CN105939006A - 双电源集成化配电网站所继电保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双电源集成化配电网站所继电保护系统，其包括双电源的配电网站所，还包括第一母线集成化站所保护装置以及第二母线集成化站所保护装置；第一进线电流互感器、第二进线电流互感器、分段母线电流互感器、第一母线出线电流互感器、第一进线开关、第二进线开关、分段母线开关以及第一母线出线开关均与第一母线集成化站所保护装置连接；第一进线电流互感器、第二进线电流互感器、分段母线电流互感器、第二母线出线电流互感器、第一进线开关、第二进线开关、分段母线开关以及所有的第二母线出线开关均与第二母线集成化站所保护装置连接；本发明能有效节约占地面积，并能快速切除故障，防止事故扩大，提高保护的灵敏度。

Description

双电源集成化配电网站所继电保护系统

技术领域

本发明涉及一种继电保护系统，尤其是一种双电源集成化配电网站所继电保护系统，属于电力系统继电保护的技术领域。

背景技术

为可靠有选择切除故障，配电网站所通常配置多台继电保护装置。如图1所示，为现有配电网站所典型的保护装置，具体地，包括第一进线1、与第一进线1连接的第一母线9、第二进线2以及与所述第二进线2连接的第二母线10，第一母线9与第二母线10通过分段母线11连接。在第一进线1上设置有第一进线电流互感器3以及第一进线开关4，所述第一进线电流互感器3、第一进线开关4与第一进线保护装置7连接；在第二进线2上设置第二进线电流互感器5以及第二进线开关6，第二进线电流互感器5、第二进线开关6与第二进行保护装置8连接。分段母线11上设置分段母线电流互感器13以及分段母线开关14，所述分段母线电流互感器13、分段母线开关14与分段母线保护装置12连接。

在第一母线9上连接若干第一母线出线15，在第二母线10上连接若干第二母线出线16，在每条第一母线出线15上均设置第一母线出线电流互感器19以及第一母线出线开关18，第一母线出线电流互感器19、第一母线出线开关18与配置在所在第一母线出线15上的第一母线出线保护装置17连接；在每条第二母线出线16上均设置第二母线出线电流互感器22以及第二母线出线开关21，第二母线出线开关21、第二母线出线电流互感器22与配置在所在第二母线出线16上的第二母线出线保护装置20连接。

工作时，第一母线出线保护装置17能控制所连接的第一母线出线开关18的开关状态，而当第一母线出线开关18处于跳开状态时，则第一母线出线开关18所在的第一母线出线15停止供电。同理，第二母线出线保护装置20能控制所连接第二母线出线开关21的开关状态，分段母线保护装置12能控制分段母线开关14的开关状态。第一进线保护装置7能控制第一进线开关4的开关状态，第二进线保护装置8能控制第二进线开关6的开关状态。

一般地，为确保继电保护动作的选择性，第一母线出线保护装置17、第二母线出线保护装置20、分段母线保护装置12、第一进线保护装置7以及第二进线保护装置8间应按级差配置，第一母线出线保护装置17、第二母线出线保护装置17的动作时间最短，分段母线保护装置12的动作时间次之，第一进行保护装置7、第二进线保护装置8的动作时间最长。这样若出线侧发生故障，则可以使得对应的母线出线开关处于跳开状态，防止分段母线开关14、第一进线开关4或第二进线开关6跳开造成事故扩大。当第一进线1或第二进线2停运，通过分段母线开关14带对应的母线运行，则而当对应运行的母线故障时，可以先跳开分段母线开关14，防止未停运进线对应的进线开关跳开造成事故扩大。

若按照上述要求进行保护整定，假设出线保护装置(第一母线出线保护装置17以及第二母线出线保护装置20)的动作时间整定为t_f，则分段母线保护装置12的动作时间整定为t_f+Δt，进线保护装置(第一进线保护装置7以及第二进线保护装置8)的动作时间整定为t_f+2Δt，其中Δt为级差，对于微机型继电保护装置规程推荐取0.3秒。假设出线保护装置的动作时间为0秒，按照级差配置，分段母线保护装置12至少0.3秒动作，进线保护装置至少0.6秒动作，这样会造成配电网站所内部设备故障后，主保护(即进线保护装置和分段母线保护装置12)动作时间过长，既不利于快速切除故障，也增加了与主电网继电保护整定配合的难度，造成整定困难。

此外由于配电站所每个间隔均需配置继电保护装置，设备数量多，占用空间大，不利于配电网站所进一步缩小占地面积。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种双电源集成化配电网站所继电保护系统，其结构紧凑，能有效节约占地面积，并能快速切除故障，防止事故扩大，提高保护的灵敏度，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述双电源集成化配电网站所继电保护系统，包括双电源的配电网站所，所述双电源的配电网站所包括第一进线以及第二进线；所述第一进线与第一母线连接，第二进线与第二母线连接，第一母线通过分段母线与第二母线连接；第一母线上连接有若干第一母线出线，第二母线上连接若干第二母线出线；第一进线上设置第一进线电流互感器以及第一进线开关，第二进线上设置第二进线电流互感器以及第二进线开关；任一第一母线出线上均安装有第一母线出线电流互感器以及第一母线出线开关，任一第二母线出线上均安装有第二母线出线电流互感器以及第二母线出线开关，分段母线上设有分段母线电流互感器以及分段母线开关；

还包括第一母线集成化站所保护装置以及第二母线集成化站所保护装置；第一进线电流互感器、第二进线电流互感器、分段母线电流互感器以及所有的第一母线出线电流互感器均与第一母线集成化站所保护装置的输入端连接，第一母线集成化站所保护装置的输出端与第一进线开关、第二进线开关、分段母线开关以及所有的第一母线出线开关连接；

第一进线电流互感器、第二进线电流互感器、分段母线电流互感器以及所有的第二母线出线电流互感器均与第二母线集成化站所保护装置的输入端连接，第二母线集成化站所保护装置的输出端与第一进线开关、第二进线开关、分段母线开关以及所有的第二母线出线开关连接；

