CN103730879A - 一种变电站站用电系统的保护装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种变电站站用电系统的保护装置，包括：与高压断路器相连接，获取第一待测电流，将所述第一待测电流进行按照额定电流选择变比，输出第一变换电流的第一电流互感器；分别与所述第一电流互感器及高压变压器相连接，获取第二待测电流，将所述第二待测电流进行按照额定电流选择变比，输出第二变换电流的第二电流互感器；其第一端口与所述第一电流互感器相连接，获取所述第一变换电流，判定所述第一变换电流是否满足预设的第一动作规则，如果是，触发第一断路器断开的差动保护单元；与所述第二电流互感器相连接，获取所述第二变换电流，判定所述第二变换电流是否满足预设的第二动作规则，如果是，触发第二断路器断开的过流保护单元。

Description

一种变电站站用电系统的保护装置

技术领域

本申请涉及电力行业技术领域，特别涉及一种变电站站用电系统的保护装置。

背景技术

特高压站用电系统中，其工作站通常采用两级变压器串联的连接方式，其保护装置通常将高压变压器及低压变压器串联之后作为一个保护元件进行差动保护及过流保护，其中，高压变压器及低压变压器之间通过动力电缆相连接，该高压变压器通过高压断路器与高压母线相连接，该低压变压器通过低压断路器与低压线相连接。

目前，特高压站用电系统中的保护装置，通常通过在高压变压器侧配置多个P级二次绕组的电流互感器TA，如图1中所示，其中，设置一按短路电流选择的大变比TA3与差动保护单元的一端口相连接给站用电系统提供差动保护，设置一按额定电流选择的小变比TA2与过流保护单元的一端口相连接给站用电系统提供过流保护。

但上述现有方案中的保护装置中需要设置两种保护定值的电流互感器TA分别对站用电系统提供差动保护及额定保护，使得该保护装置在站用电系统的具体安装过程中，不仅元件装置较多，而且接线较为复杂，明显降低变电站站用电系统中保护装置的可靠性。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种变电站站用电系统的保护装置，用以解决现有技术中的保护装置需要设置两种保护定值的电流互感器，使得该保护装置不仅元件装置较多，而且接线较为复杂，明显降低变电站站用电系统中保护装置的可靠性的技术问题。

本申请提供了一种变电站站用电系统的保护装置，包括：

与高压断路器相连接，获取第一待测电流，将所述第一待测电流进行按照额定电流选择变比，输出第一变换电流的第一电流互感器；

分别与所述第一电流互感器及高压变压器相连接，获取第二待测电流，将所述第二待测电流进行按照额定电流选择变比，输出第二变换电流的第二电流互感器；

其第一端口与所述第一电流互感器相连接，获取所述第一变换电流，判定所述第一变换电流是否满足预设的第一动作规则，如果是，触发第一断路器断开的差动保护单元；

与所述第二电流互感器相连接，获取所述第二变换电流，判定所述第二变换电流是否满足预设的第二动作规则，如果是，触发第二断路器断开的过流保护单元。

上述保护装置，优选的，还包括：

连接于低压变压器及低压断路器之间，获取第三待测电流，将所述第三待测电流按照额定电流选择变比，输出第三变换电流，通过所述差动保护单元的第二端口触发所述差动保护单元，由所述差动保护单元判断出所述第三变换电流满足第三动作规则时触发第三断路器断开的第三电流互感器。

