CN105006812A - 基于小电源接入系统的继电保护配置装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于小电源接入系统的继电保护配置装置，用于小电源接入系统连接至系统变电站的结构，包含：第一断路器，其设置在小电源接入系统内的小电源侧；第二断路器，其与第一断路器相连；第三断路器，其设置在系统变电站内的变压器侧；其中，所述的第一断路器和第二断路器上均设置有纵差保护装置和后备保护装置；所述的第三断路器上设置有主变小电源方向过流装置。本发明通过设置方向保护、纵差保护装置和故障解列装置来切除线路故障；并且通过后备保护装置进一步确保故障的有效可靠切除；在分布式小电源发电技术广泛应用的同时，保证电网安全稳定的运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种继电保护配置装置，具体是指一种基于小电源接入系统的继电保护配置装置。
背景技术
分布式电源（Distributed Generation，DG）是一种新兴的电力电源技术。分布式电源是指直接布置在配网或分布在负荷附近的、功率处于数千瓦至50MW之间的、小型模块式的、与环境兼容的独立电源。主要形式有风力发电、小燃气轮机发电，燃料电池发电以及太阳能电池发电等。与传统的集中式发电方式相比，优势在于可以充分开发利用各种可用的分散存在的能源，具有投资较少、发电方式灵活、环保性能好，更重要的是分布式电源应对高峰期电力负荷比集中供电更加经济、有效等优点。针对供电能力低、负荷较重区域，分布式电源是相当有效的就地补偿能源的手段。在经济腾飞的时代，分布式电源是电力系统今后发展的主方向。
由于分布式电源的接入，将不可避免地使电力系统的结构发生改变。当电网发生故障，改变了短路电流的分布，对电力系统继电保护及安全自动装置的配置带来了一定的影响。大电网与分布式发电相结合作为21世纪电力工业的发展方向，越来越多的分布电源将接入电力系统中，有必要对接入后的网架结构进行分析和研究，优化该区域的电网保护系统，提高分布式电源并网后电网的安全稳定运行。
通常所指的小电源是指以10kV至110kV电压等级在公共连接点处接入系统电网的小型电源。根据小电源并网技术的类型分类，可分为直接与系统连接（机电式）和通过逆变器与系统相连的两大类。第一类小电源是旋转式发电机直接发出工频交流电，如小型燃气轮机组发电、地热发电、水力发电、太阳热发电等；第二类小电源通常指经直流电逆变上网的小电源，如风力发电、光伏发电、燃料电池及各种电能储存技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于小电源接入系统的继电保护配置装置，通过设置方向保护、纵差保护装置和故障解列装置，切除线路故障；并且通过后备保护装置进一步确保故障的有效可靠切除；在分布式小电源发电技术广泛应用的同时，保证电网安全稳定的运行。
为实现上述目的，本发明的技术方案是提供一种基于小电源接入系统的继电保护配置装置，用于小电源接入系统直接连接至系统变电站的结构，包含：第一断路器，其设置在小电源接入系统内，且该第一断路器的一端与小电源接入系统内的小电源连接；第二断路器，其设置在系统变电站内，且该第二断路器的一端与第一断路器的另一端连接，该第二断路器的另一端与系统变电站内的低/中压母线连接；第三断路器，其设置在系统变电站内，且该第三断路器的一端与系统变电站内的低/中压母线连接，该第三断路器的另一端与系统变电站内的变压器连接；其中，所述的第一断路器和第二断路器上均设置有纵差保护装置和后备保护装置；所述的第三断路器上设置有主变小电源方向过流装置。
所述的第一断路器和第二断路器上还均设置有故障解列装置，且第一断路器上的故障解列装置的动作时间小于第二断路器上的故障解列装置的动作时间。
所述的系统变电站内还设置有故障录波仪。
本发明还提供一种基于小电源接入系统的继电保护配置装置，用于小电源接入系统通过系统开关站连接至系统变电站的结构，包含：第一断路器，其设置在小电源接入系统内，且该第一断路器的一端与小电源接入系统内的小电源连接；第二断路器，其设置在系统开关站内，且该第二断路器的一端与第一断路器的另一端连接，该第二断路器的另一端与系统开关站内的开关站母线连接；第四断路器，其设置在系统开关站内，且该第四断路器的一端与系统开关站内的开关站母线连接；第五断路器，其设置在系统变电站内，且该第五断路器的一端与第四断路器的另一端连接，该第五断路器的另一端与系统变电站内的低/中压母线连接；第三断路器，其设置在系统变电站内，且该第三断路器的一端与系统变电站内的低/中压母线连接，该第三断路器的另一端与系统变电站内的变压器连接；其中，所述的第一断路器、第二断路器、第四断路器和第五断路器上均设置有纵差保护装置和后备保护装置；所述的第三断路器上设置有主变小电源方向过流装置。