第一母线集成化站所保护装置根据第一母线出线电流互感器采集的第一母线出线电流确定对应的第一母线出线存在出线线路故障时，第一母线集成化站所保护装置立即控制对应的第一母线出线开关处于跳开状态，以对相应的第一母线出线进行所需的出线故障保护；

第一母线集成化站所保护装置对第一母线采用差动保护，第一母线集成化站所保护装置根据第一进线电流互感器采集的第一进线电流、分段母线电流互感器采集的分段母线电流以及所有的第一母线出线电流互感器对应采集的第一母线出线电流确定存在第一母线线路故障时，第一母线集成化站所保护装置立即控制第一进线开关、分段母线开关以及所有的第一母线出线开关均处于跳开状态，以对第一母线进行所需的母线故障保护；

第二母线集成化站所保护装置根据第二母线出线电流互感器采集的第二母线出线电流确定对应的第二母线出线存在出线线路故障时，第二母线集成化站所保护装置立即控制对应的第二母线出线开关处于跳开状态，以对相应的第二母线出线进行所需的出线故障保护；

第二母线集成化站所保护装置对第二母线采用差动保护，第二母线集成化站所保护装置根据第二进线电流互感器采集的第二进线电流、分段母线电流互感器采集的分段母线电流以及所有的第二母线出线电流互感器对应采集的第二母线出线电流确定存在第二母线线路故障时，第二母线集成化站所保护装置立即控制第二进线开关、分段母线开关以及所有的第二母线出线开关均处于跳开状态，以对第二母线进行所需的母线故障保护。

所述第一母线集成化站所保护装置根据第一进线电流互感器采集的第一进线电流、分段母线电流互感器采集的分段母线电流以及所有的第一母线出线电流互感器对应采集的第一母线出线电流确定需要对第一母线进线母线故障保护的方法为：

$\left\{\begin{array}{c}|I_{i1}+w*I_f+\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}{I}_{1j}|\≥I_{opo}\\ |I_{i1}+w*I_f+\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}{I}_{1j}|\≥S*\left(\right|I_{i1}|+|I_f|+\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}|I_{1j}\left|\right)\end{array}\right.$

其中，I_i1为第一进线的第一进线电流，I_f为分段母线的分段母线电流，m为第一母线上连接第一母线出线的数量，I_opo为差动保护启动值，I_1j为与第一母线连接的第j条第一母线出线上的第一母线出线电流，S为制动系数，w为分段母线电流极性选择字；第一进线电流以及所有的第一母线出线电流的极性均指向第一母线。

所述第二母线集成化站所保护装置根据第二进线电流互感器采集的第二进线电流、分段母线电流互感器采集的分段母线电流以及所有的第二母线出线电流互感器对应采集的第二母线出线电流确定需要对第二母线进线母线故障保护的方法为：

$\left\{\begin{array}{c}|I_{i2}+w*I_f+\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}{I}_{2j}|\≥I_{opo}\\ |I_{i2}+w*I_f+\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}{I}_{2j}|\≥S*\left(\right|I_{i2}|+|I_f|+\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}|I_{2j}\left|\right)\end{array}\right.$

其中，I_i2为第二进线的第二进线电流，I_f为分段母线的分段母线电流，n为第二母线上连接第二母线出线的数量，I_opo为差动保护启动值，I_2j为与第二母线连接的第j条第二母线出线上的第二母线出线电流，S为制动系数，w为分段母线电流极性选择字；第二进线电流以及所有的第二母线出线电流的极性均指向第二母线。

所述第一母线集成化站所保护装置(23)采用多段式出线故障保护方式对每条第一母线出线(15)进行出线故障保护，第一母线集成化站所保护装置(23)进行多段式出线故障过流保护的方法为：

I_1j≥I_1jt，zd

其中，I_1j为与第一母线(9)连接的第j条第一母线出线(15)的第一母线出线电流，I_1jt，zd为所述第j条第一母线出线(15)的第t段过流保护整定值；

所述第二母线集成化站所保护装置(24)采用多段式出线故障保护方式对每条第二母线出线(16)进行出线故障保护，第二母线集成化站所保护装置(24)进行多段式出线故障过流保护的方法为：

I_2j≥I_2jk,zd

其中，I_2j为与第二母线(10)连接的第j条第二母线出线(16)的第二母线出线电流，I_2jk,zd为所述第j条第二母线出线(16)的第k段过流保护整定值。若分段母线开关处于闭合状态，整个配电网站所由第一进线或第二进线同时保证第一母线以及第二母线的带电运行状态，当分段母线电流I_f大于分段母线电流整定值I_fzd，且提供第一母线、第二母线带电运行状态的进线电流I_ib大于进线电流整定值I_ibzd，在延时t_fzd后，使得分段母线开关处于跳开状态。

若在上述分段母线开关处于跳开后，上述的进线电流I_ib仍大于进线电流整定值I_ibzd，则再经过延时t_ibzd后，使得具有进线电流I_ib的进线上的进线开关处于跳开状态。

若由分段母线电流互感器采集的分段母线电流I_f小于分段母线电流整定值I_fzd，且由第一进线电流互感器采集的第一进线电流I_i1大于进线电流整定值I_ibzd，经延时t_izzd后，通过第一母线集成化站所保护装置控制第一进线开关处于跳开状态。

当分段母线开关处于跳开状态，与第一母线集成化站所保护装置相邻的第二进线的第二进线电流I_i2大于进线电流整定值I_idzd，经延时t_idzd后，由第一母线集成化站所保护装置控制第二进线开关处于跳开状态；

同时，与第二母线集成化站所保护装置相邻的第一进线的第一进线电流I_i1大于进线电流整定值I_idzd，经延时t_idzd后，由第二母线集成化站所保护装置控制第一进线开关处于跳开状态。

