CN104868454B - 备用电源自投保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种备用电源自投保护系统。该备用电源自投保护系统包括备用电源自投装置，用于当主电源发生故障时控制备用电源供电；以及合环保护装置，与备用电源自投装置相连接，用于在备用电源自投装置发生自投动作时保护备用电源自投回路，其中，备用电源自投回路中包括备用电源自投装置。通过本发明，解决了现有技术中的备用电源自投装置低压自复时出现闪动的问题。

Description

备用电源自投保护系统

技术领域

本发明涉及配电网领域，具体而言，涉及一种备用电源自投保护系统。

背景技术

在配电网中，备用电源自投装置主要包括10kV和0.4kV备用电源自投装置。在正常情况下备用电源自投装置中母联处于分位，两段母线单独供电。当某一电源发生故障时，通过备用电源自投装置投入母联，带出该段母线负荷。检修过程中为了避免造成用户短时停电，需要进行合环操作，即先合联络再断进线开关。合环操作是指两路进线电源均带电时合上母联，此时处于合环运行状态。母联处于合位后，再断开某一进线电源，从而改变运行方式，以满足检修工作要求。

在10kV电网中，备用电源自投装置和合环保护装置为两个独立装置，利用备用电源自投装置和合环保护装置来实现备用电源自投与合环保护的功能。

在0.4kV电网中，目前广泛采用低压可编程控制备用电源自投装置来实现备用电源自投与合环保护的功能，但其由于可编程控制器本身的局限性，具有以下缺点：

1、未按照主网继电保护要求设计，如在电磁兼容、测控功能、无压判断等方面的设计考虑不够完善。

2、处于低压自复工作模式时，当有存在主进线电源时，断开母联断路器，并合上主进线断路器，这样将会导致用户先停电后再上电，出现闪动现象。

3、没有模拟量采集通道，不具备提前计算两段母线各自的负荷，因此无法获取实际负荷情况，不能很好地预判合环后负荷的增加值，可能会存在合环后电流过大保护动作，部分用户停电出现闪动现象。

4、仅能处理逻辑信号，不具备检测线路上电流的功能，因此需要外部设备将变压器的运行情况及线路上的相关故障信息转换成逻辑信号接入低压可编程控制备用电源自投装置，导致可编程控制器需要与多个二次设备进行互联，增加了接线的复杂度，对现场施工和故障排除带来诸多不便。

5、不具备故障时刻的SOE记录功能，不利于后期对故障的分析，在一定程度上影响了故障后的检修和恢复供电。

针对现有技术中的备用电源自投装置低压自复时出现闪动的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种备用电源自投保护系统，以解决现有技术中的备用电源自投装置低压自复时出现闪动的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种备用电源自投保护系统。

该备用电源自投保护系统包括：备用电源自投装置，用于当主电源发生故障时控制备用电源供电；以及合环保护装置，与备用电源自投装置相连接，用于在备用电源自投装置发生自投动作时保护备用电源自投回路，其中，备用电源自投回路中包括备用电源自投装置。

进一步地，备用电源自投装置采用对备用电源自投回路中母线分段开关自投。

进一步地，备用电源自投装置的工作模式至少包括自投自复模式、自动手复模式、合环模式。

进一步地，备用电源自投装置还用于工作模式处于自投自复模式时检测是否存在主进线电源，并在检测到存在主进线电源时，通过合环保护装置对备用电源自投回路启动合环过流保护。

进一步地，合环过流保护包括经复压闭锁的两段定时限过流保护、两段零序过流保护、合闸加速保护、分段开关充电保护以及故障录波。

进一步地，备用电源自投保护系统还包括：测控装置，设置在备用电源自投回路中，用于测量备用电源自投回路中的模拟量。

进一步地，测控装置还用于控制备用电源自投回路中分段开关的分合，并统计分段开关的分合次数。

进一步地，备用电源自投保护系统还包括：显示装置，与测控装置相连接，用于显示通过测控装置测量的备用电源自投回路中的模拟量。

进一步地，显示装置还用于显示备用电源自投保护系统的运行状态，其中，备用电源自投保护系统的运行状态包括备用电源自投保护系统的自检信息和合环保护装置中保护动作元件的状态。

进一步地，备用电源自投保护系统还包括：远程控制装置，远程控制装置的一端与备用电源自投装置相连接，用于远程控制备用电源自投装置的工作模式，远程控制装置的另一端与合环保护装置相连接，用于远程控制合环保护装置的保护开入状态。