所述的第一断路器和第二断路器上还均设置有故障解列装置，且第一断路器上的故障解列装置的动作时间小于第二断路器上的故障解列装置的动作时间。
所述的系统变电站内还设置有故障录波仪。
本发明还提供一种基于小电源接入系统的继电保护配置装置，用于小电源接入系统通过第二系统变电站连接至第一系统变电站的结构，包含：第一断路器，其设置在小电源接入系统内，且该第一断路器的一端与小电源接入系统内的小电源连接；第二断路器，其设置在第二系统变电站内，且该第二断路器的一端与第一断路器的另一端连接，该第二断路器的另一端与第二系统变电站内的高压母线连接；第四断路器，其设置在第二系统变电站内，且该第四断路器的一端与第二系统变电站内的高压母线连接；第五断路器，其设置在第一系统变电站内，且该第五断路器的一端与第四断路器的另一端连接，该第五断路器的另一端与第一系统变电站内的低/中压母线连接；第三断路器，其设置在第一系统变电站内，且该第三断路器的一端与第一系统变电站内的低/中压母线连接，该第三断路器的另一端与第一系统变电站内的变压器连接；其中，所述的第一断路器、第二断路器、第四断路器和第五断路器上均设置有纵差保护装置和后备保护装置；所述的第三断路器上设置有主变小电源方向过流装置。
所述的第一断路器和第二断路器上还均设置有故障解列装置，且第一断路器上的故障解列装置的动作时间小于第二断路器上的故障解列装置的动作时间。
所述的第一系统变电站和第二系统变电站内还设置有故障录波仪。
综上所述，本发明所提供的基于小电源接入系统的继电保护配置装置，在输电线路上的小电源至电网方向配置方向保护，在小电源侧设置纵差保护装置和故障解列装置，切除线路故障；并且在小电源侧还设置后备保护装置，进一步确保故障的有效可靠切除；在分布式小电源发电技术广泛应用的同时，保证电网安全稳定的运行。
附图说明
图1为本发明中的基于小电源接入系统的继电保护配置装置的实施例一的电路示意图；
图2为本发明中的基于小电源接入系统的继电保护配置装置的实施例二的电路示意图；
图3为本发明中的基于小电源接入系统的继电保护配置装置的实施例三的电路示意图。
具体实施方式
以下结合图1～图3，详细说明本发明的多个优选实施例。
在本发明的第一个优选实施例中，所述的基于小电源接入系统的继电保护配置装置，适用于小电源接入系统直接连接至系统变电站的结构，包含：第一断路器，其设置在小电源接入系统内，且该第一断路器的一端与小电源接入系统内的小电源连接；第二断路器，其设置在系统变电站内，且该第二断路器的一端与第一断路器的另一端连接，该第二断路器的另一端与系统变电站内的低/中压母线连接；第三断路器，其设置在系统变电站内，且该第三断路器的一端与系统变电站内的低/中压母线连接，该第三断路器的另一端与系统变电站内的变压器连接；其中，所述的第一断路器和第二断路器上均设置有纵差保护装置和后备保护装置；所述的第三断路器上设置有主变小电源方向过流装置。
所述的第一断路器和第二断路器上还均设置有故障解列装置，且第一断路器上的故障解列装置的动作时间小于第二断路器上的故障解列装置的动作时间。
所述的系统变电站内还设置有故障录波仪。
具体请参考图1，其中所述的小电源接入系统直接接入系统变电站的低压母线。第一断路器M的一端和第二断路器D的一端相互连接形成线路L1后，第一断路器M的另一端连接小电源G，第二断路器D的另一端连接系统变电站的低压母线。而第三断路器B的一端连接系统变电站的低压母线，另一端连接变压器1。
假如线路L1上的K1点发生线路故障，第一断路器M和第二断路器D上的纵差保护装置作为主保护，启动主后合一光纤电流差动保护，其动作范围是线路L1全线，动作时间为0秒。此时，K1点两侧的纵差保护装置跳开，使得第一断路器M和第二断路器D的开关断开，K1点故障被切除。而如果按照现有技术中未安装纵差保护装置的话，一般只在线路L1一侧的第二断路器D上安装继电保护装置，那么如果线路L1上的K1点发生故障，继电保护装置保护动作跳开第二断路器D的开关，此时只能使得系统变电站侧得到保护；但是小电源接入系统侧因为没有安装继电保护装置，所以使得小电源G无法跳开，将持续向线路L1上的故障点K1输送故障电流，将对设备造成巨大损害。
