CN105703337A - 工业用电继电保护一体化系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种工业用电继电保护一体化系统，包括故障计算模块、定值计算模块、软件计算复核模块、总结报告生成模块、合理运行方式建议模块。故障计算模块用以根据现场提供的准确的技术资料建立数学模型进行故障计算，给出各短路点的故障电流；定值计算模块用以进行定植计算；软件计算复核模块用以利用软件对人工计算的定值进行准确性复核；总结报告生成模块用以结合前期的初步评估情况，总结出一份完整的继电保护工作总结；合理运行方式建议模块用以通过以上所做的分析、计算工作，完成一个全面的电网系统运行方式建议。本发明提出的工业用电继电保护一体化系统，可保证继电保护的准确和可靠运行，避免继电保护不正确动作情况再次发生。

Description

工业用电继电保护一体化系统

技术领域

本发明属于继电保护技术领域，涉及一种继电保护系统，尤其涉及一种工业用电继电保护一体化系统。

背景技术

如今，有不少大型工矿企业动力系统在继电保护这一块普遍存在欠缺，现场存在大量的隐患和问题。继电保护拒动、误动，越级跳闸造成非计划性停电甚至全厂停电的恶性事故频繁发生，有的是相同的问题类似的情况在不同的企业里屡屡重现。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种继电保护系统，以便克服现有动力系统存在的上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种工业用电继电保护一体化系统，可保证继电保护的准确和可靠运行。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种工业用电继电保护一体化系统，所述系统包括：

故障计算模块，用以根据现场提供的准确的技术资料建立数学模型进行故障计算，给出各短路点的故障电流；用于断路器开断能力校核和继电保护定值计算的中间数据；故障计算模块还用以给出等效系统阻抗图，各故障点故障电流计算值；

定值计算模块，用以根据计算需要列出详细的资料需求，并配合业主技术人员收集相关资料；在对原始资料消化分析基础上，确定整定方案；并进一步对业主指定范围内的所有继电保护及自动装进行全面定值计算，给出一套合理的整定方案，一套全面的科学的保护定值；

软件计算复核模块，用以生成针对不同电厂不同工矿企业不同接线方式不同用电情况的计算软件，并利用软件对人工计算的定值进行准确性复核；业主方在技术改造情况下，用电系统发生较大变动时，直接生成更合适的继电保护定值，供现场使用；

继电保护计算总结报告生成模块，用以结合前期的初步评估情况，总结出一份完整的继电保护工作总结；总结里包括：现状分析评估；存在的一二次设备问题，保护配置问题，原有定值问题；针对各问题的详细的整改建议方案；

合理运行方式建议模块，用以通过以上所做的分析、计算工作，完成一个全面的电网系统运行方式建议。

作为本发明的一种优选方案，发变组差动包括主变高压侧、发电机中性点和高压厂变分支的三侧差动；励磁变不参与差动保护，高压侧CT变比取2000/5；高压侧、发电机中性点和厂用电抗器分支侧的CT二次接线方式均为“Y”型；

所述定值计算模块的计算方法包括：

步骤S1、确定基本侧为低压侧步骤，二次电流接近标称电流；

低压侧CT变比为12000/5，其二次电流为

$I_{e.2}=\frac{240000000}{\sqrt{3}\×18000\×\frac{12000}{5}}=3.208A;$

步骤S2、高压侧二次额定电流获取步骤；

$I_{e.1}=\frac{240000000}{\sqrt{3}\×236000\×\frac{2000}{5}}=1.468A;$

步骤S3、平衡系数获取步骤，一般装置会由设定参数后自动计算得出；

$K_{PH}=\frac{3.21}{2.53}=1.27;$

步骤S4、最小动作电流计算步骤；

在最大负荷条件下差动保护不应有误动作的可能，即继电器的最小动作电流必须大于最大负荷时差动回路的不平衡电流；而最大负荷条件下的不平衡电流由实测确定；考虑正常时励磁变有一定负荷，这部分电流不计入差动回路，一般情况下按经验取值：

I_DZ＝0.55Ie＝1.8A

步骤S5、比率制动系数计算步骤，接三侧制动；

保证差动保护的灵敏性的前提下，为防外部故障时能可能保护误动作，取制动系数较大，所以

K_Zh＝0.5；

步骤S6、谐波制动系数计算步骤；

根据“电力系统继电保护整定导则”获取一般中小型变压器的谐波制动系数，通过实验手段进行调整；对中小型变压器建议值为：

K_XB＝0.14；

步骤S7、拐点电流获取步骤；

这主要是为躲区外故障切除瞬间产生较大不平衡电流而设定，厂家建议值为0.5～0.7，这里取0.6；

Ig＝0.6Ie＝2.0A；

步骤S8、瞬动元件电流值整定步骤；

速断电流倍数取：Is＝7Ie＝22.5A；

步骤S9、解除电流互感器断线判别步骤；

TA断线时，纵差保护会流过较大的差电流，可能引起保护误动作，一般采取闭锁出口措施，但现代整定计算理念认为电网强大，应该侧重保电力元件本身安全，因为TA断线对设备及人生都有很大的危害和危险，应该让保护出口跳开开关，所以降低该闭锁的门槛值，厂家建议值为0.15Ie；