通过本发明，按照继电保护装置设计要求，将备用电源自投装置和合环保护装置集成于备用电源自投保护系统中，在备用电源自投保护系统自投后自复时，启动合环过流保护功能，解决了现有技术中的备用电源自投装置低压自复时出现闪动的问题，进而达到了简化结构，避免闪动，提高用户使用体验的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的备用电源自投保护系统的示意图；

图2是根据本发明实施例的10kV母联主接线图；以及

图3是根据本发明实施例的0.4kV母联主接线图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明旨在提供一种备用电源自投保护系统。

图1是根据本发明实施例的备用电源自投保护系统的示意图，如图1所示，该备用电源自投保护系统100包括：

备用电源自投装置101，用于当主电源发生故障时控制备用电源供电；以及合环保护装置102，与备用电源自投装置101相连接，用于在备用电源自投装置101发生自投动作时保护备用电源自投回路，其中，备用电源自投回路中包括备用电源自投装置101。

可选地，该实施例中的备用电源自投装置101采用对备用电源自投回路中母线分段开关自投。其中，备用电源自投回路由设置在第一主进线上的第一断路器、设置在第二主进线上的第二断路器以及设置在母线上的第三断路器组成。备用电源自投装置101设置在母线上，用于对备用电源自投回路中母线分段开关自投。备用电源自投装置101的工作模式至少包括自投自复模式、自动手复模式、合环模式。其中，当备用电源自投装置101的工作模式处于自投自复模式时，备用电源自投装置101用于检测是否存在主进线电源，其中，当检测到存在主进线电源时，通过合环保护装置102对备用电源自投回路启动合环过流保护，这样保证了用户不会因自复出现闪动现象，从而达到了提高用户使用体验的效果。

可选地，该实施例中的备用电源自投装置101采用两种方式的无压跳开关以及两种方式的分段开关备用电源自投。该实施例的备用电源自投保护系统100通过备用电源自投装置101实现了保证了供电的连续性，同时，达到了避免自复时出现闪动现象，提高用户使用体验的效果。

可选地，该实施例中的合环保护装置102的合环过流保护包括经复压闭锁的两段定时限过流保护、两段零序过流保护、合闸加速保护、分段开关充电保护以及故障录波。在备用电源自投装置101自复时，当检测到一路主进线来电时，合环保护装置102启动合环过流保护，先合上主进线断路器后再断开母联断路器。通过该实施例中的合环保护装置102的过流保护功能保证了低压用户不会因为自复出现闪动现象。

可选地，该实施例的备用电源自投保护系统100还包括：测控装置，设置在备用电源自投回路中，用于测量备用电源自投回路中的模拟量。其中，模拟量包括P、Q、IA、IC、COSΦ。此外，测控装置还用于控制备用电源自投回路中分段开关的分合，并统计分段开关的分合次数及事件SOE等；测控装置还用于采集4路遥信开入，控制备用电源自投保护系统100遥信变位以及事故遥信等。

可选地，该实施例的备用电源自投保护系统100还包括：显示装置，与测控装置相连接，用于显示通过测控装置测量的备用电源自投回路中的模拟量。显示装置还用于显示备用电源自投保护系统100的运行状态，其中，备用电源自投保护系统100的运行状态包括备用电源自投保护系统100的自检信息和合环保护装置102中保护动作元件的状态。

可选地，该实施例的备用电源自投保护系统100还包括：远程控制装置，远程控制装置的一端与备用电源自投装置101相连接，用于远程控制备用电源自投装置101的工作模式，远程控制装置的另一端与合环保护装置102相连接，用于远程控制合环保护装置102的保护开入状态。

该实施例的备用电源自投保护系统100通过远程控制装置和显示装置可以实现备用电源自投保护系统100描述和参数的远程查看；保护定值、区号的远程查看和修改；保护功能软压板状态的远程查看和投退；备用电源自投保护系统100保护开入状态的远程查看；备用电源自投保护系统100运行状态(包括保护动作元件的状态和备用电源自投保护系统100的自检信息)的远程查看；实现远程复归备用电源自投保护系统100的信号；以及分段保护故障录波(包括波形数据上送)。

本发明实施例还提供了一种典型的备用电源自投方案，该方案不仅适用于10kV电网，而且适用于0.4kV电网。

10kV母联备用电源自投方案，具有带低电压闭锁的过流加速和零序加速保护功能。图2是根据本发明实施例的10kV母联主接线图，如图2所示，该备用电源自投保护系统包括：