若在分段母线电流互感器与分段母线开关间存在故障时，则通过第一母线集成化站所保护装置对第一母线进线母线故障保护，并由所述第一母线集成化站所保护装置控制第二进线上的第二进线开关处于跳开状态；或通过第二母线集成化站所保护装置对第二母线进线母线故障保护，并由所述第二母线集成化站所保护装置控制第一进线上的第一进线开关处于跳开状态。

在第一母线集成化站所保护装置内设置对第一母线进线母线故障保护的第一母线故障保护启动条件，且第一母线集成化站所保护装置内设置对第一母线出线进行出线故障保护的第一母线出线故障启动条件，所述第一母线故障保护启动条件为：

$|I_{i1}+w*I_f+\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}{I}_{1j}|\≥0.95I_{opo}$

所述第一母线出线故障启动条件为：

$\left\{\begin{array}{c}{I}_{ib}\≥0.95I_{ibzd}\\ I_{id}\≥0.95I_{idzd}\\ I_f\≥0.95I_{fzd}\\ I_{1j}\≥0.95I_{jt,zd}\end{array}\right.$

其中，I_i1为第一进线的第一进线电流，I_f为分段母线的分段母线电流，m为第一母线上连接第一母线出线的数量，I_opo为差动保护启动值，I_1j为与第一母线连接的第j条第一母线出线上的第一母线出线电流，I_1j为与第一母线连接的第j条第一母线出线的第一母线出线电流，I_1jt，zd为所述第j条第一母线出线的第t段过流保护整定值；I_ib为分段母线开关处于闭合状态，且整个配电网站所由第一进线或第二进线同时保证第一母线以及第二母线的带电运行状态时的进线电流，I_id为分段母线开关处于跳开状态，第二进线上对应的进线电流。

本发明的优点：通过第一母线集成化站所保护装置能实现对第一母线的母线故障保护以及对第一母线出线的出线故障保护，并能通过第一母线集成化站所保护装置实现对第二母线的母线故障保护以及对第二母线出线的出线故障保护，通过第一母线集成化站所保护装置、第二母线集成化站所保护装置的配合进线其他所需的保护，确保配电网站所的供电安全，能够有效节约占地面积，降低造价，节约空间，且能有效防止事故扩大，提高保护的灵敏度，且能有利于与主电网继电保护之间的时间配合，从而大幅增强配电网站所保护的可靠性。

附图说明

图1为现有配电网站所的供电及保护的示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为本发明第一母线集成化站所保护装置、第二母线集成化站所保护装置的逻辑电路图。

附图标记说明：1-第一进线、2-第二进线、3-第一进线电流互感器、4-第一进线开关、5-第二进线电流互感器、6-第二进线开关、7-第一进线保护装置、8-第二进线保护装置、9-第一母线、10-第二母线、11-分段母线、12-分段母线保护装置、13-分段母线电流互感器、14-分段母线开关、15-第一母线出线、16-第二母线出线、17-第一母线出线保护装置、18-第一母线出线开关、19-第一母线出线电流互感器、20-第二母线出线保护装置、21-第二母线出线开关、22-第二母线出线电流互感器、23-第一母线集成化站所保护装置、24-第二母线集成化站所保护装置、25-第一或门、26-第二或门、27-第三或门、28-第四或门、29-第五或门、30-第一与门、31-第二与门、32-第三与门、33-第四与门、35-第五与门、36-第一计时器、37-第二计时器、38-第三计时器、39-第四计时器以及40-第五计时器。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图2所示：为了能有效节约占地面积，并能快速切除故障，防止事故扩大，提高保护的灵敏度，本发明包括双电源的配电网站所，所述双电源的配电网站所包括第一进线1以及第二进线2；所述第一进线1与第一母线9连接，第二进线2与第二母线10连接，第一母线9通过分段母线11与第二母线10连接；第一母线9上连接有若干第一母线出线15，第二母线10上连接若干第二母线出线16；第一进线1上设置第一进线电流互感器3以及第一进线开关4，第二进线2上设置第二进线电流互感器5以及第二进线开关6；任一第一母线出线15上均安装有第一母线出线电流互感器19以及第一母线出线开关18，任一第二母线出线16上均安装有第二母线出线电流互感器22以及第二母线出线开关21，分段母线11上设有分段母线电流互感器13以及分段母线开关14；

还包括第一母线集成化站所保护装置23以及第二母线集成化站所保护装置24；第一进线电流互感器3、第二进线电流互感器5、分段母线电流互感器13以及所有的第一母线出线电流互感器19均与第一母线集成化站所保护装置23的输入端连接，第一母线集成化站所保护装置23的输出端与第一进线开关4、第二进线开关6、分段母线开关14以及所有的第一母线出线开关18连接；

第一进线电流互感器3、第二进线电流互感器5、分段母线电流互感器13以及所有的第二母线出线电流互感器22均与第二母线集成化站所保护装(24的输入端连接，第二母线集成化站所保护装置24的输出端与第一进线开关4、第二进线开关6、分段母线开关14以及所有的第二母线出线开关21连接；

第一母线集成化站所保护装置23根据第一母线出线电流互感器19采集的第一母线出线电流确定对应的第一母线出线15存在出线线路故障时，第一母线集成化站所保护装置23立即控制对应的第一母线出线开关18处于跳开状态，以对相应的第一母线出线15进行所需的出线故障保护；

第一母线集成化站所保护装置23对第一母线9采用差动保护，第一母线集成化站所保护装置23根据第一进线电流互感器3采集的第一进线电流、分段母线电流互感器13采集的分段母线电流以及所有的第一母线出线电流互感器19对应采集的第一母线出线电流确定存在第一母线线路故障时，第一母线集成化站所保护装置23立即控制第一进线开关4、分段母线开关14以及所有的第一母线出线开关18均处于跳开状态，以对第一母线9进行所需的母线故障保护；

第二母线集成化站所保护装置24根据第二母线出线电流互感器22采集的第二母线出线电流确定对应的第二母线出线16存在出线线路故障时，第二母线集成化站所保护装置24立即控制对应的第二母线出线开关21处于跳开状态，以对相应的第二母线出线21进行所需的出线故障保护；