Iet＝0.15Ie；

步骤S10、额定电流确定步骤；

指基本侧二次值

$I_{e.2}=\frac{240000000}{\sqrt{3}\×18000\×\frac{12000}{5}}=3.208A;$

步骤S11、灵敏度校验步骤；

小方式下负荷侧故障，对变压器的穿越性故障电流计算：

$K_{LM}=\frac{1940.85}{0.5\×1.468\×\frac{2000}{5}}=\mathrm{8.5.}$

本发明的有益效果在于：本发明提出的工业用电继电保护一体化系统，可保证继电保护的准确和可靠运行，避免继电保护不正确动作情况再次发生。

附图说明

图1为本发明工业用电继电保护一体化系统的组成示意图。

图2为定值计算模块计算定植的流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一

请参阅图1，本发明揭示了一种工业用电继电保护一体化系统，所述系统包括：故障计算模块1、定值计算模块2、软件计算复核模块3、继电保护计算总结报告生成模块4、合理运行方式建议模块5。

故障计算模块1用以根据现场提供的准确的技术资料建立数学模型进行故障计算，给出各短路点的故障电流；用于断路器开断能力校核和继电保护定值计算的中间数据；故障计算模块还用以给出等效系统阻抗图，各故障点故障电流计算值。

定值计算模块2用以根据计算需要列出详细的资料需求，并配合业主技术人员收集相关资料；在对原始资料消化分析基础上，确定整定方案；并进一步对业主指定范围内的所有继电保护及自动装进行全面定值计算，给出一套合理的整定方案，一套全面的科学的保护定值。

软件计算复核模块3用以生成针对不同电厂不同工矿企业不同接线方式不同用电情况的计算软件，并利用软件对人工计算的定值进行准确性复核；业主方在技术改造情况下，用电系统发生较大变动时，直接生成更合适的继电保护定值，供现场使用。

继电保护计算总结报告生成模块4用以结合前期的初步评估情况，总结出一份完整的继电保护工作总结；总结里包括：现状分析评估；存在的一二次设备问题，保护配置问题，原有定值问题；针对各问题的详细的整改建议方案。

合理运行方式建议模块5用以通过以上所做的分析、计算工作，完成一个全面的电网系统运行方式建议。

发变组差动包括主变高压侧、发电机中性点和高压厂变分支的三侧差动；励磁变不参与差动保护，高压侧CT变比取2000/5；高压侧、发电机中性点和厂用电抗器分支侧的CT二次接线方式均为“Y”型。

请参阅图2，所述定值计算模块的计算方法包括：

步骤S1、确定基本侧为低压侧步骤，二次电流接近标称电流；

低压侧CT变比为12000/5，其二次电流为

$I_{e.2}=\frac{240000000}{\sqrt{3}\×18000\×\frac{12000}{5}}=3.208A;$

步骤S2、高压侧二次额定电流获取步骤；

$I_{e.1}=\frac{240000000}{\sqrt{3}\×236000\×\frac{2000}{5}}=1.468A;$

步骤S3、平衡系数获取步骤，一般装置会由设定参数后自动计算得出；

$K_{PH}=\frac{3.21}{2.53}=1.27;$

步骤S4、最小动作电流计算步骤；

在最大负荷条件下差动保护不应有误动作的可能，即继电器的最小动作电流必须大于最大负荷时差动回路的不平衡电流；而最大负荷条件下的不平衡电流由实测确定；考虑正常时励磁变有一定负荷，这部分电流不计入差动回路，一般情况下按经验取值：

I_DZ＝0.55Ie＝1.8A

步骤S5、比率制动系数计算步骤，接三侧制动；

保证差动保护的灵敏性的前提下，为防外部故障时能可能保护误动作，取制动系数较大，所以

K_Zh＝0.5；

步骤S6、谐波制动系数计算步骤；

根据“电力系统继电保护整定导则”获取一般中小型变压器的谐波制动系数，通过实验手段进行调整；对中小型变压器建议值为：

K_XB＝0.14；

步骤S7、拐点电流获取步骤；

这主要是为躲区外故障切除瞬间产生较大不平衡电流而设定，厂家建议值为0.5～0.7，这里取0.6；

Ig＝0.6Ie＝2.0A；

步骤S8、瞬动元件电流值整定步骤；

速断电流倍数取：Is＝7Ie＝22.5A；

步骤S9、解除电流互感器断线判别步骤；

TA断线时，纵差保护会流过较大的差电流，可能引起保护误动作，一般采取闭锁出口措施，但现代整定计算理念认为电网强大，应该侧重保电力元件本身安全，因为TA断线对设备及人生都有很大的危害和危险，应该让保护出口跳开开关，所以降低该闭锁的门槛值，厂家建议值为0.15Ie；

