[发明专利]一种新能源电站集电线路的快速保护系统和方法

说明书

本发明公开了一种新能源电站集电线路的快速保护系统和方法，其中，新能源电站包括至少一条集电线路，每条集电线路上并联多个箱变，发电区每个箱变低压侧设置有断路器且高压侧设置有熔断器和负荷开关；快速保护系统包括与每个箱变一一对应的箱变保护装置，其特征在于，还包括中心交换机、与每条集电线路一一对应的集电线路保护装置；当集电线路保护装置具备GOOSE接收功能时：所有的集电线路保护装置与中心交换机相连，每条集电线路对应的箱变保护装置组成一个光纤环网并与中心交换机相连。当箱变本体发生匝间短路等非电量故障时，由集电线路保护装置或集电线路一体化保护装置跳开对应集电线路开关，防止故障发展过大，箱变损坏。

技术领域

本发明涉及一种新能源电站集电线路的快速保护系统和方法，尤其涉及新能源发电站10kV/35kV集电线路继电保护。

背景技术

随着我国可再生新能源尤其是光伏、风电新能源发电技术的推广，新能源发电容量以及其在整个电网中的比例均在大幅上升。而新能源电站中的主接线方式一般为：发电区多个箱变(箱式变电站)通过并联的方式连接在一条集电线路上，通常一条集电线路连接10个左右的箱变，而新能源电站中的集电线路数目由电站容量决定。由于受投资成本的限制，发电区箱变低压侧配置断路器，而高压侧配置熔断器和负荷开关，未配置断路器。箱变保护采集箱变低压侧电压和电流，配置相过流保护、零序过流保护等保护以及非电量保护，当箱变低压侧发生相间短路或接地故障时，箱变低压侧过流保护动作，跳开低压侧开关；当箱变高压侧发生相间短路或接地故障时，通过熔断器熔断将箱变从集电线路中隔离。集电线路保护装置通常配置相过流保护和零序过流保护，当集电线路发生相间短路或接地故障时，过流保护动作将集电线路开关跳开。当箱变本体发生非电量故障时，非电量保护动作，跳开低压侧开关。

现有的发电区保护配置方案，当集电线路或箱变高低压侧发生相间短路或接地故障等故障时，能够快速切除故障，保证新能源电站的稳定可靠运行。但当箱变内部发生匝间短路等引起的箱变本体非电量故障时，箱变保护装置非电量保护动作，只能将低压侧断路器断开(高压侧未配置断路器)，由于匝间故障时箱变的高压侧电流并不是很大，所以高压侧熔断器不会熔断，而集电线路保护装置同样不会动作，故障点没有被隔离，因此导致箱变损坏，故障发展扩大，不利于新能源电站的稳定可靠运行。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种新能源电站集电线路的快速保护系统和方法，当箱变本体发生匝间短路等非电量故障时，箱变保护装置发出GOOSE跳闸信号，跳闸信号通过环网上送，由集电线路保护装置或集电线路一体化保护装置跳开对应集电线路开关，防止故障发展过大，箱变损坏。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种新能源电站集电线路的快速保护系统，其中，新能源电站包括至少一条集电线路，每条集电线路上并联多个箱变，发电区每个箱变低压侧设置有断路器且高压侧设置有熔断器和负荷开关；快速保护系统包括与每个箱变一一对应的箱变保护装置，还包括中心交换机、与每条集电线路一一对应的集电线路保护装置；

当集电线路保护装置具备GOOSE接收功能时：所有的集电线路保护装置与中心交换机相连，每条集电线路对应的箱变保护装置组成一个光纤环网并与中心交换机相连。

优选，当集电线路保护装置不具备GOOSE接收功能时，快速保护系统还包括一台集电线路一体化保护装置，所述集电线路一体化保护装置与每个集电线路保护装置相连，所述集电线路一体化保护装置与中心交换机相连，每条集电线路对应的箱变保护装置组成一个光纤环网并与中心交换机相连。

一种新能源电站集电线路的快速保护方法，当集电线路保护装置具备GOOSE接收功能时，包括如下步骤：

步骤1、当箱变发生非电量故障时，箱变保护装置检测到箱变发出的非电量信号后，非电量保护动作，跳开箱变低压侧断路器；

步骤2、箱变保护装置发出GOOSE跳闸信号，通过光纤环网上送到中心交换机；