CN105098736B - 一种带出线电抗器的母联保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种带出线电抗器的母联保护方法，通过在母联和分段断路器上设置低电压闭锁速断保护的方式，能够在带出线电抗器的母联分段保护中实现母线内外故障的区分，并结合常规电流保护实现母联保护的快速性，能够达到快速切除故障，从而降低故障影响范围。本发明带出线电抗器的母联保护方法包括：系统上设置有母联断路器和/或分段断路器，在所述母联断路器和/或所述分段断路器上设置低电压闭锁速断保护及电流保护；获取母联断路器的电流值及母联断路器所在母线的电压值；将所述电流值与母联电流整定值，及所述电压值与母联电压整定值比较，得到母联比较结果；根据所述母联断路器的保护动作逻辑及所述母联比较结果开启母联保护。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电路保护领域，具体涉及一种带出线电抗器的母联保护方法。
背景技术
在电力系统保护中一般采用电流保护，通过检测一次回路中流过的电流值分析回路中的故障严重状况，针对严重程度采取针对性措施，及时报警或切除故障，保证电力系统的稳定。
对于在电力系统的配电装置主接线结构中采用双母单分段接线方式，一般情况下有三段母线，配备母联和分段断路器，且在母线上既有发电机接入又有负荷配出，属于发供合一母线，系统容量比较大，为了限制配出的短路电流，线路配出及分段回路一般配置电抗器。在此种情况下，现有技术方案一是母联和分段断路器配置普通的电流保护，为了实现选择性，只能依靠时间阶梯实现，即母联分段断路器检测到的电流值达到整定值后再增加一定延时后动作跳闸，切除故障。现有技术方案二是配置不完全母线差动保护，保护装置接入该段母线上所有供电元件(发电机、变压器、母联断路器、分段断路器等)和厂用变压器的电流互感器，保护由两段构成：第一段采用无时限电流速断，第二段采用过电流保护，当短路发生在线路电抗器前时，电流速断动作瞬时跳开所有供电元件上的断路器，切除故障。
请参阅图1，现有技术方案一中母联断路器和分段断路器的继电保护一般配置速断保护与过流保护，速断保护作为母线短路与馈出线近端短路保护，通过母联与分段断路器的检测电流互感器的电流一旦达到整定值，则启动保护跳开相应的母联与分段断路器；过流保护作为母线故障及线路电抗器后短路的后备保护。图中，如果短路故障点在出线电抗器外部附近即图一中的区外短路点，由于电抗器的作用，常规的电流保护，为了实现选择性，即首先断开馈出线断路器，切除区外短路故障点，如馈出线断路器因各种原因未能切除区外故障点，则应启动切开相应的母联断路器器与分段断路器，为实现该效果只能依靠时间阶梯实现，通过检测流过母联断路器与分段断路器的电流，达到速断整定值延迟一段时间后断开母联与分段断路器，切除故障点，保证非故障部分的电力系统的稳定供电。然而，采用该方案，对于母线自身内部的短路，即区内故障，如图一中的区内短路点，属于母线故障，应瞬时断开母联与分段断路器，切除故障母线，此时，由于速断保护存在时间阶梯整定，切除的时间就比较长，导致由于短路故障引起系统电压下降至很低后仍需要延迟一段时间才断开母联与分段断路器，由于不能及时切除，母线低电压时间过长，扩大故障影响面，未能有效做到电力系统继电保护中的快速性要求，而且扩大了事故范围。因此对于采用双母线单分段发供合一系统容量较大的主接线方式下的母联与分段断路器速断保护采用这种时间延迟的方案对于母线自身内部的短路，切除时间比较长，导致系统电压降低过低，扩大故障影响面，在快速性方面存在明显的不足。
现有技术方案二中保护装置需接入该段母线上所有供电元件(发电机、变压器、母联断路器、分段断路器等)和厂用变压器的电流互感器，接入的电流回路较多，装置接线复杂，装置的日常运行及定期调试存在很多不安全因素，装置的运行可靠性较低。
