CN102684311A - 10千伏级联开闭所分级保护装置及其保护方法 - Google Patents

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付迎拴
刘树德
郑琰
吕建民
张朝平
杨凤民
熊卿府
张延辉
吴军
贾永红
许万鹏
张宪青
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Abstract

本发明公开了一种10千伏级联开闭所分级保护装置及其保护方法，该装置包括数个开闭所故障处理子系统和一套数据监控系统，各开闭所故障处理子系统均设置在各开闭所内，所有开闭所故障处理子系统均通过Internet网络与数据监控系统联通，所述数据监控系统以GSM短信方式与信息接收装置联通。本发明通过把一个开闭所当做一个节点，分配一个时限，进行上下级开闭所间的保护配合，最大限度的节省了时限级差，适用于负荷开关用户线路，断路器用户线故障，母线故障和联络线故障等故障类型，还可以将开闭所的数据和故障信息传输到数据监控系统，数据监控系统会立即以短信方式告知相关人员，加速故障维护的速度，实现配电网的运行监视。

Description

10千伏级联开闭所分级保护装置及其保护方法
一、技术领域：
本发明涉及一种故障处理系统，特别是涉及一种10千伏级联开闭所分级保护装置以及采用该装置来进行的保护方法，属于配电自动化领域。
二、背景技术：
近年来随着我国经济的飞速发展，相应的电力配套设施建设也是日新月异，随着配电网建设速度的不断加开和供电可靠性要求的不断提高，配电网的保护问题越来越受到关注。为了保证供电的可靠性，各大中型城市电力部门在10kV配电网的新建和改造项目中，基本上均采用了多电源开闭所环网供电的一次配电结构，而且一次主接线采用单母分段的居多。
这种配电结构运行方式灵活，减少了因故障或检修的停电时间和停电范围，加上配套合适的继电保护系统或配电自动化系统，可实现供电的安全性、连续性和可靠性。但是这种配电结构单靠微机继电保护完成不了故障隔离的任务，更完成不了供电自动恢复的任务，造成了继电保护方面设置困难、短线路造成了电流定值无法配合、多开闭所级联造成保护时限无法配合等缺点。
目前现有的配电自动化系统，虽然能够完成环网开闭所的故障处理，但都由于必须依赖通讯和配电主站或子站，系统庞大，安装和维护比较困难，难以复制和推广。
三、发明内容：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种不须依赖配电主站或子站、能够快速对各个开闭所进行故障定位、故障隔离和非故障区域供电自动恢复、可复制推广的10千伏级联开闭所分级保护装置，以及采用该装置来进行的保护方法。
本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：
一种10千伏级联开闭所分级保护装置，包括数个开闭所故障处理子系统，各开闭所故障处理子系统均设置在各开闭所内，所述10千伏级联开闭所分级保护装置还包括一套数据监控系统，所有开闭所故障处理子系统均通过Internet网络与数据监控系统联通，所述数据监控系统以GSM短信方式与信息接收装置联通。
所有开闭所故障处理子系统均采用GPRS通信方式与Internet网络联通。
所述开闭所故障处理子系统的数量为2～255个。
所述数据监控系统包括监控中心和数据中心。
所述开闭所故障处理子系统的机箱采用铝型材标准机箱。
采用上述10千伏级联开闭所分级保护装置来进行的保护方法，将每一个开闭所均当做一个节点，分配一个时限，进行上下级开闭所间的互相保护配合。
当某个开闭所出现断路器馈线短路故障时，开闭所故障处理子系统发出命令，使开闭所断路器立即跳闸，故障得以隔离，同时，该开闭所故障处理子系统采用GPRS通讯方式将相关信息发送到Internet网络，数据监控系统从Internet网络接受信息，数据监控系统通过GSM以短信方式将相关信息以信息告知相关人员。
当负荷开关馈线发生短路故障时，开闭所故障处理子系统延时0.35秒发出命令，使开闭所进线断路器跳闸；同时，当开闭所故障处理子系统又检测到负荷开关馈线失压后发出命令，使负荷开关跳闸，故障得以隔离；开闭所故障处理子系统判断故障已隔离后，发出命令使开闭所进线断路器合闸，实现非故障区域供电恢复，数据监控系统通过GSM以短信方式将相关信息告知相关人员。
当开闭所母线短路故障时，该开闭所故障处理子系统延时0.35秒发出命令，使开闭所进线断路器跳闸，故障得以隔离；当下级开闭所故障处理子系统检测到双侧失压后发出命令，使下级开闭所跳闸；当下级开闭所故障智能处理子系统检测到单侧失压后发出命令使下级开闭所合闸，实现非故障区域供电恢复，数据监控系统通过GSM以短信方式将相关信息告知相关人员。
当联络线发生短路故障时，上级开闭所故障智能处理子系统延时0.35秒发出命令，使上级开闭所跳闸，故障得以隔离；当下级开闭所故障智能处理子系统检测到双侧失压后发出命令，使下级开闭所跳闸；当下级开闭所故障处理子系统检测到单侧失压后发出命令使下级开闭所合闸，实现了非故障区域供电恢复，数据监控系统通过GSM以短信方式将相关信息告知相关人员。
本发明的积极有益效果如下：
1、本发明通过采用10千伏级联开闭所分级保护装置来进行保护，很好的解决了级联环网开闭所分级保护的问题，不需要通讯，把一个开闭所当做一个节点，分配一个时限，进行上下级开闭所间的保护配合，最大限度的节省了时限级差。适用于负荷开关用户线路，断路器用户线故障，母线故障和联络线故障等故障类型，还可以将开闭所的数据和故障信息传输到数据中心，实现配电网的运行监视。
2、本发明中数据监控系统的信息以图形画面、曲线、趋势图、报表等多种形式表示，并支持各类图形页面的在线打印；可查询历史存盘数据、历史事件、历史故障定位、隔离、恢复信息，数据查询简便、快速；具备就地/远方控制功能。
3、本发明不需要通讯就能实现级联开闭所的各种类型故障的定位、隔离和非故障区域的供电自动恢复，可避免越级跳闸事故的发生。
4、本发明可以隔离和处理开闭所电源进线（联络线）、母线、馈线为断路器回路、馈线为负荷开关回路、非正常越级跳闸等类型的故障，并实现故障区域的自动供电恢复。
5、采用本发明后，若某个开闭所出现故障，系统会立即以短信方式告知相关人员，加速故障维护的速度。
6、本发明不需配电主站或子站，各开闭所自动化系统独立运行，投资小，可靠性高，易于维护和复制推广。
四、附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中当开闭所故障处理子系统的数量为3个的时候，其电气工作原理示意图。
在图2中：假定潮流方向如图所示，电源来自1#系统变电站1DL、2DL出线断路器，1#、2#、3#开闭所均为分裂运行方式（也就是1#开闭所11DL、12DL进线开关合闸，13DL母联开关分闸；2#开闭所21DL、22DL进线开关合闸，23DL母联开关分闸；3#开闭所31DL、32DL进线开关合闸，33DL母联开关分闸）。d1为1#开闭所102DL断路器馈线短路故障点，d2为2#开闭所201F负荷开关馈线短路故障点，d3为2#开闭所母线短路故障点，d4为2#开闭所与3#开闭所之间联络线短路故障点。 
五、具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步的解释和说明：
实施例1：参见图1，如图1所示，一个开闭所故障处理系统可有最多255个开闭所故障处理子系统2和一套数据监控系统1，各开闭所故障处理子系统2安装在各开闭所内，采用GPRS方式将相关信息发送到Internet网络3，数据监控系统1从Internet网络3处接受信息，通过GSM以短信方式与信息接收装置4联通，将有关故障信息告知相关人员。
在各开闭所故障处理子系统2以及数据监控系统1都可以查看到故障线路电流值、故障时间、开关状态等。
实施例2：下面以图1和图2相结合为例来说明本发明利用实施例1的装置来对断路器馈线发生短路故障时的处理方法：假定潮流方向如图2中箭头方向所示，当d1-1#开闭所102DL断路器馈线短路故障时，图1中1#开闭所故障处理子系统发出命令，使图2中1#开闭所102DL断路器0秒跳闸，故障得以隔离；图1中1#开闭所故障处理子系统采用GPRS通讯方式将相关信息发送到Internet网络，数据监控系统从Internet网络接受信息，数据监控系统通过GSM以短信方式将“1#开闭所102DL断路器馈线故障,故障已隔离”等相关信息告知相关人员。在各开闭所故障处理子系统以及数据和监控中心都可以查看到故障线路的电流值、故障时间、开关状态等。
实施例3、下面以图1和图2相结合为例来说明本发明利用实施例1的装置来对负荷开关馈线发生短路故障时的处理方法：假定潮流方向如图2中箭头方向所示，当d2-2#开闭所201F负荷开关馈线短路故障时，图1中2#开闭所故障处理子系统检测到图2中201F负荷开关馈线短路故障，（因负荷开关不能切断短路电流）延时0.35秒发出命令，使图2中2#开闭所21DL进线断路器跳闸；图1中2#开闭所故障处理子系统又检测到图2中201F负荷开关馈线失压后发出命令，使图2中201F负荷开关跳闸，故障得以隔离；图1中2#开闭所故障处理子系统判断故障已隔离后，发出命令使图2中2#开闭所21DL进线断路器合闸，实现了非故障区域供电恢复，同样可将相关信息以信息告知相关人员。
实施例4、下面以图1和图2相结合为例来说明本发明利用实施例1的装置来对母线发生短路故障时的处理方法：假定潮流方向如图2中箭头方向所示，当d3-2#开闭所母线短路故障时，图1中2#开闭所故障处理子系统检测到图2中一段母线短路故障，延时0.35秒发出命令，使图2中2#开闭所21DL进线断路器跳闸，同时联跳203DL，故障得以隔离；图1中3#开闭所故障处理子系统检测到图2中31DL双侧失压后发出命令，使图2中3#开闭所31DL跳闸；图1中3#开闭所故障智能处理子系统检测到图2中303DL单侧失压后发出命令使图2中3#开闭所303DL合闸，实现了非故障区域供电恢复。同样可将相关信息以信息告知相关人员。
实施例5：下面以图1和图2相结合为例来说明本发明利用实施例1的装置来对联络线发生短路故障时的处理方法：假定潮流方向如图2中箭头方向所示，当d4-2#开闭所与3#开闭所联络线短路故障时，图1中2#开闭所故障智能处理子系统检测到图2中2#开闭所21DL、203DL均有故障电流通过，延时0.35秒发出命令，使图2中2#开闭所203DL跳闸，故障得以隔离；图1中3#开闭所故障智能处理子系统检测到图2中31DL双侧失压后发出命令，使图2中3#开闭所31DL跳闸；图1中3#开闭所故障处理子系统检测到图2中33DL单侧失压后发出命令使图2中3#开闭所33DL合闸，实现了非故障区域供电恢复。同样可将相关信息以信息告知相关人员。