进一步，如果遇到线路L1上的K1点发生线路故障时，万一纵差保护装置因为故障而没有启动保护动作，则此时将依靠第一断路器M和第二断路器D上的后备保护装置动作，断开第一断路器M和第二断路器D的开关，其作用与纵差保护装置相同，都是为了跳开故障点K1两侧的断路器开关，可靠切除故障。其中，所述的后备保护装置采用距离或方向过流、零流保护。
另外，假如变压器1高压侧的K2点发生故障，由于变压器1低压侧的第三断路器B上安装有主变小电源方向过流装置，那么此时该主变小电源方向过流装置作为变压器1的后备保护，切除变压器1低压侧的第三断路器B的开关，使得K2点故障被完全隔离切除。
所述的安装在第一断路器M和第二断路器D上的故障解列装置，能在系统频率、电压不稳定时，及时切除小电源G的并网线路，确保供电质量和电网的安全稳定运行。其中，安装在第一断路器M上的故障解列装置包括低/过压保护、低/过频保护以及零压保护功能，其动作时间小于安装在第二断路器D上的故障解列装置的动作时间，且具有一定级差。
所述的安装在系统变电站内的故障录波仪，用于采集电路上各支路电流电压的信息，以用于记录和反馈。
在本发明的第二个优选实施例中，所述的基于小电源接入系统的继电保护配置装置，适用于小电源接入系统通过系统开关站连接至系统变电站的结构，包含：第一断路器，其设置在小电源接入系统内，且该第一断路器的一端与小电源接入系统内的小电源连接；第二断路器，其设置在系统开关站内，且该第二断路器的一端与第一断路器的另一端连接，该第二断路器的另一端与系统开关站内的开关站母线连接；第四断路器，其设置在系统开关站内，且该第四断路器的一端与系统开关站内的开关站母线连接；第五断路器，其设置在系统变电站内，且该第五断路器的一端与第四断路器的另一端连接，该第五断路器的另一端与系统变电站内的低/中压母线连接；第三断路器，其设置在系统变电站内，且该第三断路器的一端与系统变电站内的低/中压母线连接，该第三断路器的另一端与系统变电站内的变压器连接；其中，所述的第一断路器、第二断路器、第四断路器和第五断路器上均设置有纵差保护装置和后备保护装置；所述的第三断路器上设置有主变小电源方向过流装置。
所述的第一断路器和第二断路器上还均设置有故障解列装置，且第一断路器上的故障解列装置的动作时间小于第二断路器上的故障解列装置的动作时间。
所述的系统变电站内还设置有故障录波仪。
具体请参考图2，其中所述的小电源接入系统通过系统开关站接入系统变电站的低压母线。第一断路器M的一端和第二断路器D的一端相互连接形成线路L1后，第一断路器M的另一端连接小电源G，第二断路器D的另一端连接系统开关站的开关站母线。第四断路器C和第五断路器A的一端相互连接形成线路L2后，第四断路器C的另一端连接系统开关站的开关站母线，第五断路器A的另一端连接系统变电站的低压母线。第三断路器B的一端连接系统变电站的低压母线，另一端连接变压器1。
同样的，假如线路L1上的K1点发生线路故障，那么与实施例一中的原理相同，K1故障点两侧的纵差保护装置启动保护动作，跳开第一断路器M和第二断路器D上的开关，K1点故障被切除。
进一步，如果纵差保护装置因为故障而没有启动保护动作，则此时将仍然依靠第一断路器M和第二断路器D上的后备保护装置动作，跳开第一断路器M和第二断路器D的开关，K1点故障被切除。
假如线路L2上的K3点发生线路故障，那么K3故障点两侧的纵差保护装置启动保护动作，跳开第四断路器C和第五断路器A上的开关，K3点故障被切除。
进一步，如果纵差保护装置因为故障而没有启动保护动作，则此时将依靠第四断路器C和第五断路器A上的后备保护装置动作，跳开第四断路器C和第五断路器A的开关，K3点故障被切除。
另外，假如变压器1高压侧的K2点发生故障，由于变压器1低压侧的第三断路器B上安装有主变小电源方向过流装置，那么此时该主变小电源方向过流装置作为变压器1的后备保护，切除变压器1低压侧的第三断路器B的开关，使得K2点故障被完全隔离切除。
所述的安装在第一断路器M和第二断路器D上的故障解列装置，能在系统频率、电压不稳定时，及时切除小电源G的并网线路，确保供电质量和电网的安全稳定运行。其中，安装在第一断路器M上的故障解列装置包括低/过压保护、低/过频保护以及零压保护功能，其动作时间小于安装在第二断路器D上的故障解列装置的动作时间，且具有一定级差。
所述的安装在系统变电站内的故障录波仪，用于采集电路上各支路电流电压的信息，以用于记录和反馈。