发明内容
本发明实施例提供了一种带出线电抗器的母联保护方法，通过在母联和分段断路器上设置低电压闭锁速断保护的方式，能够在带出线电抗器的母联分段保护中实现母线内外故障的区分，并结合常规电流保护实现母联保护的快速性，能够达到快速切除故障，从而降低故障影响范围。
本发明实施例提供的带出线电抗器的母联保护方法，包括：
系统上设置有母联断路器和/或分段断路器，在所述母联断路器和/或所述分段断路器上设置低电压闭锁速断保护及电流保护；
S11：获取所述母联断路器的电流值及所述母联断路器所在母线的电压值；
S12：将所述电流值与母联电流整定值，及所述电压值与母联电压整定值比较，得到母联比较结果；
S13：根据所述母联断路器的保护动作逻辑及所述母联比较结果开启母联保护；
和/或，
S21：获取所述分段断路器的回路电流值及所述分段断路器两侧母线的电压值；
S22：将所述回路电流值与分段电流整定值，及所述回路电压值与分段电压整定值比较，得到分段比较结果；
S23：根据所述分段断路器的保护动作逻辑及所述分段比较结果开启分段保护。
可选地，
所述电流保护包括过电流保护和/或电流速断保护。
可选地，
所述电流保护为过电流保护；
所述过电流保护根据所述母联的最大负荷电流整定。
可选地，
电流整定值包括：所述母联电流整定值和所述分段电流整定值；
所述电流整定值根据最小运行方式下被保护母线段两相短路时灵敏系数不小于1.5整定，并大于所述母联的最大负荷电流；
电压整定值包括：所述母联电压整定值和所述分段电压整定值；
所述电压整定值按躲过电抗器后三相金属性短路时的最低母线残压整定。
可选地，
所述步骤S13包括：
确定所述母联比较结果为所述电流值大于所述母联电流整定值，并且所述电压值小于所述母联电压整定值，则低电压闭锁速断保护开启，并断开所述母联断路器；
确定所述母联比较结果为所述电流值大于电流整定值，并且所述电压值不小于所述母联电压整定值，则低电压闭锁速断保护闭锁，所述电流保护启动。
可选地，
所述步骤S23包括：
确定所述分段比较结果为所述回路电流值大于所述分段电流整定值，并且所述回路电压值小于所述分段电压整定值，则低电压闭锁速断保护开启，断开所述分段断路器；
确定所述分段比较结果为所述回路电流值大于所述分段电流整定值，并且所述回路电压值不小于所述分段电压整定值，则低电压闭锁速断保护闭锁，电流保护启动。
本发明实施例中，系统上设置有母联断路器和/或分段断路器，在所述母联断路器和/或所述分段断路器上设置低电压闭锁速断保护及电流保护；由于出线电抗器前后短路时母线残压差别较大，利用该特点可以区分母线故障点的位置范围。通过在母联和分段断路器上设置低电压闭锁速断保护的方式，本发明带出线电抗器的母联保护方法能够在带出线电抗器的母联分段保护中实现母线内外故障的区分，并结合常规电流保护实现母联保护的快速性，能够达到快速切除故障，从而降低故障影响范围。
附图说明
图1为现有技术方法一的结构示意图；
图2为本发明带出线电抗器的母联保护方法第一实施例的流程图；
图3为本发明带出线电抗器的母联保护方法第二实施例的流程图；
图4为本发明方法第二实施例中母联的结构示意图；
图5为本发明方法第二实施例中母线电压闭锁的保护动作逻辑图；
图6为本发明带出线电抗器的母联保护方法第二实施例的应用实例图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种带出线电抗器的母联保护方法，通过在母联和分段断路器上设置低电压闭锁速断保护的方式，能够在带出线电抗器的母联分段保护中实现母线内外故障的区分，并结合常规电流保护实现母联保护的快速性，能够达到快速切除故障，从而降低故障影响范围。
请参阅图2，本发明实施例中带出线电抗器的母联保护方法，包括：
系统上设置有母联断路器和/或分段断路器，在母联断路器和/或分段断路器上设置低电压闭锁速断保护及电流保护；