Claims (8)

1.一种10千伏级联开闭所分级保护装置，包括数个开闭所故障处理子系统，各开闭所故障处理子系统均设置在各开闭所内，其特征在于：所述10千伏级联开闭所分级保护装置还包括一套数据监控系统（1），所有开闭所故障处理子系统均通过Internet网络（3）与数据监控系统（1）联通，所述数据监控系统（1）以GSM短信方式与信息接收装置（4）联通。
2.根据权利要求1所述的10千伏级联开闭所分级保护装置，其特征在于：所有开闭所故障处理子系统均采用GPRS通信方式与Internet网络（3）联通；所述开闭所故障处理子系统的数量为2～255个。
3.根据权利要求2所述的10千伏级联开闭所分级保护装置，其特征在于：所述数据监控系统（1）包括监控中心和数据中心。
4.一种采用权利要求3所述的10千伏级联开闭所分级保护装置来进行的保护方法，其特征在于：采用10千伏级联开闭所分级保护装置的处理模式，将每一个开闭所均当做一个节点，分配一个时限，进行上下级开闭所间的互相保护配合。
5.根据权利要求4所述的保护方法，其特征在于：当某个开闭所出现断路器馈线短路故障时，开闭所故障处理子系统发出命令，使开闭所断路器立即跳闸，故障得以隔离，同时，该开闭所故障处理子系统采用GPRS通讯方式将相关信息发送到Internet网络，数据监控系统从Internet网络接受信息，数据监控系统通过GSM以短信方式将相关信息以信息告知相关人员。
6.根据权利要求4所述的保护方法，其特征在于：当负荷开关馈线发生短路故障时，开闭所故障处理子系统延时0.35秒发出命令，使开闭所进线断路器跳闸；同时，当开闭所故障处理子系统又检测到负荷开关馈线失压后发出命令，使负荷开关跳闸，故障得以隔离；开闭所故障处理子系统判断故障已隔离后，发出命令使开闭所进线断路器合闸，实现非故障区域供电恢复，数据监控系统通过GSM以短信方式将相关信息告知相关人员。
7.根据权利要求4所述的保护方法，其特征在于：当开闭所母线短路故障时，该开闭所故障处理子系统延时0.35秒发出命令，使开闭所进线断路器跳闸，故障得以隔离；当下级开闭所故障处理子系统检测到双侧失压后发出命令，使下级开闭所跳闸；当下级开闭所故障智能处理子系统检测到单侧失压后发出命令使下级开闭所合闸，实现非故障区域供电恢复，数据监控系统通过GSM以短信方式将相关信息告知相关人员。
8.根据权利要求4所述的保护方法，其特征在于：当联络线发生短路故障时，上级开闭所故障智能处理子系统延时0.35秒发出命令，使上级开闭所跳闸，故障得以隔离；当下级开闭所故障智能处理子系统检测到双侧失压后发出命令，使下级开闭所跳闸；当下级开闭所故障处理子系统检测到单侧失压后发出命令使下级开闭所合闸，实现了非故障区域供电恢复，数据监控系统通过GSM以短信方式将相关信息告知相关人员。
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