在本发明的第三个优选实施例中，所述的基于小电源接入系统的继电保护配置装置，适用于小电源接入系统通过第二系统变电站连接至第一系统变电站的结构，包含：第一断路器，其设置在小电源接入系统内，且该第一断路器的一端与小电源接入系统内的小电源连接；第二断路器，其设置在第二系统变电站内，且该第二断路器的一端与第一断路器的另一端连接，该第二断路器的另一端与第二系统变电站内的高压母线连接；第四断路器，其设置在第二系统变电站内，且该第四断路器的一端与第二系统变电站内的高压母线连接；第五断路器，其设置在第一系统变电站内，且该第五断路器的一端与第四断路器的另一端连接，该第五断路器的另一端与第一系统变电站内的低/中压母线连接；第三断路器，其设置在第一系统变电站内，且该第三断路器的一端与第一系统变电站内的低/中压母线连接，该第三断路器的另一端与第一系统变电站内的变压器连接；其中，所述的第一断路器、第二断路器、第四断路器和第五断路器上均设置有纵差保护装置和后备保护装置；所述的第三断路器上设置有主变小电源方向过流装置。
所述的第一断路器和第二断路器上还均设置有故障解列装置，且第一断路器上的故障解列装置的动作时间小于第二断路器上的故障解列装置的动作时间。
所述的第一系统变电站和第二系统变电站内还设置有故障录波仪。
具体请参考图3，其中所述的小电源接入系统通过第二系统变电站接入第一系统变电站的低压母线。第一断路器M的一端和第二断路器D的一端相互连接形成线路L1后，第一断路器M的另一端连接小电源G，第二断路器D的另一端连接第二系统变电站的高压母线。第四断路器C和第五断路器A的一端相互连接形成线路L2后，第四断路器C的另一端连接第二系统变电站的高压母线，第五断路器A的另一端连接第一系统变电站的低压母线。第三断路器B的一端连接第一系统变电站的低压母线，另一端连接变压器1。
同样的，假如线路L1上的K1点发生线路故障，那么与实施例二中的原理相同，K1故障点两侧的纵差保护装置启动保护动作，跳开第一断路器M和第二断路器D上的开关，K1点故障被切除。
进一步，如果纵差保护装置因为故障而没有启动保护动作，则此时将仍然依靠第一断路器M和第二断路器D上的后备保护装置动作，跳开第一断路器M和第二断路器D的开关，K1点故障被切除。
假如线路L2上的K3点发生线路故障，那么K3故障点两侧的纵差保护装置启动保护动作，跳开第四断路器C和第五断路器A上的开关，K3点故障被切除。
进一步，如果纵差保护装置因为故障而没有启动保护动作，则此时将依靠第四断路器C和第五断路器A上的后备保护装置动作，跳开第四断路器C和第五断路器A的开关，K3点故障被切除。
另外，假如变压器1高压侧的K2点发生故障，由于变压器1低压侧的第三断路器B上安装有主变小电源方向过流装置，那么此时该主变小电源方向过流装置作为变压器1的后备保护，切除变压器1低压侧的第三断路器B的开关，使得K2点故障被完全隔离切除。
所述的安装在第一断路器M和第二断路器D上的故障解列装置，能在系统频率、电压不稳定时，及时切除小电源G的并网线路，确保供电质量和电网的安全稳定运行。其中，安装在第一断路器M上的故障解列装置包括低/过压保护、低/过频保护以及零压保护功能，其动作时间小于安装在第二断路器D上的故障解列装置的动作时间，且具有一定级差。
所述的安装在第一系统变电站和第二系统变电站内的故障录波仪，用于采集电路上各支路电流电压的信息，以用于记录和反馈。
综上所述，本发明所提供的基于小电源接入系统的继电保护配置装置，在输电线路上的小电源至电网方向配置方向保护，在小电源侧设置纵差保护装置和故障解列装置，切除线路故障；并且在小电源侧还设置后备保护装置，进一步确保故障的有效可靠切除；在分布式小电源发电技术广泛应用的同时，保证电网安全稳定的运行。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (9)
1.一种基于小电源接入系统的继电保护配置装置，用于小电源接入系统直接连接至系统变电站的结构，其特征在于，包含：
第一断路器，其设置在小电源接入系统内，且该第一断路器的一端与小电源接入系统内的小电源连接；
第二断路器，其设置在系统变电站内，且该第二断路器的一端与第一断路器的另一端连接，该第二断路器的另一端与系统变电站内的低/中压母线连接；
第三断路器，其设置在系统变电站内，且该第三断路器的一端与系统变电站内的低/中压母线连接，该第三断路器的另一端与系统变电站内的变压器连接；
其中，所述的第一断路器和第二断路器上均设置有纵差保护装置和后备保护装置；所述的第三断路器上设置有主变小电源方向过流装置。
2.如权利要求1所述的基于小电源接入系统的继电保护配置装置，其特征在于，所述的第一断路器和第二断路器上还均设置有故障解列装置，且第一断路器上的故障解列装置的动作时间小于第二断路器上的故障解列装置的动作时间。