S：母联判断低电压闭锁速断保护在母联断路器或分段断路器上，若在母联断路器上则执行步骤S11至S13，否则执行步骤S21至S23；
低电压闭锁速断保护及电流保护，可以根据母联的实际需求情况在母联断路器和/或分段断路器上进行设置，若在母联断路器上进行设置则执行步骤S11至S13，否则执行步骤S21至S23。
S11：获取母联断路器的电流值及母联断路器所在母线的电压值；
确定母联断路器上设置有低电压闭锁速断保护，可以获取母联断路器的电流值及母联断路器所在母线的电压值，因为根据上述的电流值和电压值可以确定母联断路器所在母线的故障范围。
S12：将电流值与母联电流整定值，及电压值与母联电压整定值比较，得到母联比较结果；
得到母联断路器的电流值及母联断路器所在母线的电压值之后，可以将电流值与母联电流整定值，及电压值与母联电压整定值比较，得到母联比较结果。上述的母联电流整定值及电压整定值根据如下规则整定：母联电流整定值根据最小运行方式下被保护母线段两相短路时灵敏系数不小于1.5整定，并大于母联的最大负荷电流；电压整定值按躲过电抗器后三相金属性短路时的最低母线残压整定。
S13：根据母联断路器的保护动作逻辑及母联比较结果开启母联保护；
得到母联比较结果之后，可以根据母联断路器的保护动作逻辑及母联比较结果开启母联保护。
S21：获取分段断路器的回路电流值及分段断路器两侧母线的电压值；
确定分段断路器上设置有低电压闭锁速断保护，可以获取分段断路器的回路电流值及分段断路器两侧母线的电压值，因为根据上述的回路电流值和电压值可以确定分段断路器两侧母线的故障范围。
S22：将回路电流值与分段电流整定值，及回路电压值与分段电压整定值比较，得到分段比较结果；
得到分段断路器的回路电流值及分段断路器两侧母线的电压值之后，可以将回路电流值与分段电流整定值，及回路电压值与分段电压整定值比较，得到分段比较结果。上述的分段电流整定值及分段电压整定值根据如下规则整定：分段电流整定值根据最小运行方式下被保护母线段两相短路时灵敏系数不小于1.5整定，并大于母联的最大负荷电流；分段电压整定值按躲过电抗器后三相金属性短路时的最低母线残压整定。
S23：根据分段断路器的保护动作逻辑及分段比较结果开启分段保护。
得到分段比较结果之后，可以根据分段断路器的保护动作逻辑及分段比较结果开启分段保护。
通过在母联和分段断路器上设置低电压闭锁速断保护的方式，本发明带出线电抗器的母联保护方法能够在带出线电抗器的母联分段保护中实现母线内外故障的区分，并结合常规电流保护实现母联保护的快速性，能够达到快速切除故障，从而降低故障影响范围。
上面简单介绍了本发明带出线电抗器的母联保护方法第一实施例，下面对本发明带出线电抗器的母联保护方法第二实施例进行详细的描述，请参阅图3至图5，本发明实施例中带出线电抗器的母联保护方法第二实施例，包括：
300、母联判断低电压闭锁速断保护在母联断路器或分段断路器上，若在母联断路器上则执行步骤311至313，否则执行步骤321至323；
低电压闭锁速断保护及电流保护，可以根据母联的实际需求情况在母联断路器和/或分段断路器上进行设置，若在母联断路器上进行设置则执行步骤311至313，否则执行步骤321至323。
上述电流保护具体可以包括过电流保护和/或电流速断保护；当电流保护为过电流保护时，上述过电流保护根据母联的最大负荷电流整定。
311、获取母联断路器的电流值及母联断路器所在母线的电压值；
确定母联断路器上设置有低电压闭锁速断保护，可以获取母联断路器的电流值及母联断路器所在母线的电压值，因为根据上述的电流值和电压值可以确定母联断路器所在母线的故障范围。
312、将电流值与母联电流整定值，及电压值与母联电压整定值比较，得到母联比较结果；