第二母线集成化站所保护装置24对第二母线10采用差动保护，第二母线集成化站所保护装置24根据第二进线电流互感器6采集的第二进线电流、分段母线电流互感器13采集的分段母线电流以及所有的第二母线出线电流互感器22对应采集的第二母线出线电流确定存在第二母线线路故障时，第二母线集成化站所保护装置24立即控制第二进线开关6、分段母线开关14以及所有的第二母线出线开关21均处于跳开状态，以对第二母线10进行所需的母线故障保护。

具体地，通过第一进线1、第二进线2与外部的供电源连接，第一母线9与第一进线1的一端连接，第二母线10与第二进线2的一端连接，通过第一进线开关4能控制第一进线1对第一母线9的供电状态，当第一进线4处于闭合状态时，通过第一进线1能使得第一母线9处于带电运行状态，而当第一进线4处于跳开状态时，能断开第一母线9与第一进线1间的电连接，此时第一母线9可能处于断电状态。第二母线10、第二进线2与第二进线开关6间的配合关系类似，此处不再赘述。第一母线9与第二母线10间通过分段母线11连接，当分段母线11上的分段母线开关14处于跳开状态时，则第一母线9与第二母线10间处于相互独立状态，即第一母线9、第二母线10的带电状态相互独立；而分段母线11上的分段母线开关14处于闭合状态时，则第一母线9、第二母线10间的带电状态处于同步状态，此时，第一母线9的带电状态不仅与第一进线1以及第一进线开关4的开关状态相关，还与第二进线2以及第二进线开关6的开关状态相关，即第一母线9、第二母线10间保持相同的带电状态或保持相同的断电状态，通过第一进线1或第二进线10能同时保证第一母线9或第二母线10的带电运行状态。

具体实施时，第一进线开关4、第二进线开关6、分段母线开关14、第一母线出线开关18以及第二母线出线开关21均可以采用继电器的形式，通过第一进线开关4、第二进线开关6、分段母线开关14、第一母线出线开关18以及第二母线出线开关21的开关状态实现不同带电状态的控制过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

本发明实施例中，第一母线集成化站所保护装置23、第二母线集成化站所保护装置24可以采用相同的内部结构，第一母线集成站所保护装置23主要用于实现对第一母线9的母线故障保护以及连接在第一母线9上的第一母线出线15的出线故障保护，而第二母线集成化站所保护装置24主要用于实现对第二母线10的母线故障保护以及连接在第二母线10上的第二母线出线21的出线故障保护。此外，第一母线集成化站所保护装置23、第二母线集成化站所保护装置24均能实现对分段母线11上分段母线开关14的开关状态控制。

本发明仅通过第一母线集成化站所保护装置23实现对第一母线9的母线故障保护以及第一母线出线15的出线故障保护，且通过第二母线集成化站所保护装置24实现对第二母线10的母线故障保护以及第二母线出线16的出线故障保护，与现有继电保护相比，能够有效节约占地面积，降低造价，节约空间。第一母线集成化站所保护装置23、第二母线集成化站所保护装置24对出线故障保护、母线故障保护时无需采用现有级差配置的延时，能有效防止事故扩大，提高保护的灵敏度，且能有利于与主电网继电保护之间的时间配合，从而大幅增强配电网站所保护的可靠性。

进一步地，所述第一母线集成化站所保护装置23根据第一进线电流互感器3采集的第一进线电流、分段母线电流互感器13采集的分段母线电流以及所有的第一母线出线电流互感器19对应采集的第一母线出线电流确定需要对第一母线9进线母线故障保护的方法为：

$\left\{\begin{array}{c}|I_{i1}+w*I_f+\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}{I}_{1j}|\≥I_{opo}\\ |I_{i1}+w*I_f+\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}{I}_{1j}|\≥S*\left(\right|I_{i1}|+|I_f|+\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}|I_{1j}\left|\right)\end{array}\right.$

其中，I_i1为第一进线1的第一进线电流，I_f为分段母线11的分段母线电流，m为第一母线9上连接第一母线出线15的数量，I_opo为差动保护启动值，I_1j为与第一母线9连接的第j条第一母线出线15上的第一母线出线电流，S为制动系数，w为分段母线电流极性选择字；第一进线电流以及所有的第一母线出线电流的极性均指向第一母线9。

本发明实施例中，当第一进线电流I_i1、与第一母线9连接的第j条第一母线出线15上的第一母线出线电流I_1j、分段母线11的分段母线电流I_f满足上述关系时，第一母线集成化站所保护装置23进行母线故障保护，即立即使得第一进线开关4、分段母线开关14以及所有的第一母线出线开关18均处于跳开状态。差动保护启动值Iopo一般按躲过最大支路负荷电流及单相接地故障下最大的接地电流整定，制动系数S按躲过区外故障最大不平衡电流整定，差动保护启动值Iopo、制动系数S具体的整定过程与具体的工作场合相关，具体的整定过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

所述第二母线集成化站所保护装置24根据第二进线电流互感器5采集的第二进线电流、分段母线电流互感器13采集的分段母线电流以及所有的第二母线出线电流互感器22对应采集的第二母线出线电流确定需要对第二母线10进线母线故障保护的方法为：

$\left\{\begin{array}{c}|I_{i2}+w*I_f+\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}{I}_{2j}|\≥I_{opo}\\ |I_{i2}+w*I_f+\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}{I}_{2j}|\≥S*\left(\right|I_{i2}|+|I_f|+\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}|I_{2j}\left|\right)\end{array}\right.$

其中，I_i2为第二进线2的第二进线电流，I_f为分段母线11的分段母线电流，n为第二母线10上连接第二母线出线16的数量，I_opo为差动保护启动值，I_2j为与第二母线10连接的第j条第二母线出线16上的第二母线出线电流，S为制动系数，w为分段母线电流极性选择字；第二进线电流以及所有的第二母线出线电流的极性均指向第二母线10。