至少一个备用电源自投回路，其中，备用电源自投回路中包括：第一断路器1DL，设置在第一主进线上；第二断路器2DL，设置在第二主进线上；以及第三断路器3DL，设置在母线上。该实施例的备用电源自投保护系统中的备用电源自投装置设置在母线上，用于对备用电源自投回路中母线分段开关自投。其中，母线包括第一母线和第二母线。利用备用电源自投装置对第一母线和第二母线分段开关。第一母线电压为110kV，第二母线电压为10kV，第一母线电压大于第二母线电压。利用备用电源自投装置145将第一母线分为1#和2#两段，利用备用电源自投装置234、245、256、263将第二母线分为3A#、3B#、4A#、4B#、5A#、5B#、6A#以及6B#八段。

该实施例中的至少一个备用电源自投回路包括第一备用电源自投回路和第二备用电源自投回路。第一备用电源自投回路设置在第一母线上，第二备用电源自投回路设置在第二母线上。第一备用电源自投回路由第一主进线上的第一断路器112(1DL)、第二主进线上的第二断路器113(2DL)以及第一母线上的第三断路器145(3DL)组成，其中，第一备用电源自投回路中的自投装置145设置在第一母线上。第二备用电源自投回路由第一主进线上的第一断路器203B(1DL)、第二主进线上的第二断路器202A(2DL)以及第二母线上的第三断路器245(3DL)组成，其中，第二备用电源自投回路中的自投装置245设置在第二母线上。

可选地，该实施例中的第二母线的分段开关量大于第一母线的分段开关数据，且设置在第二母线上的第二备用电源自投回路的个数大于设置在第一母线上的第一备用电源自投回路的个数。

该实施例的备用电源自投保护系统中还包括：电压互感器，其中，电压互感器的第一端连接至第一备用电源自投回路，电压互感器的第二端连接至第二备用电源自投回路。

可选地，该实施例中的电压互感器至少包括：第一电压互感器，其中，第一电压互感器的第一端连接至第一备用电源自投回路的第一主进线，第一电压互感器的第二端连接至第二备用电源自投回路的第二主进线；第二电压互感器，其中，第二电压互感器的第一端连接至第一备用电源自投回路的第二主进线，第二电压互感器的第二端连接至第二备用电源自投回路的第一主进线。

第一电压互感器的第二端分为两个分支，其中一个分支进入第二备用电源自投回路中的第二主进线，另外一个分支进入断路器202B所在的主进线。第二电压互感器的第二端也分为两个分支，其中一个分支进入第二备用电源自投回路中的第一主进线，另外一个分支进入断路器203A所在的主进线。

图2中的其他备用电源自投回路、备用电源自投回路中的断路器和电压互感器与上述介绍类似，此处不再进行详细介绍。该实施例的备用电源自投保护系统为具有带低压闭锁的过流加速和零序加速保护的保护系统。该备用电源自投保护系统的备用电源自投逻辑为：正常状态下，1DL和2DL任一断路器断开时(不测母线无压，由节点控制)，且3DL处于分位，自投3DL断路器。对该实施例中的元器件的选型，使得该实施例的备用电源自投保护系统能够在最高严酷等级的电磁兼容环境下正常工作，同时能够在-40～70摄氏度的温度环境下正常工作，从而提高了备用电源自投保护系统的性能。

图3是根据本发明实施例的0.4kV母联主接线图，如图3所示，0.4kV电网中的备用电源自投保护系统的备用电源自投保护方案与图2所示的10kV电网中的备用电源自投保护系统的备用电源自投保护方案相同，此处不再赘述。

如图3所示，该实施例中的至少一个备用电源自投回路包括第一备用电源自投回路和第二备用电源自投回路。第一备用电源自投回路包括第一断路器201DL，设置在第一主进线上；第二断路器202DL，设置在第二主进线上；以及第三断路器245DL，设置在母线上，利用自投装置(第三断路器245DL)将母线分为1#和2#两段。第二备用电源自投回路由第一主进线上的第一断路器381DL、第二主进线上的第二断路器382DL以及母线上的第三断路器345DL组成，其中，第二备用电源自投回路中的自投装置345DL所在的母线电压为0.4kV，利用自投装置(第三断路器345DL)将母线分为3#和4#两段。

该实施例的备用电源自投保护系统中的备用电源自投装置设置在母线上，用于对备用电源自投回路中母线分段开关自投。该实施例的备用电源自投保护系统中还包括：电压互感器，其中，电压互感器的第一端连接至第一备用电源自投回路，电压互感器的第二端连接至第二备用电源自投回路。