得到母联断路器的电流值及母联断路器所在母线的电压值之后，可以将电流值与母联电流整定值，及电压值与母联电压整定值比较，得到母联比较结果。上述的母联电流整定值及电压整定值根据如下规则整定：母联电流整定值根据最小运行方式下被保护母线段两相短路时灵敏系数不小于1.5整定，并大于母联的最大负荷电流；电压整定值按躲过电抗器后三相金属性短路时的最低母线残压整定。
313、根据母联断路器的保护动作逻辑及母联比较结果开启母联保护；
得到母联比较结果之后，可以根据母联断路器的保护动作逻辑及母联比较结果开启母联保护。
上述根据母联断路器的保护动作逻辑及母联比较结果开启母联保护具体可以包括：确定母联比较结果为电流值大于母联电流整定值，并且电压值小于母联电压整定值，则低电压闭锁速断保护开启，并母联断路器；确定母联比较结果为电流值大于电流整定值，并且电压值不小于母联电压整定值，则低电压闭锁速断保护闭锁，电流保护启动。
321、获取分段断路器的回路电流值及分段断路器两侧母线的电压值；
确定分段断路器上设置有低电压闭锁速断保护，可以获取分段断路器的回路电流值及分段断路器两侧母线的电压值，因为根据上述的回路电流值和电压值可以确定分段断路器两侧母线的故障范围。
322、将回路电流值与分段电流整定值，及回路电压值与分段电压整定值比较，得到分段比较结果；
得到分段断路器的回路电流值及分段断路器两侧母线的电压值之后，可以将回路电流值与分段电流整定值，及回路电压值与分段电压整定值比较，得到分段比较结果。上述的分段电流整定值及分段电压整定值根据如下规则整定：分段电流整定值根据最小运行方式下被保护母线段两相短路时灵敏系数不小于1.5整定，并大于母联的最大负荷电流；分段电压整定值按躲过电抗器后三相金属性短路时的最低母线残压整定。
323、根据分段断路器的保护动作逻辑及分段比较结果开启分段保护。
得到分段比较结果之后，可以根据分段断路器的保护动作逻辑及分段比较结果开启分段保护。
上述根据分段断路器的保护动作逻辑及分段比较结果开启分段保护具体可以包括：确定分段比较结果为回路电流值大于分段电流整定值，并且回路电压值小于分段电压整定值，则低电压闭锁速断保护开启，断开分段断路器；确定分段比较结果为回路电流值大于分段电流整定值，并且回路电压值不小于分段电压整定值，则低电压闭锁速断保护闭锁，电流保护启动。
请参阅图4，带出线电抗器的双母单分段主接线系统中，出线电抗器前、后(分别对应区内、区外)短路时母线残压差别较大，具体为：区内B点短路故障母线残压很小，区外A点故障母线残压较大。请参阅图5，以母联断路器上设置低电压闭锁速断保护为例进行说明，当母联断路器检测到流过的电流I≥大于电流整定值，母联断路器所在母线电压U低于电压整定值时，可以确定故障发生在母线端，低电压闭锁速断保护与电流保护相与后瞬时断开母联断路器，将非故障母线与故障母线快速隔离；如果仅电流I≥达到电流整定值而电压U未达到电压整定值，则可以确定短路故障点在区外，亦即出线电抗器区外，低电压闭锁速断保护被闭锁，母联断路器的电流保护与出线电抗器的电流保护均起动，但由于出线电抗器的电流保护的延时时间较短，故障由出线电抗器的电流保护动作切除，故障切除后，母联断路器及分段断路器的电流保护返回，保证母线的连续供电。
下面以一个具体实例对本发明实施例带出线电抗器的母联保护方法的实施过程进行阐述：
请参阅图6，为某公司动力一站电力一次主系统图。系统中的主6kV I、II段母联、分段保护继保整定值。
从上表可以看到：
主6kV系统中的母联分段断路器(图中6015、6025、6012)速断保护中均增加了低电压闭锁速断保护，电压取自母线线电压，低电压闭锁速断保护整定值整定为35V。当故障发生在电抗器前的母线上时，故障母线与非故障母线并联的母联、分段母线的低电压闭锁速断保护瞬时动作并跳开母联、分段断路器，将非故障母线与故障母线快速隔离，保障非故障母线的连续供电，如故障发生在出线电抗器后，由于母线残压较高，母联、分段断路器的低电压闭锁速断保护不动作，母联、分段过电流保护与出线保护均起动，但由于出线保护的延时时间较短，故障由出线保护动作切除，故障切除后，母联、分段过电流保护返回，有效地实现了保护的快速性与选择性。
