一种超级电容器的接地短路保护系统和方法技术方案

本公开提出一种超级电容器的接地短路保护系统和方法，该系统包括故障点检测装置和短路判定装置；故障点检测装置包括过渡电阻，故障点检测装置用于在与超级电容器连接后，计算过渡电阻的阻值，判断阻值是否小于预设阻值，若小于，则计算故障点位置，以获得故障点位置的超级电容器单体；短路判定装置包括导电带，短路判定装置用于在将导电带缠绕超级电容器单体的外壳后，向超级电容器单体输入直流电压和浮充电压，获得接地短路电流，判断接地短路电流是否大于预设电流，若大于，则判定超级电容器单体存在短路故障。根据本公开的系统，能够及时准确地进行接地短路保护。够及时准确地进行接地短路保护。够及时准确地进行接地短路保护。

【技术实现步骤摘要】
一种超级电容器的接地短路保护系统和方法


[0001]本公开涉及储能系统管理
，尤其涉及一种超级电容器的接地短路保护系统和方法。

技术介绍

[0002]目前在电力系统中，储能技术在“源、网、荷、用”等领域均发挥巨大作用，传统储能技术多采用锂离子电池储能，然而锂离子电池存在循环寿命短，安全性能差和功率密度低等问题，严重影响储能工程的质量和经济性。与锂离子电池相比，超级电容器具有充放电速度快、功率密度大、循环寿命长、安全性能高等优点，这使得超级电容器是电力调频技术的新选择，并逐步在储能电站以及辅助调频设施中得到大规模使用，因此超级电容器的安全性至关重要。
[0003]目前系统在运行过程中，超级电容器的接地短路现象时有发生。接地短路后，不易察觉，系统仍然可以带故障运行。但是，随着运行时间的增加，导致故障超级电容器及其所在支路提前发生容量衰减，带来系统运行效率的降低，更有甚者，故障电容器发生过充过放，发热严重，可能导致安全事故。因此，在系统运行过程中，能够及时准确检测发现超级电容器的接地短路故障，并引起运行人员的注意，并排除接地故障，对于提升系统的安全性能和使用寿命十分重要。

