电池储能站直流系统故障录波采集装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及于一种电池储能站直流系统故障录波采集装置，包括小功率AC/DC模块、若干个电流霍尔元件LT、若干个电压霍尔元件LV，电流霍尔元件LT串联在电池储能站直流主回路正极，电压霍尔元件LV并联在电池储能站直流主回路的正、负极二端，每个电池串配置一个电流霍尔元件LT和一个电压霍尔元件LV，全部电流霍尔元件LT和电压霍尔元件LV集中设置在一块故障录波采集屏上；所述电流霍尔元件LT和个电压霍尔元件LV的电源输入端连接小功率AC/DC模块的电压输出端D1；电流霍尔元件LT和个电压霍尔元件LV的信号输出端连接录波信号输出连接端，形成外接录波装置的录波信号输出端D2。本实用新型造价低，并可实现统一管理、方便运行和维护等有益效果。
【专利说明】电池储能站直流系统故障录波采集装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电池储能站直流系统故障录波采集装置，适用于电池储能站直流系统检测维护、故障的录波采集。属于电池储能站领域，
【背景技术】
[0002]目前，直流信号录波在变电站中的应用，最常见的是为常规变电站二次直流系统电压值录波，录波工作的额定电压为IlOV或220V。随着超高压、特高压直流输电、柔性直流输电的发展，出现了针对±500kV、±800kV、±160kV直流系统主回路模拟量录波研究。
[0003]电池储能技术作为一种新型的电化学储能技术，由于其环境适应性好、能量密度高、占地少、效率高、工期短等优点越来越受到业界的广泛关注。一个完整的电池储能站一般由电池组、功率变换系统、交流配电装置几个部分组成。对于兆瓦级的电池储能站，一台功率变换器下对应的电池组一般由几十个电池串组成，电池串出口处直流电流、电压值往往较高。以锂离子电池储能站为例，500kWAC/DC功率变换系统由14个电池串并联而成，电池组直流出口处电压约800V，每个电池串最大电流约60A，若直接接入录波装置，即超过了常规的电力系统故障录波装置模拟量输入的工作范围，不能满足DL/T5136规范中“电压250V以上的回路不宜进入控制和保护屏”的设计要求。另一方面，电池室内电池柜众多，若分别从各电池串将录波信息接入录波装置，就地录波回路较为分散，不利于运行人员以功率变换系统为单位统一运维管理。
[0004]现有技术中，尚无针对电池储能的故障录波技术方案，仅有变电站故障录波的技术有二种:(I)常规变电站故障录波回路，常规变电站直流系统一般为DC110V/220V，220kV及以上变电站，不同段直流母线分别接入不同故障录波器进行录波，直流母线对地电压模拟量和录波装置工作电源共用一组直流电源，两者在故障录波屏通过直流断路器分开供电，如图1所示。其缺点是:此技术在常规变电站中普遍使用，对于监测点少、电压小于250V的监测对象，故障录波方式简单方便。然而，若直接移植到电池储能站使用，无法满足直流电压400V-1000V，电流0-200A的监测对象的录波要求。2、对超高压、特高压直流换流站采用电子式电压、电流互感器采集信号技术，通过远端模块转换为光信号接至数字录波装置进行录波。如图2所示，某直流换流站一回500kV极的出线，在出线回路装设电子式互感器，其中，Rl为电子式电流互感器，R5为电子式电压互感器，通过电子式互感器实现百千伏的直流电压、几百安的直流电流与二次测量录波回路的隔离，并通过合并单元提供的光信号实现故障录波功能。其缺点是:电子式互感器及其配套设备造价昂贵，一个测量点造价在几十万元左右。对于兆瓦级的锂离子储能电站每500kW功率变换系统根据拓扑结构不同，需要12-20个测量点不等，如此数量众多的测量点，将该技术移植应用至电池储能站，其经济性差，设备繁多，难以满足本应用场合的要求。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的，是为了解决现有电站故障录波不能满足电池储能的故障录波技术的需求，提供一种电池储能站直流系统故障录波采集装置，该故障录波采集装置能满足多测量点、高电压、大电流主回路信号录波要求，实现录波信号的集中采集与上送。
[0006]本实用新型的目的可以通过如下技术方案达到:
[0007]电池储能站直流系统故障录波采集装置，其特征在于:包括小功率AC/DC模块、若干个电流霍尔元件LT、若干个电压霍尔元件LV,电流霍尔元件LT串联在电池储能站直流主回路正极，电压霍尔元件LV并联在电池储能站直流主回路的正、负极二端，每个电池串配置一个电流霍尔元件LT和一个电压霍尔元件LV，全部电流霍尔元件LT和电压霍尔元件LV集中设置在一块故障录波采集屏上，所有录波信号统一从故障录波采集屏接出，不同电池串的电流、电流信号回路合并使用一根多芯电缆；所述电流霍尔元件LT和个电压霍尔元件LV的电源输入端连接小功率AC/DC模块的电压输出端Dl ;电流霍尔元件LT和个电压霍尔元件LV的信号输出端连接录波信号输出连接端，形成外接录波装置的录波信号输出端D2。
[0008]本实用新型的目的还可以通过如下技术方案达到:
[0009]本实用新型的一种实施方案是:小功率AC/DC模块具有AC220V市电输入端和DC15V直流电压输出端，将AC220V转换为DCl5V弱电信号，给电流霍尔元件LT和电压霍尔元件LV供电。
[0010]本实用新型的一种实施方案是:电流霍尔元件LT和电压霍尔元件LV输出的检测?目号为4_20mA的电流/[目号。
[0011]本实用新型的一种实施方案是:系统设有20-50个电流霍尔元件LT和20-50个电压霍尔元件LV，构成对20-50个电池串的电流及电压检测回路，向外接录波装置输出96路4-20mA检测信号，即输出20-50个电池串的电流、电压信息。
[0012]本实用新型的一种实施方案是:所述的外接录波装置接入控制电缆的截面为
1.5mm2。
[0013]本实用新型具有以下突出的技术特点和效益:
[0014]1、本实用新型在多个电池串上分别采用电流霍尔元件LT和电压霍尔元件LV，全部电流霍尔元件LT和电压霍尔元件LV集中设置在一块故障录波采集屏上，所有录波信号统一从故障录波采集屏接出，不同电池串的电流、电流信号回路合并使用一根多芯电缆，将其检测的电流信号和电压信号集中采集发送至录波装置，有效解决了直流侧高电压、大电流回路的录波问题，具有优化实现录波回路结构、对多个电池串的电流、电压检测统一管理和方便运行和维护等有益效果。
[0015]2、本实用新型设置故障录波采集屏的正负极低压电源的输送、电流信号和电压信号输出通过一根多芯电缆实现，一方面可节约电缆，另一方面便于运行维护。
[0016]3、本实用新型每个电池串只需要配置一个电流霍尔，一个电压霍尔，成本不到200元，相比现有技术采用的电子式互感器可大幅度节约设备成本，并满足储能电站故障录波的需求，经济性突出使用霍尔元件，使电流、电压输出信号为4-20mA量便于采集，同时能实现直流系统主回路和二次回路的有效隔离。
[0017]4、本实用新型紧密结合电池储能站直流系统的特点，量身定制，回路设计简单、易于实现，具有良好 的工程实用价值。
【专利附图】
【附图说明】[0018]图1为现有技术常规变站直流系统故障录波回路技术原理图。
[0019]图2为现有技术超高压、特高压直流换流站故障录波技术原理图。
[0020]图3本实用新型电池储能站直流系统故障录波采集装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
[0022]具体实施例1:
[0023]参照图3，本实施例的电池储能站直流系统故障录波采集装置，包括小功率AC/DC模块、若干个电流霍尔元件LT、若干个电压霍尔元件LV，电流霍尔元件LT串联在电池储能站直流主回路正极，电压霍尔元件LV并联在电池储能站直流主回路的正、负极二端，每个电池串配置一个电流霍尔元件LT和一个电压霍尔元件LV，全部电流霍尔元件LT和电压霍尔元件LV集中设置在一块故障录波采集屏上，所有录波信号统一从故障录波采集屏接出，不同电池串的电流、电流信号回路合并使用一根多芯电缆；所述电流霍尔元件LT和个电压霍尔元件LV的电源输入端连接小功率AC/DC模块的电压输出端Dl ；电流霍尔元件LT和个电压霍尔元件LV的信号输出端连接录波信号输出连接端，形成外接录波装置的录波信号输出端D2.[0024]具体实施中，所述的小功率AC/DC模块具有AC220V市电输入端和DC15V直流电压输出端，将AC220V转换为DC15V弱电信号，给电流霍尔元件LT和电压霍尔元件LV供电。电流霍尔元件LT和电压霍尔元件LV输出的检测信号为4-20mA的电流信号。系统设有20-50个电流霍尔元件LT和20-50个电压霍尔元件LV，构成对20-50个电池串的电流及电压检测回路，向外接录波装置输出96路4-20mA检测信号，即输出20-50个电池串的电流、电压信息。所述的外接录波装置3接入控制电缆的截面为1.5_2，该控制电缆可采用多芯控制电缆在一定程度上降低成本。
[0025]本实用新型在故障录波采集时，通过在电池串上设置DC15V弱电供电的电流霍尔元件LT串联在电池储能站直流主回路正极和电压霍尔元件LV并联在电池储能站直流主回路的正、负极二端，由电压霍尔元件LV，电流霍尔元件LT对电池储能站直流的电流信号和电压信号进行传送至录波装置3，有效的实现多点检测和降低检测装置的成本。
【权利要求】
1.电池储能站直流系统故障录波采集装置，其特征在于:包括小功率AC/DC模块、若干个电流霍尔元件LT、若干个电压霍尔元件LV，电流霍尔元件LT串联在电池储能站直流主回路正极，电压霍尔元件LV并联在电池储能站直流主回路的正、负极二端，每个电池串配置一个电流霍尔元件LT和一个电压霍尔元件LV，全部电流霍尔元件LT和电压霍尔元件LV集中设置在一块故障录波采集屏上，所有录波信号统一从故障录波采集屏接出，不同电池串的电流、电流信号回路合并使用一根多芯电缆；所述电流霍尔元件LT和个电压霍尔元件LV的电源输入端连接小功率AC/DC模块的电压输出端Dl ；电流霍尔元件LT和个电压霍尔元件LV的信号输出端连接录波信号输出连接端，形成外接录波装置的录波信号输出端D2。
2.根据权利要求1所述的电池储能站直流系统故障录波采集装置，其特征在于:小功率AC/DC模块具有AC220V市电输入端和DC15V直流电压输出端，将AC220V转换为DC15V弱电信号，给电流霍尔兀件LT和电压霍尔兀件LV供电。
3.根据权利要求1或2所述的电池储能站直流系统故障录波采集装置，其特征在于:电流霍尔元件LT和电压霍尔元件LV输出的检测信号为4-20mA的电流信号。
4.根据权利要求3所述的电池储能站直流系统故障录波采集装置，其特征在于:系统设有20-50个电流霍尔元件LT和20-50个电压霍尔元件LV，构成对20-50个电池串的电流及电压检测回路，向外接录波装置输出96路4-20mA检测信号，即输出20-50个电池串的电流、电压信息。
5.根据权利要求3所述的电池储能站直流系统故障录波采集装置，其特征在于:所述的外接录波装置(3)接入控制电缆的截面为1.5_2。
【文档编号】G01R31/36GK203759218SQ201420135622
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】周钰, 鲁丽娟, 谷新梅 申请人:中国能源建设集团广东省电力设计研究院