上述保护装置，优选的，所述第一待测电流为其对应的第一电流互感器在其饱和前电流过零点处的线性电流，其中，所述差动保护单元包括：

与所述第一电流互感器相连接的第一端口；

与所述第一端口相连接，获取所述第一变换电流，对所述第一变换电流进行采样，得到第一采样电流的第一电流采样器；

与所述第一电流采样器相连接，判断所述第一采样电流是否超过第一额定定值，如果是，触发第一断路器断开的第一触发器。

上述保护装置，优选的，所述第三待测电流为其对应的第三电流互感器在其饱和前电流过零点处的线性电流，其中，所述差动保护单元包括：

与所述第三电流互感器相连接的第二端口；

与所述第二端口相连接，获取所述第三变换电流，对所述第三变换电流进行采样，得到第二采样电流的第二电流采样器；

与所述第二电流采样器相连接，判断所述第二采样电流是否超过第二额定定值，如果是，触发第三断路器断开的第二触发器。

上述保护装置，优选的，所述第一电流互感器内设置有第一P级二次绕组，所述第一端口与所述第一P级二次绕组相连接；

所述第三电流互感器内设置有第三P级二次绕组，所述第二端口与所述第三P级二次绕组相连接。

上述保护装置，优选的，所述第一电流采样器对所述第一变换电流进行采样的采样频率为每周波24点。

上述保护装置，优选的，所述第二电流采样器对所述第二变换电流进行采样的采样频率为每周波24点。

由上述方案可知，本申请提供了一种变压器站用电系统的保护装置，通过将进行差动保护及过流保护的两个电流互感器均设置为按照额定电流选择变比的电流互感器，从而在保证对高压变换器剂低压变换器进行差动保护及过流保护的同时，在进行具体安装过程中，不仅减少元件装置的种类，而且同类元件在进行组合安装时的接线简单，增加了保护装置的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中变电站站用电系统的保护装置的结构示意图；

图2为本申请提供的一种变电站站用电系统的保护装置实施例一的结构示意图；

图3为本申请提供的一种变电站站用电系统的保护装置实施例二的结构示意图；

图4为本申请提供的一种变电站站用电系统的保护装置实施例三的部分结构示意图；

图5为本申请提供的一种变电站站用电系统的保护装置实施例四的部分结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参考图2，为本申请提供的一种变电站站用电系统的保护装置实施例一的结构示意图，其中，所述保护装置可以包括：

与高压断路器相连接，获取第一待测电流，将所述第一待测电流进行按照额定电流选择变比，输出第一变换电流的第一电流互感器101。

其中，所述高压断路器连接于所述高压母线及所述第一电流互感器101之间，所述高压变压器及所述低压变压器通过动力电缆相连接，并连接于所述高压断路器及所述低压断路器之间，所述低压断路器与低压线相连接，所述低压线向用户提供各种电器用电。其中，所述第一电流互感器101所获取到的第一待测电流即为流经所述高压断路器及所述高压变压器的电流。

分别与所述第一电流互感器101及高压变压器相连接，获取第二待测电流，将所述第二待测电流进行按照额定电流选择变比，输出第二变换电流的第二电流互感器102。

其中，所述第二电流互感器102可以如前述中分别与所述第一电流互感器101及所述高压变压器相连接，即为连接于所述第一电流互感器101及所述高压变压器之间，也可以连接于所述高压断路器及所述第一电流互感器101之间，也就是说，所述第一电流互感器101与所述第二电流互感器102在所述高压断路器及所述高压变压器之间的串联连接顺序调整，均属于本申请的发明思想，在本申请的保护范围之内。

需要说明的是，所述第二电流互感器102与所述第一电流互感器101均为按照额定电流选择变比，即为，在所述第一电流互感器101及所述第二电流互感器102中均通过配置一个按照额定电流选择变比的P级二次绕组实现。其中，所述第一电流互感器101内设置有第一P级二次绕组，所述第二电流互感器102内设置有第二P级二次绕组。

其第一端口1与所述第一电流互感器101相连接，获取所述第一变换电流，判定所述第一变换电流是否满足预设的第一动作规则，如果是，触发第一断路器断开的差动保护单元103。

其中，所述差动保护单元103可以设置有多个连接端口，该差动保护单元103除了如图2中所示通过其第一端口1与所述第一电流互感器101相连接之外，还与所述第一断路器相连接。

需要说明的是，所述第一断路器可以为设置于高压端，连接于高压母线与高压变压器之间的高压断路器实现，也就是说，所述差动保护单元103在获取到所述第一电流互感器101的第一变换电流之后，在判断出该第一变换电流满足预设的第一动作规则时，触发该高压断路器断开，由此断开所述高压母线与所述高压变压器之间的连接，对变电站站用电系统提供差动保护。

与所述第二电流互感器102相连接，获取所述第二变换电流，判定所述第二变换电流是否满足预设的第二动作规则，如果是，触发第二断路器断开的过流保护单元104。

其中，所述过流保护端104除了如图2中所示通过接口3与所述第二电流互感器102相连接之外，还与所述第二断路器相连接。

需要说明的是，所述第二断路器可以为设置于高压端，连接于所述高压母线与高压变压器之间的高压断路器实现，也就是说，所述过流保护单元104在获取到所述第二电流互感器102的第二变换电流之后，在判断出该第二变换电流满足预设的第二动作规则时，触发该高压断路器断开，由此断开所述高压母线与所述高压变压器之间的连接，对变电站站用电系统提供过流保护。