技术实现思路

[0004]本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本公开的一个目的在于提出一种超级电容器的接地短路保护系统，主要目的在于及时准确地进行接地短路保护。
[0005]本公开的第二个目的在于提出一种超级电容器的接地短路保护方法。
[0006]本公开的第三个目的在于提出一种电子设备。
[0007]为了实现上述目的，本公开的第一方面实施例提供了一种超级电容器的接地短路保护系统，包括故障点检测装置和短路判定装置；
[0008]所述故障点检测装置包括过渡电阻，所述故障点检测装置用于在与超级电容器连接后，计算所述过渡电阻的阻值，判断所述阻值是否小于预设阻值，若小于，则计算故障点位置，以获得所述故障点位置的超级电容器单体；
[0009]所述短路判定装置包括导电带，所述短路判定装置用于在将所述导电带缠绕所述超级电容器单体的外壳后，向所述超级电容器单体输入直流电压和浮充电压，获得接地短路电流，判断所述接地短路电流是否大于预设电流，若大于，则判定所述超级电容器单体存在短路故障。
[0010]在本公开的一个实施例中，所述故障点检测装置包括正极端、负极端和检测端，所述正极端用于连接超级电容器的正极，所述负极端用于连接超级电容器的负极，所述检测端用于连接超级电容器的任意一处绝缘薄弱点；所述故障点检测装置还包括连接所述正极
端和所述负极端的依次串联的第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；所述故障点检测装置还包括第五电阻、第一开关和第二开关，所述第五电阻的一端连接第三电阻和第四电阻的公共端，所述第五电阻的另一端接地且同时连接所述过渡电阻的一端，所述过渡电阻的另一端为检测端，所述第一开关与第二电阻并联，所述第二开关与第三电阻并联。
[0011]在本公开的一个实施例中，所述故障点检测装置，具体用于：获取第一开关闭合且第二开关断开时所述正极端与所述负极端的第一电压和第五电阻两端的第二电压；获取第一开关断开且第二开关闭合时所述正极端与所述负极端的第三电压和第五电阻两端的第四电压；基于第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第一电阻、第二电阻和第五电阻，计算得到过渡电阻的阻值和故障点位置。
[0012]在本公开的一个实施例中，所述故障点检测装置，具体用于：基于第一电压、第二电压、第三电压、第四电压获得压差；基于第一电阻和第二电阻获得阻值系数；基于压差、阻值系数、第五电阻和第一电压获得过渡电阻的阻值；基于压差、阻值系数和第三电压获得故障点位置。
[0013]在本公开的一个实施例中，所述短路判定装置包括直流电源、电流表和浮充电源，所述直流电源的正极经电流表与导电带连接，所述直流电源的负极用于连接超级电容器单体的负极，所述浮充电源的正极用于连接超级电容器单体的正极，所述浮充电源的负极用于连接超级电容器单体的负极，所述导电带接地，所述电流表用于显示接地短路电流。
[0014]在本公开的一个实施例中，所述导电带采用金属铅带或导电铝箔胶带。
[0015]为了实现上述目的，本公开的第二方面实施例还提供了一种基于上述任意一项实施例的超级电容器的接地短路保护系统的超级电容器的接地短路保护方法，包括：
[0016]在超级电容器与故障点检测装置连接后，计算故障点检测装置中过渡电阻的阻值；
[0017]判断所述阻值是否小于预设阻值，若小于，则计算故障点位置，以获得所述故障点位置的超级电容器单体；
[0018]在将导电带缠绕所述超级电容器单体的外壳后，控制向所述超级电容器单体输入直流电压和浮充电压，获得接地短路电流；
[0019]判断所述接地短路电流是否大于预设电流，若大于，则判定所述超级电容器单体存在短路故障。
[0020]在本公开的一个实施例中，所述计算故障点检测装置中过渡电阻的阻值，包括：获取第一开关闭合且第二开关断开时所述正极端与所述负极端的第一电压和第五电阻两端的第二电压；获取第一开关断开且第二开关闭合时所述正极端与所述负极端的第三电压和第五电阻两端的第四电压；基于第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第一电阻、第二电阻和第五电阻，计算得到过渡电阻的阻值。
[0021]在本公开的一个实施例中，所述计算故障点位置，包括：基于第一电压、第二电压、第三电压、第四电压获得压差；基于第一电阻和第二电阻获得阻值系数；基于压差、阻值系数和第三电压获得故障点位置。
[0022]为了实现上述目的，本公开的第三方面实施例还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一
个处理器能够执行本公开第二方面实施例的一种超级电容器的接地短路保护方法。
[0023]在本公开一个或多个实施例中，超级电容器的接地短路保护系统包括故障点检测装置和短路判定装置；故障点检测装置包括过渡电阻，故障点检测装置用于在与超级电容器连接后，计算过渡电阻的阻值，判断阻值是否小于预设阻值，若小于，则计算故障点位置，以获得故障点位置的超级电容器单体；短路判定装置包括导电带，短路判定装置用于在将导电带缠绕超级电容器单体的外壳后，向超级电容器单体输入直流电压和浮充电压，获得接地短路电流，判断接地短路电流是否大于预设电流，若大于，则判定超级电容器单体存在短路故障。在这种情况下，利用故障点检测装置中的过渡电阻确定故障点位置，并利用短路判定装置判定接地短路电流，从而确定超级电容器单体是否存在短路故障。由此，能够及时准确地进行接地短路保护。
[0024]本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
[0025]本公开上述的和/或附加的方面和优点从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超级电容器的接地短路保护系统，其特征在于，包括故障点检测装置和短路判定装置；所述故障点检测装置包括过渡电阻，所述故障点检测装置用于在与超级电容器连接后，计算所述过渡电阻的阻值，判断所述阻值是否小于预设阻值，若小于，则计算故障点位置，以获得所述故障点位置的超级电容器单体；所述短路判定装置包括导电带，所述短路判定装置用于在将所述导电带缠绕所述超级电容器单体的外壳后，向所述超级电容器单体输入直流电压和浮充电压，获得接地短路电流，判断所述接地短路电流是否大于预设电流，若大于，则判定所述超级电容器单体存在短路故障。2.如权利要求1所述的超级电容器的接地短路保护系统，其特征在于，所述故障点检测装置包括正极端、负极端和检测端，所述正极端用于连接超级电容器的正极，所述负极端用于连接超级电容器的负极，所述检测端用于连接超级电容器的任意一处绝缘薄弱点；所述故障点检测装置还包括连接所述正极端和所述负极端的依次串联的第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；所述故障点检测装置还包括第五电阻、第一开关和第二开关，所述第五电阻的一端连接第三电阻和第四电阻的公共端，所述第五电阻的另一端接地且同时连接所述过渡电阻的一端，所述过渡电阻的另一端为检测端，所述第一开关与第二电阻并联，所述第二开关与第三电阻并联。3.如权利要求2所述的超级电容器的接地短路保护系统，其特征在于，所述故障点检测装置，具体用于：获取第一开关闭合且第二开关断开时所述正极端与所述负极端的第一电压和第五电阻两端的第二电压；获取第一开关断开且第二开关闭合时所述正极端与所述负极端的第三电压和第五电阻两端的第四电压；基于第一电压、第二电压、第三电压、第四电压、第一电阻、第二电阻和第五电阻，计算得到过渡电阻的阻值和故障点位置。4.如权利要求3所述的超级电容器的接地短路保护系统，其特征在于，所述故障点检测装置，具体用于：基于第一电压、第二电压、第三电压、第四电压获得压差；基于第一电阻和第二电阻获得阻值系数；基于压差、阻值系数、第五电阻和第一电压获得过渡电阻的阻值；基于压差、阻值系数和第三电压获得故障点位置。5.如权利要求1或4所述的超级电容器的接地短路保护系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王绍民，薛磊，陈辉，孙刚虎，刘明奇，兀鹏越，郑昀，寇水潮，潘喜良，杨沛豪，胡世铭，林兴铭，查天智，丘雪松，李晨光，邱舒婷，段欣邑，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：