Iet＝0.15Ie；

步骤S10、额定电流确定步骤；

指基本侧二次值

$I_{e.2}=\frac{240000000}{\sqrt{3}\×18000\×\frac{12000}{5}}=3.208A;$

步骤S11、灵敏度校验步骤；

小方式下负荷侧故障，对变压器的穿越性故障电流计算：

$K_{LM}=\frac{1940.85}{0.5\×1.468\×\frac{2000}{5}}=\mathrm{8.5.}$

综上所述，本发明提出的工业用电继电保护一体化系统，可保证继电保护的准确和可靠运行，避免继电保护不正确动作情况再次发生。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (2)

1.一种工业用电继电保护一体化系统，其特征在于，所述系统包括：

故障计算模块，用以根据现场提供的准确的技术资料建立数学模型进行故障计算，给出各短路点的故障电流；用于断路器开断能力校核和继电保护定值计算的中间数据；故障计算模块还用以给出等效系统阻抗图，各故障点故障电流计算值；

定值计算模块，用以根据计算需要列出详细的资料需求，并配合业主技术人员收集相关资料；在对原始资料消化分析基础上，确定整定方案；并进一步对业主指定范围内的所有继电保护及自动装进行全面定值计算，给出一套合理的整定方案，一套全面的科学的保护定值；

软件计算复核模块，用以生成针对不同电厂不同工矿企业不同接线方式不同用电情况的计算软件，并利用软件对人工计算的定值进行准确性复核；业主方在技术改造情况下，用电系统发生较大变动时，直接生成更合适的继电保护定值，供现场使用；

继电保护计算总结报告生成模块，用以结合前期的初步评估情况，总结出一份完整的继电保护工作总结；总结里包括：现状分析评估；存在的一二次设备问题，保护配置问题，原有定值问题；针对各问题的详细的整改建议方案；

合理运行方式建议模块，用以通过以上所做的分析、计算工作，完成一个全面的电网系统运行方式建议。

2.根据权利要求1所述的工业用电继电保护一体化系统，其特征在于：

发变组差动包括主变高压侧、发电机中性点和高压厂变分支的三侧差动；励磁变不参与差动保护，高压侧CT变比取2000/5；高压侧、发电机中性点和厂用电抗器分支侧的CT二次接线方式均为“Y”型；

所述定值计算模块的计算方法包括：

步骤S1、确定基本侧为低压侧步骤，二次电流接近标称电流；

低压侧CT变比为12000/5，其二次电流为

$I_{e.2}=\frac{240000000}{\sqrt{3}\×18000\×\frac{12000}{5}}=3.208A;$

步骤S2、高压侧二次额定电流获取步骤；

$I_{e.1}=\frac{240000000}{\sqrt{3}\×236000\×\frac{2000}{5}}=1.468A;$

步骤S3、平衡系数获取步骤，一般装置会由设定参数后自动计算得出；

$K_{PH}=\frac{3.21}{2.53}=1.27;$

步骤S4、最小动作电流计算步骤；

在最大负荷条件下差动保护不应有误动作的可能，即继电器的最小动作电流必须大于最大负荷时差动回路的不平衡电流；而最大负荷条件下的不平衡电流由实测确定；考虑正常时励磁变有一定负荷，这部分电流不计入差动回路，一般情况下按经验取值：

I_DZ＝0.55Ie＝1.8A

步骤S5、比率制动系数计算步骤，接三侧制动；

保证差动保护的灵敏性的前提下，为防外部故障时能可能保护误动作，取制动系数较大，所以

K_Zh＝0.5；

步骤S6、谐波制动系数计算步骤；

根据“电力系统继电保护整定导则”获取一般中小型变压器的谐波制动系数，通过实验手段进行调整；对中小型变压器建议值为：

K_XB＝0.14；

步骤S7、拐点电流获取步骤；

这主要是为躲区外故障切除瞬间产生较大不平衡电流而设定，厂家建议值为0.5～0.7，这里取0.6；

Ig＝0.6Ie＝2.0A；

步骤S8、瞬动元件电流值整定步骤；

速断电流倍数取：Is＝7Ie＝22.5A；

步骤S9、解除电流互感器断线判别步骤；

TA断线时，纵差保护会流过较大的差电流，可能引起保护误动作，一般采取闭锁出口措施，但现代整定计算理念认为电网强大，应该侧重保电力元件本身安全，因为TA断线对设备及人生都有很大的危害和危险，应该让保护出口跳开开关，所以降低该闭锁的门槛值，厂家建议值为0.15Ie；

Iet＝0.15Ie；

步骤S10、额定电流确定步骤；

指基本侧二次值

$I_{e.2}=\frac{240000000}{\sqrt{3}\×18000\×\frac{12000}{5}}=3.208A;$

步骤S11、灵敏度校验步骤；

小方式下负荷侧故障，对变压器的穿越性故障电流计算：

$K_{LM}=\frac{1940.85}{0.5\×1.468\×\frac{2000}{5}}=\mathrm{8.5.}$