可选地，该实施例中的电压互感器至少包括：第一电压互感器，其中，第一电压互感器的第一端通过211DL连接至第一备用电源自投回路的第一主进线，第一电压互感器的第二端连接至第二备用电源自投回路的381DL和1PX；第二电压互感器，其中，第二电压互感器的第一端通过222DL连接至第一备用电源自投回路的第二主进线，第二电压互感器的第二端连接至第二备用电源自投回路的382DL和2PX。

该实施例的备用电源自投保护系统当381DL处于闭合状态，1PX或者PT1有电压时，无压跳闸1处于充电状态；当381DL处于断开状态，无压跳闸1处于放电状态。当382DL处于闭合状态，2PX或者PT2有电压时，无压跳闸2处于充电状态；当382DL处于断开状态，无压跳闸2处于放电状态。当381DL处于闭合状态，382DL处于闭合状态，且345DL处于断开状态时，备用电源自投回路处于充电状态；当381DL、382DL处于保护动作，345DL处于闭合状态，第一电压互感器和第二电压互感器处于过流保护动作时，手跳345DL，备用电源自投回路处于放电状态。该实施例的备用电源自投保护系统中的无压跳自投动作行为包括：当PT1和1PX的电压低于整定值时，断开381DL，闭合345DL；当PT2和2PX的电压低于整定值时，断开382DL，闭合345DL；当达到合环电流值时，合环选跳381DL，382DL，345DL。

从以上的描述中，可以看出，本发明实施例的备用电源自投保护系统通过按照主网继电保护要求，将备用电源自投功能和合环保护功能集成于备用电源自投保护系统中，解决了现有技术中的备用电源自投保护装置未按照主网继电保护要求设计的问题，完善了备用电源自投保护系统的功能，提高了可靠性，缩短了用户的停电时间，进而达到了简化结构，避免用户短时停电的效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种备用电源自投保护系统，其特征在于，包括：

备用电源自投装置，用于当主电源发生故障时控制备用电源供电；以及

合环保护装置，与所述备用电源自投装置相连接，用于在所述备用电源自投装置发生自投动作时保护备用电源自投回路，其中，所述备用电源自投回路中包括所述备用电源自投装置；

其中，所述备用电源自投保护系统还包括：

测控装置，设置在所述备用电源自投回路中，用于测量所述备用电源自投回路中的模拟量；

其中，所述测控装置还用于控制所述备用电源自投回路中分段开关的分合，并统计所述分段开关的分合次数；

其中，所述备用电源自投保护系统还包括：

显示装置，与所述测控装置相连接，用于显示通过所述测控装置测量的所述备用电源自投回路中的模拟量；

其中，所述备用电源自投装置和所述合环保护装置集成于所述备用电源自投保护系统中；

其中，所述备用电源自投装置采用对所述备用电源自投回路中母线分段开关自投；

所述母线包括第一母线和第二母线，利用所述备用电源自投装置对所述第一母线和所述第二母线分段开关；

所述备用电源自投回路包括第一备用电源自投回路和第二备用电源自投回路，其中，所述第一备用电源自投回路设置在所述第一母线上，所述第二备用电源自投回路设置在所述第二母线上；

所述第二母线的分段开关量大于所述第一母线的分段开关量，且设置在所述第二母线上的所述第二备用电源自投回路的个数大于设置在所述第一母线上的所述第一备用电源自投回路的个数。

2.根据权利要求1所述的备用电源自投保护系统，其特征在于，所述备用电源自投装置的工作模式至少包括以下任意一种：自投自复模式、自动手复模式、合环模式。

3.根据权利要求2所述的备用电源自投保护系统，其特征在于，所述备用电源自投装置还用于所述工作模式处于所述自投自复模式时检测是否存在主进线电源，并在检测到存在主进线电源时，通过所述合环保护装置对所述备用电源自投回路启动合环过流保护。

4.根据权利要求3所述的备用电源自投保护系统，其特征在于，所述合环过流保护包括经复压闭锁的两段定时限过流保护、两段零序过流保护、合闸加速保护、分段开关充电保护以及故障录波。

5.根据权利要求1所述的备用电源自投保护系统，其特征在于，所述显示装置还用于显示所述备用电源自投保护系统的运行状态，其中，所述备用电源自投保护系统的运行状态包括所述备用电源自投保护系统的自检信息和所述合环保护装置中保护动作元件的状态。

6.根据权利要求1所述的备用电源自投保护系统，其特征在于，所述备用电源自投保护系统还包括：

远程控制装置，所述远程控制装置的一端与所述备用电源自投装置相连接，用于远程控制所述备用电源自投装置的工作模式，

所述远程控制装置的另一端与所述合环保护装置相连接，用于远程控制所述合环保护装置的保护开入状态。