由上述方案中可知，本申请提供了一种变压器站用电系统的保护装置实施例一，通过将进行差动保护及过流保护的两个电流互感器均设置为按照额定电流选择变比的电流互感器，从而在保证对高压变换器剂低压变换器进行差动保护及过流保护的同时，在进行具体安装过程中，不仅减少元件装置的种类，而且同类元件在进行组合安装时的接线简单，增加了保护装置的可靠性。

在具体实现中，除了可以如图2中所示在高压端设置电流互感器实现差动保护及过流保护之外，还可以在低压端进行差动保护。参考图3，为本申请提供的一种变电站站用电系统的保护装置实施例二的结构示意图，其中，所述保护装置还可以包括：

连接于低压变压器及低压断路器之间，获取第三待测电流，将所述第三待测电流按照额定电流选择变比，输出第三变换电流，通过所述差动保护单元103的第二端口2触发所述差动保护单元103，由所述差动保护单元103判断出所述第三变换电流满足第三动作规则时触发第三断路器断开的第三电流互感器105。

其中，所述第三电流互感器105与所述差动保护单元103的第二端口2相连接，由此，所述差动保护单元103通过其第二端口2获取该第三电流互感器105的第三变换电流。

需要说明的是，所述第三电流互感器105所获取到的第三待测电流为所述低压变压器与所述低压断路器之间的流经电流，由此在该第三电流互感器105将该第三待测电流转换为第三变换电流之后，由所述差动保护单元103在判断出该第三变换电流满足第三动作规则时触发第三断路器断开。

其中，所述第三断路器可以为连接于所述低压变压器与低压线之间的饿低压断路器实现。

也就是说，所述第三电流互感器105通过获取流经所述低压变压器及低压线之间的电流进行获取进行由差动保护单元103进行判断，进而能够在该第三变换电流也就是第三待测电流满足第三动作规则时，触发低压断路器断开，给所述变电站站用电系统提供差动保护。

需要说明的是，所述第三电流互感器105按照额定电流选择变比，即为，在所述第三电流互感器105中通过配置一个按照额定电流选择变比的P级二次绕组实现。其中，所述第三电流互感器105内设置有第三P级二次绕组。

上述各个方案中，所述变电站站用电系统中高压端出现短路等故障时，在所述第一电流互感器101饱和前，其流经电流在过零点附近具有短时线性电流输出区间特性，因此，所述第一待测电流可以为所述第一电流互感器101在其流经电流过零点处所采集到的线性电流，因此，参考图4，为本申请提供的一种变电站站用电系统的保护装置实施例三中所述差动保护单元103的结构示意图，其中，所述差动保护单元103可以包括：

与所述第一电流互感器101相连接的第一端口1。

其中，所述第一电流互感器101内设置有第一P级二次绕组，所述第一端口1与所述第一P级二次绕组相连接。

与所述第一端口1相连接，获取所述第一变换电流，对所述第一变换电流进行采样，得到第一采样电流的第一电流采样器131。

其中，所述第一电流采样器131对所述第一变换电流进行采样的采样频率为每周波24点。

与所述第一电流采样器131相连接，判断所述第一采样电流是否超过第一额定定值，如果是，触发第一断路器断开的第一触发器132。

其中，所述第一额定定值与前文中所述第一动作规则相对应，可以为预先设置的某一额定定值，所述第一触发器132在判断出该第一采样电流值超过该第一额定定值时，即可触发所述第一断路器断开，为所述变电站站用电系统提供差动保护。

上述方案中，本申请实施例在通过按照额定电流选择变比的电流互感器进行差动保护时，利用电流互感器在其饱和前在电流过零点附近有短时线性电流输出区间的特性以及保护装置高速采样的特点，实现对高压变压器出现故障饱和前的线性电流进行采样作为电流互感器的输出变换电流，进而由差动保护单元进行量值的判定，从而在故障出现时能够及时进行保护动作，实现差动保护的目的，提高保护装置的有效性。

另外，所述变电站站用电系统中高压端出现短路等故障时，在所述第三电流互感器105饱和前，其流经电流在过零点附近具有短时线性电流输出区间特性，因此，所述第三待测电流可以为所述第三电流互感器105在其流经电流过零点处所采集到的线性电流，因此，参考图5，为本申请提供的一种变电站站用电系统的保护装置实施例四中所述差动保护单元103的结构示意图，其中，所述差动保护单元103可以包括：