本发明实施例中，当第二进线电流I_i2、与第二母线10连接的第j条第一母线出线15上的第一母线出线电流I_2j、分段母线11的分段母线电流I_f满足上述关系时，第二母线集成化站所保护装置24进行母线故障保护，即立即使得第二进线开关6、分段母线开关14以及所有的第二母线出线开关121均处于跳开状态。差动保护启动值Iopo、制动系数S可以参考上述的说明，具体不再赘述。

当分段母线11的分段母线电流I_f指向第一母线9时，在第一母线集成化站所保护装置23内分段母线电流极性选择字w的值取1，而在第二母线集成化站所保护装置24内分段母线电流极性选择字w的值取-1；而当分段母线11的分段母线电流I_f指向第二母线10时，在第一母线集成化站所保护装置23内分段母线电流极性选择字w的值取-1，而在第二母线集成化站所保护装置24内分段母线电流极性选择字w的值取1。本发明实施例中，所述分段母线电流I_f的极性指向第一母线9，具体是指分段母线电流I_f流入第一母线9，本发明中所有对电流极性的定义均可以参照所述说明，具体不再赘述。

所述第一母线集成化站所保护装置23采用多段式出线故障保护方式对每条第一母线出线15进行出线故障保护，第一母线集成化站所保护装置23进行多段式出线故障过流保护的方法为：

I_1j≥I_1jt，zd

其中，I_1j为与第一母线9连接的第j条第一母线出线15的第一母线出线电流，I_1jt，zd为所述第j条第一母线出线15的第t段过流保护整定值；

所述第二母线集成化站所保护装置24采用多段式出线故障保护方式对每条第二母线出线16进行出线故障保护，第二母线集成化站所保护装置24进行多段式出线故障过流保护的方法为：

I_2j≥I_2jk,zd

其中，I_2j为与第二母线10连接的第j条第二母线出线16的第二母线出线电流，I_2jk,zd为所述第j条第二母线出线16的第k段过流保护整定值。

本发明实施例中，第一母线集成化保护装置23对每条第一母线出线15均采用多段式出线故障保护方式，当任意一条第一母线出线15的第一母线出线电流I_1j满足上述条件时，则第一母线集成化站所保护装置23会立即对对应的第一母线出线15进行出线故障保护，即使得满足上述条件的第一母线出线15上的第一母线出线开关18处于跳开状态。第一母线集成化站所保护装置23对第一母线出线15一般采用两段式出线故障保护或三段式出线故障保护，即t的最大值为2或3，第t段过流保护整定值I_1jt，zd的具体大小可以根据整定规程及电网实际情况确定。

在具体实施时，第二母线集成化站所保护装置24对每条第二母线出线16也采用上述类似的多段式出线故障保护方式，具体保护的形式可以参考上述说明，此处不再赘述。

进一步，若分段母线开关14处于闭合状态，整个配电网站所由第一进线1或第二进线2同时保证第一母线9以及第二母线10的带电运行状态，当分段母线电流I_f大于分段母线电流整定值I_fzd，且提供第一母线9、第二母线10带电运行状态的进线电流I_ib大于进线电流整定值I_ibzd，在延时t_fzd后，使得分段母线开关14处于跳开状态。

若在上述分段母线开关14处于跳开后，上述的进线电流I_ib仍大于进线电流整定值I_ibzd，则再经过延时t_ibzd后，使得具有进线电流I_ib的进线上的进线开关处于跳开状态。

本发明实施例中，当分段母线开关14处于闭合状态，整个配电网站所由第一进线1或第二进线2同时保证第一母线9以及第二母线10的带电运行状态，即通过分段母线11能实现第一母线9与第二母线10的连接配合。分段母线电流整定值I_fzd、进线电流整定值I_ibzd应躲过本进线最大负荷整定，t_fzd由保护动作时间、开关跳开时间和必要的时间裕度构成，建议取对应母线出线上(对于第一母线集成化站所保护装置23，本段母线出线是指第一母线出线15；而对于第二母线集成化站所保护装置24，本段母线出线是指第二母线出线16)的最长动作时间外加100毫秒延时，延时t_ibzd由开关跳开时间和必要的时间裕度构成，建议取100毫秒。

具体实施时，当第一进线1提供第一母线9、第二母线10的带电状态时，进线电流I_ib为第一进线1的电流，则分段母线开关14由第一母线集成化站所保护装置23控制跳开，第一进线1上的第一进线开关4也由第一母线集成式站所保护装置23控制跳开；而当第一进线2提供第一母线9、第二母线10的带电状态时，进线电流I_ib为第二进线2的电流，分段母线开关14、第二进线开关6均由第二母线集成式站所保护装置24控制跳开。

进一步地，若由分段母线电流互感器13采集的分段母线电流I_f小于分段母线电流整定值I_fzd，且由第一进线电流互感器3采集的第一进线电流I_i1大于进线电流整定值I_ibzd，经延时t_izzd后，通过第一母线集成化站所保护装置23控制第一进线开关4处于跳开状态。

本发明实施例中，分段母线电流I_f小于分段母线电流整定值I_fzd包括分段母线开关14处于闭合或跳开状态。在具体实施时，若第二进线电流互感器5采集的第二进线电流I_i2大于进线电流整定值I_ibzd，经延时t_izzd后，通过第二母线集成化站所保护装置24控制第二进线开关6处于跳开状态。

当分段母线开关14处于跳开状态，与第一母线集成化站所保护装置23相邻的第二进线2的第二进线电流I_i2大于进线电流整定值I_idzd，经延时t_idzd后，由第一母线集成化站所保护装置23控制第二进线开关6处于跳开状态；

同时，与第二母线集成化站所保护装置24相邻的第一进线1的第一进线电流I_i1大于进线电流整定值I_idzd，经延时t_idzd后，由第二母线集成化站所保护装置24控制第一进线开关4处于跳开状态。