3.如权利要求1所述的基于小电源接入系统的继电保护配置装置，其特征在于，所述的系统变电站内还设置有故障录波仪。
4.一种基于小电源接入系统的继电保护配置装置，用于小电源接入系统通过系统开关站连接至系统变电站的结构，其特征在于，包含：
第一断路器，其设置在小电源接入系统内，且该第一断路器的一端与小电源接入系统内的小电源连接；
第二断路器，其设置在系统开关站内，且该第二断路器的一端与第一断路器的另一端连接，该第二断路器的另一端与系统开关站内的开关站母线连接；
第四断路器，其设置在系统开关站内，且该第四断路器的一端与系统开关站内的开关站母线连接；
第五断路器，其设置在系统变电站内，且该第五断路器的一端与第四断路器的另一端连接，该第五断路器的另一端与系统变电站内的低/中压母线连接；
第三断路器，其设置在系统变电站内，且该第三断路器的一端与系统变电站内的低/中压母线连接，该第三断路器的另一端与系统变电站内的变压器连接；
其中，所述的第一断路器、第二断路器、第四断路器和第五断路器上均设置有纵差保护装置和后备保护装置；所述的第三断路器上设置有主变小电源方向过流装置。
5.如权利要求4所述的基于小电源接入系统的继电保护配置装置，其特征在于，所述的第一断路器和第二断路器上还均设置有故障解列装置，且第一断路器上的故障解列装置的动作时间小于第二断路器上的故障解列装置的动作时间。
6.如权利要求4所述的基于小电源接入系统的继电保护配置装置，其特征在于，所述的系统变电站内还设置有故障录波仪。
7.一种基于小电源接入系统的继电保护配置装置，用于小电源接入系统通过第二系统变电站连接至第一系统变电站的结构，其特征在于，包含：
第一断路器，其设置在小电源接入系统内，且该第一断路器的一端与小电源接入系统内的小电源连接；
第二断路器，其设置在第二系统变电站内，且该第二断路器的一端与第一断路器的另一端连接，该第二断路器的另一端与第二系统变电站内的高压母线连接；
第四断路器，其设置在第二系统变电站内，且该第四断路器的一端与第二系统变电站内的高压母线连接；
第五断路器，其设置在第一系统变电站内，且该第五断路器的一端与第四断路器的另一端连接，该第五断路器的另一端与第一系统变电站内的低/中压母线连接；
第三断路器，其设置在第一系统变电站内，且该第三断路器的一端与第一系统变电站内的低/中压母线连接，该第三断路器的另一端与第一系统变电站内的变压器连接；
其中，所述的第一断路器、第二断路器、第四断路器和第五断路器上均设置有纵差保护装置和后备保护装置；所述的第三断路器上设置有主变小电源方向过流装置。
8.如权利要求7所述的基于小电源接入系统的继电保护配置装置，其特征在于，所述的第一断路器和第二断路器上还均设置有故障解列装置，且第一断路器上的故障解列装置的动作时间小于第二断路器上的故障解列装置的动作时间。
9.如权利要求7所述的基于小电源接入系统的继电保护配置装置，其特征在于，所述的第一系统变电站和第二系统变电站内还设置有故障录波仪。
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| Title |
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| 林艳: "小电源接入系统的继电保护配置分析", 《华东电力》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107979088A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-01 | 镇江赛尔尼柯自动化有限公司 | 船舶低压环网配电系统 |
| CN110233478A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-09-13 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 电网故障后供电网络毫秒级快速重构方法及系统 |
| CN110233478B (zh) * | 2019-06-06 | 2020-12-22 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 电网故障后供电网络毫秒级快速重构方法及系统 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |