[发明专利]一种风电场箱式变压器低压系统的接地保护系统及方法

说明书

本发明公开了一种风电场箱式变压器的接地保护系统及方法，该接地保护系统包括电流采集模块、电流分析模块和断路器控制模块。电流采集模块搭载在箱式变压器低压侧的连接电缆表面，用于获取箱式变压器低压侧的分相电流并将其转化为二次分相电流；电流分析模块用于接收二次分相电流，当二次分相电流大于电流整定值时输出跳闸信号；断路器控制模块用于接收跳闸信号并控制设置在所述箱式变压器和风电机组之间的断路器跳闸。当箱式变压器低压侧的连接电缆发生接地故障时，电流采集模块传递到电流分析模块的二次分相电流大于电流整定值，电流分析模块输出跳闸信号，断路器控制模块接收到跳闸信号并使箱式变压器和风电机组之间的断路器跳闸。

技术领域

本发明涉及风电场发电设备的继电保护领域，尤其涉及一种风电场箱式变压器低压系统的接地保护系统及方法。

背景技术

在风电场中，风力发电机组用于将风的动能转换为电能，再由变压器将电能传递到供电网络中。目前，风电场通常采用一机一箱变形式，即：风电场中每台风力发电机组通过与之配套的箱式变压器接入到集电线路，集电线路汇集了若干台风力发电机组电力后并入升压站，最后通过风电场的主变压器与供电网络相连。

现有技术中，风电机组通过连接电缆与配套的箱式变压器电连接，连接电缆的两端分别设置一台断路器，靠近风电机组的断路器为风机并网断路器，靠近箱式变压器低压侧的断路器为低压断路器。其中，风电机组的主控系统和箱式变压器的测控系统分别控制风机并网断路器和低压断路器的跳闸动作。由于风电机组配套的箱式变压器普遍在低压侧系统采用直接接地方式，导致箱变低压侧系统成为事实上的接地系统，加之风电机组的主控系统和箱式变压器的测控系统均未有效配置对应的接地保护，当箱式变压器的低压侧一次系统出现接地故障时，只能依靠断路器自身的脱扣器驱动跳闸动作达到接地保护目的。

但是，不同型号的断路器的脱扣功能有较大差异：有的断路器自身的脱扣器未配置接地保护，当箱式变压器的低压侧一次系统出现接地故障时，这种断路器无法快速跳闸；有的断路器自身的脱扣器配置了接地保护，当箱式变压器的低压侧一次系统出现接地故障时，这种断路器能够跳闸，但是，该接地保护动作是否及时准确决定于零序电流，而零序电流的采集完全取决于断路器自身，这就导致现场存在由于信号采集不准确以及定值整定困难而被迫退出该保护的问题。

综上所述，当风电机组与箱式变压器之间的连接电缆出现接地故障时，由于箱式变压器低压侧的断路器通常不具备接地保护功能或者其接地保护功能的定值未能合理整定，使得断路器不能及时跳闸切除故障而导致设备损坏的事故时有发生，严重影响了风电场的生产安全。

发明内容

本发明提供了一种风电场箱式变压器低压系统的接地保护系统及方法，以解决现有技术中，当风电机组与箱式变压器之间的连接电缆出现接地故障时，由于箱式变压器低压侧的断路器通常不具备接地保护功能或者其接地保护功能的定值未能合理整定而引起的断路器不能及时跳闸切除故障导致设备损坏的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种风电场箱式变压器的接地保护系统，包括电流采集模块、电流分析模块和断路器控制模块，其中：

所述电流采集模块搭载在箱式变压器低压侧连接电缆表面，用于采集所述箱式变压器低压侧的分相电流，将获取到的所述分相电流转化为二次分相电流；

所述电流分析模块用于接收所述二次分相电流，当所述二次分相电流大于电流整定值时输出跳闸信号；

所述断路器控制模块用于接收所述跳闸信号，控制设置在所述箱式变压器和风电机组之间的断路器跳闸。

进一步地，所述电流采集模块包括分相式电流互感器，其中：

所述分相式电流互感器搭载在所述箱式变压器低压侧各相连接电缆表面，用于获取所搭载的连接电缆中的各分相电流。