本发明实施例中，分段母线开关14处于跳开状态时，第一母线9的带电状态只由第一进线1提供，第二母线10的带电状态只由第二进线2提供。I_idzd应躲过本进线最大负荷整定(具体地，对第二进线2对应第一母线9的最大负荷整定，而对于第一进线1对应第二母线10的最大负荷整定)，t_idzd由保护动作时间、开关跳开时间和必要的时间裕度构成，建议取相邻段母线上出线(对于第一母线集成化站所保护装置23，相邻段母线上出线是指第二母线出线16；对于第二母线集成化站所保护装置24，相邻段母线上出线是指第一母线出线15)最长动作时间外加100毫秒延时。

若在分段母线电流互感器13与分段母线开关14间存在故障时，则通过第一母线集成化站所保护装置23对第一母线9进线母线故障保护，并由所述第一母线集成化站所保护装置23控制第二进线2上的第二进线开关6处于跳开状态；或通过第二母线集成化站所保护装置24对第二母线10进线母线故障保护，并由所述第二母线集成化站所保护装置24控制第一进线1上的第一进线开关4处于跳开状态。

在第一母线集成化站所保护装置23内设置对第一母线9进线母线故障保护的第一母线故障保护启动条件，且第一母线集成化站所保护装置23内设置对第一母线出线15进行出线故障保护的第一母线出线故障启动条件，所述第一母线故障保护启动条件为：

$|I_{i1}+w*I_f+\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}{I}_{1j}|\≥0.95I_{opo}$

所述第一母线出线故障启动条件为：

$\left\{\begin{array}{c}{I}_{ib}\≥0.95I_{ibzd}\\ I_{id}\≥0.95I_{idzd}\\ I_f\≥0.95I_{fzd}\\ I_{1j}\≥0.95I_{jt,zd}\end{array}\right.$

其中，I_i1为第一进线1的第一进线电流，I_f为分段母线11的分段母线电流，m为第一母线9上连接第一母线出线15的数量，I_opo为差动保护启动值，I_1j为与第一母线9连接的第j条第一母线出线15上的第一母线出线电流，I_1j为与第一母线9连接的第j条第一母线出线15的第一母线出线电流，I_1jt，zd为所述第j条第一母线出线15的第t段过流保护整定值；I_ib为分段母线开关14处于闭合状态，且整个配电网站所由第一进线1或第二进线2同时保证第一母线9以及第二母线10的带电运行状态时的进线电流，I_id为分段母线开关14处于跳开状态，第二进线2上对应的进线电流。

本发明实施例中，通过在第一母线集成化站所保护装置23内设置第一母线故障保护启动条件以及第一母线出线故障启动条件，能够增强第一母线集成化站所保护装置23进行保护的可靠性。只有满足上述条件时，第一母线集成化站所保护装置23才能对第一母线9进行母线故障保护以及第一母线出线15进行故障保护。具体实施时，在第二母线集成化站所保护装置24内也可以设置第二母线故障保护启动条件以及第二母线出线故障启动条件，第二母线故障保护启动条件、第二母线出线故障保护启动条件可以分别参照上述的说明，具体不再赘述。

如图3所示，为本发明第一母线集成化站所保护装置23、第二母线集成化站所保护装置24对应的逻辑图，其中，包括第一或门25、第二或门26、第三或门27、第四或门28、第五或门29、第一与门30、第二与门31、第三与门32、第四与门33、第五与门34、第六与门36、第一计时器36、第二计时器37、第三计时器38、第四计时器39以及第五计时器40。第一与门30的一输入端、第二与门31的一输入端、第三与门32的一输入端、第五与门34的一输入端以及第六与门35的一输入端均接收保护启动信号，第一与门30的另一输入端接收满足母线故障保护启动条件的确认信号，此时，第一与门30的输出端输出用于对第一母线9进行第一母线故障保护的信号，或用于对第二母线10进行第二母线故障保护的信号。当保护启动信号无效时，无法实现母线故障保护以及出线故障保护。

第一或门25的输入端用于接收对应的母线出线电流与第t段过流保护整定值的比较结果，第一或门25的输出端与第二与门31的另一输入端连接，第二与门31的输出端与第一计时器36的输入端连接，第一计时器36的倒计时时间为t_jt,zd，第一计时器36倒计时完成后，能对相应的母线出线进行出线过流保护，即使得对应母线出线上的母线出线开关跳开，对应母线出线包括第一母线出线15以及第二母线出线16，具体根据第一母线集成化站所保护装置23或第二母线集成化站所保护装置24相关。

第二或门26的输入端用于接收分段母线电路与分段母线电流整定值的比较结果，第二或门26的输出端与第三与门32的第二输入端、第五与门34的第二输入端连接，第三或门27的输入端用于接收进线电流与进线电流整定值I_ibzd的比较结果，第三或门27的输出端与第三与门32的第三输入端以及第四与门33的另一输入端连接，第三与门32的输出端与第二计时器37的输入端连接，第二计时器37的倒计时时间为t_fzd，在第二计时器37的倒计时完成时，第二计时器37能输出使得分段母线开关14跳开的信号，此外，第二计时器37的输出端还与第四与门33的另一输入端连接。第四与门33的输出端与第三计时器38的输入端连接，第三计时器38的倒计时时间为t_ibzd，在第三计时器38的倒计时完成后，第三计时器38能输出使得对应进线开关跳开。

第四或门28的输出端用于接收进线电流与进线电流整定值I_ibzd的比较结果，第四或门28的输出端与第五与门34的第三输入端连接，第三与门34的输出端与第四计时器39的输入端连接，第四计时器39的倒计时时间为t_idzd，在第四计时器39倒计时时间完成时，第四计时器39能输出跳开对应进线开关的信号，所述对应的进线开关与第一母线集成化站所保护装置23、第二母线集成化站所保护装置24对应相关。

第五或门29的输入端用于接收电流I_id(I_id为分段母线开关14处于跳开状态，第二进线2上对应的进线电流)与进线电流整定值I_idzd之间的比较结果，第五或门29的输出端与第六与门35的另一输入端连接，第六与门35的输出端与第五计时器40连接，第五计时器40的倒计时时间为t_idzd，在第五计时器40的倒计时完成后，第五计时器40能输出跳开相邻进线开关的信号；本发明实施例中，对第一母线集成化站所保护装置23，相邻进线开关是指第二进线2上的第二进线开关6，对第二母线集成化站所保护装置24，相邻进线开关是指第一进线1上的第一进线开关4。

本发明实施例中，通过上述逻辑电路能够实现上述第一母线集成化站所保护装置23、第二母线集成化站所保护装置24的保护功能，具体可以参考上述的说明过程，此处不再赘述。

本发明通过第一母线集成化站所保护装置23能实现对第一母线9的母线故障保护以及对第一母线出线15的出线故障保护，并能通过第一母线集成化站所保护装置24实现对第二母线10的母线故障保护以及对第二母线出线16的出线故障保护，通过第一母线集成化站所保护装置23、第二母线集成化站所保护装置24的配合进线其他所需的保护，确保配电网站所的供电安全，能够有效节约占地面积，降低造价，节约空间，且能有效防止事故扩大，提高保护的灵敏度，且能有利于与主电网继电保护之间的时间配合，从而大幅增强配电网站所保护的可靠性。

Claims (10)

1.一种双电源集成化配电网站所继电保护系统，包括双电源的配电网站所，所述双电源的配电网站所包括第一进线(1)以及第二进线(2)；所述第一进线(1)与第一母线(9)连接，第二进线(2)与第二母线(10)连接，第一母线(9)通过分段母线(11)与第二母线(10)连接；第一母线(9)上连接有若干第一母线出线(15)，第二母线(10)上连接若干第二母线出线(16)；第一进线(1)上设置第一进线电流互感器(3)以及第一进线开关(4)，第二进线(2)上设置第二进线电流互感器(5)以及第二进线开关(6)；任一第一母线出线(15)上均安装有第一母线出线电流互感器(19)以及第一母线出线开关(18)，任一第二母线出线(16)上均安装有第二母线出线电流互感器(22)以及第二母线出线开关(21)，分段母线(11)上设有分段母线电流互感器(13)以及分段母线开关(14)；其特征是：

还包括第一母线集成化站所保护装置(23)以及第二母线集成化站所保护装置(24)；第一进线电流互感器(3)、第二进线电流互感器(5)、分段母线电流互感器(13)以及所有的第一母线出线电流互感器(19)均与第一母线集成化站所保护装置(23)的输入端连接，第一母线集成化站所保护装置(23)的输出端与第一进线开关(4)、第二进线开关(6)、分段母线开关(14)以及所有的第一母线出线开关(18)连接；

第一进线电流互感器(3)、第二进线电流互感器(5)、分段母线电流互感器(13)以及所有的第二母线出线电流互感器(22)均与第二母线集成化站所保护装置(24)的输入端连接，第二母线集成化站所保护装置(24)的输出端与第一进线开关(4)、第二进线开关(6)、分段母线开关(14)以及所有的第二母线出线开关(21)连接；

第一母线集成化站所保护装置(23)根据第一母线出线电流互感器(19)采集的第一母线出线电流确定对应的第一母线出线(15)存在出线线路故障时，第一母线集成化站所保护装置(23)立即控制对应的第一母线出线开关(18)处于跳开状态，以对相应的第一母线出线(15)进行所需的出线故障保护；

第一母线集成化站所保护装置(23)对第一母线(9)采用差动保护，第一母线集成化站所保护装置(23)根据第一进线电流互感器(3)采集的第一进线电流、分段母线电流互感器(13)采集的分段母线电流以及所有的第一母线出线电流互感器(19)对应采集的第一母线出线电流确定存在第一母线线路故障时，第一母线集成化站所保护装置(23)立即控制第一进线开关(4)、分段母线开关(14)以及所有的第一母线出线开关(18)均处于跳开状态，以对第一母线(9)进行所需的母线故障保护；

第二母线集成化站所保护装置(24)根据第二母线出线电流互感器(22)采集的第二母线出线电流确定对应的第二母线出线(16)存在出线线路故障时，第二母线集成化站所保护装置(24)立即控制对应的第二母线出线开关(21)处于跳开状态，以对相应的第二母线出线(21)进行所需的出线故障保护；

第二母线集成化站所保护装置(24)对第二母线(10)采用差动保护，第二母线集成化站所保护装置(24)根据第二进线电流互感器(6)采集的第二进线电流、分段母线电流互感器(13)采集的分段母线电流以及所有的第二母线出线电流互感器(22)对应采集的第二母线出线电流确定存在第二母线线路故障时，第二母线集成化站所保护装置(24)立即控制第二进线开关(6)、分段母线开关(14)以及所有的第二母线出线开关(21)均处于跳开状态，以对第二母线(10)进行所需的母线故障保护。

2.根据权利要求1所述的双电源集成化配电网站所继电保护系统，其特征是，所述第一母线集成化站所保护装置(23)根据第一进线电流互感器(3)采集的第一进线电流、分段母线电流互感器(13)采集的分段母线电流以及所有的第一母线出线电流互感器(19)对应采集的第一母线出线电流确定需要对第一母线(9)进线母线故障保护的方法为：

$\left\{\begin{array}{c}|I_{i1}+w*I_f+\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{1j}|\≥I_{opo}\\ |I_{i1}+w*I_f+\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{1j}|\≥S*\left(\left|I_{i1}\right|+\left|I_f\right|+\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\left|I_{1j}\right|\right)\end{array}\right.$

其中，I_i1为第一进线(1)的第一进线电流，I_f为分段母线(11)的分段母线电流，m为第一母线(9)上连接第一母线出线(15)的数量，I_opo为差动保护启动值，I_1j为与第一母线(9)连接的第j条第一母线出线(15)上的第一母线出线电流，S为制动系数，w为分段母线电流极性选择字；第一进线电流以及所有的第一母线出线电流的极性均指向第一母线(9)。

3.根据权利要求1所述的双电源集成化配电网站所继电保护系统，其特征是，所述第二母线集成化站所保护装置(24)根据第二进线电流互感器(5)采集的第二进线电流、分段母线电流互感器(13)采集的分段母线电流以及所有的第二母线出线电流互感器(22)对应采集的第二母线出线电流确定需要对第二母线(10)进线母线故障保护的方法为：

$\left\{\begin{array}{c}|I_{i2}+w*I_f+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{2j}|\≥I_{opo}\\ |I_{i2}+w*I_f+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{2j}|\≥S*\left(\left|I_{i2}\right|+\left|I_f\right|+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\left|I_{2j}\right|\right)\end{array}\right.$

其中，I_i2为第二进线(2)的第二进线电流，I_f为分段母线(11)的分段母线电流，n为第二母线(10)上连接第二母线出线(16)的数量，I_opo为差动保护启动值，I_2j为与第二母线(10)连接的第j条第二母线出线(16)上的第二母线出线电流，S为制动系数，w为分段母线电流极性选择字；第二进线电流以及所有的第二母线出线电流的极性均指向第二母线(10)。

4.根据权利要求1所述的双电源集成化配电网站所继电保护系统，其特征是，所述第一母线集成化站所保护装置(23)采用多段式出线故障保护方式对每条第一母线出线(15)进行出线故障保护，第一母线集成化站所保护装置(23)进行多段式出线故障过流保护的方法为：

I_1j≥I_1jt，zd

其中，I_1j为与第一母线(9)连接的第j条第一母线出线(15)的第一母线出线电流，I_1jt，zd为所述第j条第一母线出线(15)的第t段过流保护整定值；

所述第二母线集成化站所保护装置(24)采用多段式出线故障保护方式对每条第二母线出线(16)进行出线故障保护，第二母线集成化站所保护装置(24)进行多段式出线故障过流保护的方法为：

I_2j≥I_2jk,zd

其中，I_2j为与第二母线(10)连接的第j条第二母线出线(16)的第二母线出线电流，I_2jk,zd为所述第j条第二母线出线(16)的第k段过流保护整定值。

5.根据权利要求1所述的双电源集成化配电网站所继电保护系统，其特征是，若分段母线开关(14)处于闭合状态，整个配电网站所由第一进线(1)或第二进线(2)同时保证第一母线(9)以及第二母线(10)的带电运行状态，当分段母线电流I_f大于分段母线电流整定值I_fzd，且提供第一母线(9)、第二母线(10)带电运行状态的进线电流I_ib大于进线电流整定值I_ibzd，在延时t_fzd后，使得分段母线开关(14)处于跳开状态。

6.根据权利要求5所述的双电源集成化配电网站所继电保护系统，其特征是，若在上述分段母线开关(14)处于跳开后，上述的进线电流I_ib仍大于进线电流整定值I_ibzd，则再经过延时t_ibzd后，使得具有进线电流I_ib的进线上的进线开关处于跳开状态。

7.根据权利要求1所述的双电源集成化配电网站所继电保护系统，其特征是，若由分段母线电流互感器(13)采集的分段母线电流I_f小于分段母线电流整定值I_fzd，且由第一进线电流互感器(3)采集的第一进线电流I_i1大于进线电流整定值I_izzd，经延时t_izzd后，通过第一母线集成化站所保护装置(23)控制第一进线开关(4)处于跳开状态。

8.根据权利要求1所述的双电源集成化配电网站所继电保护系统，其特征是，当分段母线开关(14)处于跳开状态，与第一母线集成化站所保护装置(23)相邻的第二进线(2)的第二进线电流I_i2大于进线电流整定值I_idzd，经延时t_idzd后，由第一母线集成化站所保护装置(23)控制第二进线开关(6)处于跳开状态；

同时，与第二母线集成化站所保护装置(24)相邻的第一进线(1)的第一进线电流I_i1大于进线电流整定值I_idzd，经延时t_idzd后，由第二母线集成化站所保护装置(24)控制第一进线开关(4)处于跳开状态。

9.根据权利要求1所述的双电源集成化配电网站所继电保护系统，其特征是，若在分段母线电流互感器(13)与分段母线开关(14)间存在故障时，则通过第一母线集成化站所保护装置(23)对第一母线(9)进线母线故障保护，并由所述第一母线集成化站所保护装置(23)控制第二进线(2)上的第二进线开关(6)处于跳开状态；或通过第二母线集成化站所保护装置(24)对第二母线(10)进线母线故障保护，并由所述第二母线集成化站所保护装置(24)控制第一进线(1)上的第一进线开关(4)处于跳开状态。

10.根据权利要求1所述的双电源集成化配电网站所继电保护系统，其特征是，在第一母线集成化站所保护装置(23)内设置对第一母线(9)进线母线故障保护的第一母线故障保护启动条件，且第一母线集成化站所保护装置(23)内设置对第一母线出线(15)进行出线故障保护的第一母线出线故障启动条件，所述第一母线故障保护启动条件为：

$|I_{i1}+w*I_f+\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{I}_{1j}|\≥0.95I_{opo}$

所述第一母线出线故障启动条件为：

$\left\{\begin{array}{c}{I}_{ib}\≥0.95I_{ibzd}\\ I_{id}\≥0.95I_{idzd}\\ I_f\≥0.95I_{fzd}\\ I_{1j}\≥0.95I_{jt,zd}\end{array}\right.$

其中，I_i1为第一进线(1)的第一进线电流，I_f为分段母线(11)的分段母线电流，m为第一母线(9)上连接第一母线出线(15)的数量，I_opo为差动保护启动值，I_1j为与第一母线(9)连接的第j条第一母线出线(15)上的第一母线出线电流，I_1jt，zd为所述第j条第一母线出线(15)的第t段过流保护整定值；I_ib为分段母线开关(14)处于闭合状态，且整个配电网站所由第一进线(1)或第二进线(2)同时保证第一母线(9)以及第二母线(10)的带电运行状态时的进线电流，I_id为分段母线开关(14)处于跳开状态，第二进线(2)上对应的进线电流。