率和功率密度。

技術(shù)研發(fā)人員：郎學(xué)斌,呂騰飛,劉飛超,顏世凱,王新剛,張猛,張棟,勇鈺瑩,宋超南,夏增剛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東電工電氣集團(tuán)數(shù)字科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30