与所述第三电流互感器105相连接的第二端口2。

其中，所述第三电流互感器105内设置有第三P级二次绕组，所述第二端口2与所述第三P二次级绕组相连接。

与所述第二端口2相连接，获取所述第三变换电流，对所述第三变换电流进行采样，得到第二采样电流的第二电流采样器151。

其中，所述第二电流采样器151对所述第二变换电流进行采样的采样频率为每周波24点。

需要说明的是，所述第二电流采样器151可以与前文中所述第一电流采样器131为同一元件实现。

与所述第二电流采样器152相连接，判断所述第二采样电流是否超过第二额定定值，如果是，触发第三断路器断开的第二触发器152。

其中，所述第二额定定值与前文中所述第三动作规则相对应，可以为预先设置的某一额定定值，所述第二触发器152在判断出该第二采样电流值超过该第二额定定值时，即可触发所述第三断路器断开，为所述变电站站用电系统提供差动保护。

上述方案中，本申请实施例在通过按照额定电流选择变比的电流互感器进行差动保护时，利用电流互感器在其饱和前在电流过零点附近有短时线性电流输出区间的特性以及保护装置高速采样的特点，实现对高压变压器出现故障饱和前的线性电流进行采样作为电流互感器的输出变换电流，进而由差动保护单元进行量值的判定，从而在故障出现时能够及时进行保护动作，实现差动保护的目的，提高保护装置的有效性。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种变压器站用电系统的保护装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (7)

1.一种变电站站用电系统的保护装置，其特征在于，包括：

与高压断路器相连接，获取第一待测电流，将所述第一待测电流进行按照额定电流选择变比，输出第一变换电流的第一电流互感器；

分别与所述第一电流互感器及高压变压器相连接，获取第二待测电流，将所述第二待测电流进行按照额定电流选择变比，输出第二变换电流的第二电流互感器；

其第一端口与所述第一电流互感器相连接，获取所述第一变换电流，判定所述第一变换电流是否满足预设的第一动作规则，如果是，触发第一断路器断开的差动保护单元；

与所述第二电流互感器相连接，获取所述第二变换电流，判定所述第二变换电流是否满足预设的第二动作规则，如果是，触发第二断路器断开的过流保护单元。

2.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，还包括：

连接于低压变压器及低压断路器之间，获取第三待测电流，将所述第三待测电流按照额定电流选择变比，输出第三变换电流，通过所述差动保护单元的第二端口触发所述差动保护单元，由所述差动保护单元判断出所述第三变换电流满足第三动作规则时触发第三断路器断开的第三电流互感器。

3.根据权利要求2所述的保护装置，其特征在于，所述第一待测电流为其对应的第一电流互感器在其饱和前电流过零点处的线性电流，其中，所述差动保护单元包括：

与所述第一电流互感器相连接的第一端口；

与所述第一端口相连接，获取所述第一变换电流，对所述第一变换电流进行采样，得到第一采样电流的第一电流采样器；

与所述第一电流采样器相连接，判断所述第一采样电流是否超过第一额定定值，如果是，触发第一断路器断开的第一触发器。

4.根据权利要求2或3所述的保护装置，其特征在于，所述第三待测电流为其对应的第三电流互感器在其饱和前电流过零点处的线性电流，其中，所述差动保护单元包括：

与所述第三电流互感器相连接的第二端口；

与所述第二端口相连接，获取所述第三变换电流，对所述第三变换电流进行采样，得到第二采样电流的第二电流采样器；

与所述第二电流采样器相连接，判断所述第二采样电流是否超过第二额定定值，如果是，触发第三断路器断开的第二触发器。

5.根据权利要求4所述的保护装置，其特征在于，所述第一电流互感器内设置有第一P级二次绕组，所述第一端口与所述第一P级二次绕组相连接；

所述第三电流互感器内设置有第三P级二次绕组，所述第二端口与所述第三P级二次绕组相连接。

6.根据权利要求3所述的保护装置，其特征在于，所述第一电流采样器对所述第一变换电流进行采样的采样频率为每周波24点。

7.根据权利要求4所述的保护装置，其特征在于，所述第二电流采样器对所述第二变换电流进行采样的采样频率为每周波24点。

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