本发明实施例中，系统上设置有母联断路器和/或分段断路器，在母联断路器和/或分段断路器上设置低电压闭锁速断保护及电流保护；由于出线电抗器前后短路时母线残压差别较大，利用该特点可以区分母线故障点的位置范围。通过在母联和分段断路器上设置低电压闭锁速断保护的方式，本发明带出线电抗器的母联保护方法能够在带出线电抗器的母联分段保护中实现母线内外故障的区分，并结合常规电流保护实现母联保护的快速性，能够达到快速切除故障，从而降低故障影响范围。
以上对本发明所提供的一种带出线电抗器的母联保护方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，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发明的限制。
Claims (6)
1.一种带出线电抗器的母联保护方法，其特征在于，包括：
系统上设置有母联断路器和/或分段断路器，在所述母联断路器和/或所述分段断路器上设置低电压闭锁速断保护及电流保护；
若在所述母联断路器上进行设置低电压闭锁速断保护及电流保护则执行步骤S11至S13，若在所述分段断路器上进行设置低电压闭锁速断保护及电流保护则执行步骤S21至S23；
S11：获取所述母联断路器的电流值及所述母联断路器所在母线的电压值；
S12：将所述电流值与母联电流整定值，及所述电压值与母联电压整定值比较，得到母联比较结果；
S13：根据所述母联断路器的保护动作逻辑及所述母联比较结果开启母联保护；
S21：获取所述分段断路器的回路电流值及所述分段断路器两侧母线的回路电压值；
S22：将所述回路电流值与分段电流整定值，及所述回路电压值与分段电压整定值比较，得到分段比较结果；
S23：根据所述分段断路器的保护动作逻辑及所述分段比较结果开启分段保护。
2.根据权利要求1所述的带出线电抗器的母联保护方法，其特征在于，
所述电流保护包括过电流保护和/或电流速断保护。
3.根据权利要求2所述的带出线电抗器的母联保护方法，其特征在于，所述电流保护为过电流保护；
所述过电流保护根据所述母联的最大负荷电流整定。
4.根据权利要求1所述的带出线电抗器的母联保护方法，其特征在于，
电流整定值包括：所述母联电流整定值和所述分段电流整定值；
所述电流整定值根据最小运行方式下被保护母线段两相短路时灵敏系数不小于1.5整定，并大于所述母联的最大负荷电流；
电压整定值包括：所述母联电压整定值和所述分段电压整定值；
所述电压整定值按躲过电抗器后三相金属性短路时的最低母线残压整定。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的带出线电抗器的母联保护方法，其特征在于，所述步骤S13包括：
确定所述母联比较结果为所述电流值大于所述母联电流整定值，并且所述电压值小于所述母联电压整定值，则低电压闭锁速断保护开启，并断开所述母联断路器；
确定所述母联比较结果为所述电流值大于所述母联电流整定值，并且所述电压值不小于所述母联电压整定值，则低电压闭锁速断保护闭锁，所述电流保护启动。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的带出线电抗器的母联保护方法，其特征在于，所述步骤S23包括：
确定所述分段比较结果为所述回路电流值大于所述分段电流整定值，并且所述回路电压值小于所述分段电压整定值，则低电压闭锁速断保护开启，断开所述分段断路器；
确定所述分段比较结果为所述回路电流值大于所述分段电流整定值，并且所述回路电压值不小于所述分段电压整定值，则低电压闭锁速断保护闭锁，电流保护启动。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |