风电场集电线路的保护装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及电力技术领域，具体而言，涉及一种风电场集电线路的保护装置。
【背景技术】
[0002]风电场集电线路一般采用一条线路并接多台箱式变压器(以下简称箱变)，箱变一般在高压侧配置熔断器作为本体及低压侧短路故障保护，集电线路一般采用三段式电流保护，该接线方式造价较低，但集电线路保护普遍没有选择性，箱变高压侧故障时，集电线路保护会越级动作，扩大停电范围。内蒙古、甘肃等风电基地曾发生过多起箱变故障导致集电线路保护越级跳阐的事故，损失出力累计高达几十万千瓦。
[0003]为了提高保护选择性，避免集电线路保护越级跳阐事故的发生，目前普遍釆用的一种方案是集电线路配短时限电流速断保护，电流定值按线路末端两相短路有灵敏度整定，时间定值为0.3s，该方案在一定程度上可以提高线路保护的选择性，但不能从根本上解决保护选择性的问题。其原因是熔断器保护具有反时限特性，其动作时间与短路电流的平方成反比，集电线路短时限电流速断的延时时间很难与其精确配合，当箱变发生故障时，集电线路保护仍有可能会越级动作，使整个线路上的所有箱变停电。另外，当集电线路靠近中压母线侧故障时，由于集电线路保护设有的延时，保护不能快速动作，而风力发电机定子侧电压多数会跌落至20%额定电压以下，整个中压母线上的所有风电机组都有可能经短延时而跳闸，扩大跳闸范围。
[0004]因此，亟需一种能从根本上避免集电线路保护越级跳阐事故发生的风电场集电线路的保护装置。
【实用新型内容】
[0005]本申请旨在提供一种风电场集电线路的保护装置，以解决现有技术中不能从根本上避免集电线路保护越级跳阐事故发生问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种风电场集电线路的保护装置，上述保护装置包括:至少一个合并单元、一个数字式保护单元、至少一个箱变终端设备与一个集电线路终端设备。其中，合并单元用来将从箱变与集电线路采集得到的模拟信号转化为数字信号；数字式保护单元通过第一传输线路与至少一个上述合并单元电连接，用于判断上述箱变和/或上述集电线路是否需要跳闸，当上述箱变和/或上述集电线路需要跳闸时，发出对应的跳闸信号；箱变终端设备通过第二传输线路与上述数字式保护单元相连接，用于接收上述跳闸信号，并对上述箱变下达跳闸命令；集电线路终端设备通过上述第二传输线路与上述数字式保护单元相连接，用于接收上述跳闸信号，并对上述集电线路下达跳闸命令。
[0007]进一步地，上述数字式保护单元具有嵌入式IEC61850通信功能。
[0008]进一步地，上述数字式保护单元包括箱变差动保护模块、集电线路电流速断保护模块、集电线路限时电流速断保护模块与集电线路方向过流保护模块。
[0009]进一步地，上述保护装置包括箱变和风机的合并单元与集电线路合并单元。
[0010]进一步地，上述保护装置还包括箱变断路器与集电线路断路器，上述箱变断路器设置在各上述箱变的高压侧，上述集电线路断路器设置在中压母线侧。
[0011]进一步地，上述保护装置还包括至少一个交换机，上述交换机设置在上述第一传输线路和/或上述第二传输线路上。
[0012]进一步地，上述保护装置包括两个交换机。
[0013]进一步地，上述交换机为SV与GOOSE共网的交换机。
[0014]应用本申请的保护装置，数字式保护单元对通过第一传输线路发送来的数字信号进行分析，分别判断各个箱变与集电线路是否需要跳闸，当某个箱变需要跳闸时，数字式保护单元将跳闸信号传送到对应的箱变终端设备中，其对箱变执行跳闸；当集电线路需要跳闸时，数字式保护单元将跳闸信号传送到集电线路终端设备中，并对集电线路执行跳闸。这样通过该保护装置能够准确地判断出是哪个设备出现了问题，并对该设备执行跳闸，避免了现有技术中的越级跳闸的现象。
【附图说明】
[0015]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0016]图1示出了本申请一种典型实施方式提出的一种风电场集电线路的保护装置的结构示意图；
[0017]图2示出了一种优选实施例提供的数字式保护单元的结构示意图；
[0018]图3示出了图2所示的数字式保护单元的逻辑图；
[0019]图4示出了一种优选实施例提供的风电场集电线路的保护装置结构示意图；以及
[0020]图5示出了一种优选实施例提供的风电场集电线路的保护装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0022]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0023]正如【背景技术】所介绍的现有技术中的风电场集电线路的保护装置不能从根本上避免集电线路保护越级跳闸事故的发生，为了解决如上问题，本申请提出了一种风电场集电线路的保护装置。
[0024]本申请一种典型的实施方式中，提供了一种风电场集电线路的保护装置，该保护装置包括至少一个合并单元10、一个数字式保护单元30、至少一个箱变终端设备50与一个集电线路终端设备70。其中，合并单元10用来将从箱变与集电线路采集得到的模拟信号转化为数字信号；数字式保护单元30通过第一传输线路01与任意一个合并单元10电连接，用于判断上述箱变和/或上述集电线路是否需要跳闸，当上述箱变和/或上述集电线路需要跳闸时，发出对应的跳闸信号；箱变终端设备50通过第二传输线路03与上述数字式保护单元30相连接，用于接收上述跳闸信号，并对上述箱变下达跳闸命令；集电线路终端设备70通过上述第二传输线路03与上述数字式保护单元30相连接，用于接收上述跳闸信号，并对上述集电线路下达跳闸命令，图1示出了一种风电场集电线路的保护装置，该装置中包括一个合并单元10、一个数字式保护单元30、一个箱变终端设备50与一个集电线路终端设备70。
[0025]通过上述的保护装置，数字式保护单元30对通过第一传输线路01发送来的数字信号进行分析，分别判断各个箱变与集电线路是否需要跳闸，当某个箱变需要跳闸时，数字式保护单元30将跳闸信号传送到对应的箱变终端设备50中，其对箱变执行跳闸；当集电线路需要跳闸时，数字式保护单元30将跳闸信号传送到集电线路终端设备70中，并对集电线路执行跳闸。这样通过该保护装置能够准确地判断出是哪个设备出现了问题，并对该设备执行跳闸，避免了现有技术中的越级跳闸的现象。
[0026]本申请一种实施例中，上述第一传输线路01与第二传输线路03均为光纤。
[0027]为了扩大该保护装置的应用范围，本申请优选上述数字式保护单元30具有嵌入式IEC61850通信功能。
[0028]本申请的一种优选的实施例中，如图2所示，上述数字式保护单元30包括箱变差动保护模块31、集电线路电流速断保护模块33、集电线路限时电流速断保护模块35与集电线路方向过流保护模块37。也就是说集电线路通采用三段保护。
[0029]图3为数字式保护单元30的控制逻辑图，图中的“……”表示其它的未画出的箱变差动保护模块31，箱变差动保护模块31首先计算出各个箱变的流入电流与流出电流的电流差值，再将电流差值与第一阈值(即电流差值的阈值)作比较，根据比较的结果来判断是否需要发出箱变的跳闸信号。当有一个箱变的电流差值大