CN107394754A - 一种港口岸电多级联合互锁保护方法 - Google Patents

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张颖媛
陈振宇
黄堃
黄小鉥
阮文骏
张虔
张如通
翟长国
龚成明
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State Grid Corp of China SGCC
State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Nari Technology Co Ltd
NARI Nanjing Control System Co Ltd
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State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Nari Technology Co Ltd
NARI Nanjing Control System Co Ltd
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    • H02H7/22—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices
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Abstract

本发明公开了一种港口岸电多级联合互锁保护方法，包括如下步骤：步骤1、进行港口岸电系统的装置级保护配置，包括：在港口岸电系统的各装置级设备中配置港口岸电系统装置级机械保护、在港口岸电系统的各装置级设备中配置港口岸电系统装置级瞬时保护、在港口岸电系统的各装置级设备中配置港口岸电系统装置级延时保护；步骤2、进行港口岸电系统的系统级保护配置；步骤3、通过装置级保护和系统级保护对港口岸电系统进行实时监测，并根据监测数据进行对应的动作。基于上述多层次故障防护及处理机制，对港口岸电系统的整体运行进行更完善的保护，保障船岸系统的运行安全性、可靠性以及整体使用率。

Description

一种港口岸电多级联合互锁保护方法
技术领域
本发明涉及一种港口岸电多级联合互锁保护方法。
背景技术
当前，环境污染日益严重，节能环保已成为国家重要战略。据统计，船舶SOx、NOx等污染物排放占全球排放的10%以上，靠港期间排放约占船舶排放的20%，船舶已成为污染排放的重要来源。近些年，国家陆续出台多项政策法规，都明确提出“船舶靠港应优先使用岸电”。港口岸电是为靠港船舶提供岸上电力供应的技术手段，是电能替代的重要措施。靠港船舶通过使用岸电，关闭船载辅机运行，能够显著减少燃油消耗和污染排放、降低噪音，极大改善港口环境。
港口岸电作为解决港口污染问题的代表性技术，虽然在国内外已有试点应用，但随着通信技术的快速发展，现有的港口岸电系统成套应用技术有待进一步提升。在港口岸电安全运行方面，主要存在下述问题：
（1）现有港口岸电船岸连接时由于无法获取船侧信息，并网过程对电网的影响缺乏应对方法；
（2）现有港口岸电船岸连接运行时以装置各自保护控制为主，对港口岸电系统的整体运行保护考虑不够完善；
（3）现有港口岸电系统的急停时间较长，影响电气系统的保护快速性和运行安全性。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种港口岸电多级联合互锁保护方法，基于多层次故障防护及处理机制，对港口岸电系统的整体运行进行更完善的保护，保障船岸系统的运行安全性。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种港口岸电多级联合互锁保护方法，包括如下步骤：
步骤1、进行港口岸电系统的装置级保护配置，包括：在港口岸电系统的各装置级设备中配置港口岸电系统装置级机械保护、在港口岸电系统的各装置级设备中配置港口岸电系统装置级瞬时保护、在港口岸电系统的各装置级设备中配置港口岸电系统装置级延时保护；
步骤2、进行港口岸电系统的系统级保护配置；
步骤3、通过装置级保护和系统级保护对港口岸电系统进行实时监测，并根据监测数据进行对应的动作。
优选，港口岸电系统通电之后，港口岸电系统装置级机械保护进行插座行程开关、柜门行程开关、箱体防倾倒开关、箱体水浸开关、急停按钮开关状态检测，并做出机械保护判断：
当所有的机械保护状态条件全部满足时，允许港口岸电系统主断路器合闸送电；否则，港口岸电控制器将闭锁状态存在问题的开关信号反馈至港口岸电监控系统，并进行告警提示。
优选，当港口岸电系统装置级瞬时保护监测到装置级设备出现过流、过压、短路、接地、漏电和雷击情况时，保护元件动作。
优选，当港口岸电系统装置级延时保护监测到装置级设备出现过载、过温情况时，延续设定时间后再动作。
优选，步骤2和3中，基于光纤通讯技术，港口岸电监控系统实时采集、监测、分析岸电运行信息和船侧运行信息，从而进行系统级保护。
优选，系统级保护具体包括如下步骤：
A、港口岸电监控系统在港口岸电系统供电全过程中采集岸侧供电信息和船侧的用电信息，包括各级设备的遥信及遥测量信息；
B、对所采集的各模拟量、开关量信息进行判断；
C、若港口岸电系统的连接、通信状态正常，则对港口岸电系统的各装置进行正常通电控制；若出现遥信异常变位或遥测越限问题，港口岸电系统控制器进行装置级的异常控制，同时发出告警提示。
本发明的有益效果是：
（1）港口岸电系统在船岸连接正常时，可实时采集、监测、分析岸侧供电信息和船侧用电信息，通过对船舶可调节、可中断负荷进行调节控制，可有效避免船舶并网过程对电网的冲击影响。
（2）港口岸电系统在装置各自的装置级保护控制基础上，具备系统级保护，可实现五防、故障停机等功能。
（3）综合考虑4个时间纬度的船岸联合保护，系统急停时间可控制在30s内，可有效提升港口岸电系统的保护快速性和运行安全性。
附图说明
图1是本发明一种港口岸电多级联合互锁保护方法的示意图；
图2是本发明港口岸电系统装置级机械保护流程示意图；
图3是本发明港口岸电系统系统级保护流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，一种港口岸电多级联合互锁保护方法，包括如下步骤：
步骤1、进行港口岸电系统的装置级保护配置，包括：在港口岸电系统的各装置级设备（比如开关柜、变频电源、岸电箱、船岸连接设备等）中配置港口岸电系统装置级机械保护、在港口岸电系统的各装置级设备中配置港口岸电系统装置级瞬时保护、在港口岸电系统的各装置级设备中配置港口岸电系统装置级延时保护。
步骤2、进行港口岸电系统的系统级保护配置；
步骤3、通过装置级保护和系统级保护对港口岸电系统进行监测，并根据监测的数据进行对应的动作。该方法是一种综合考虑4个层次保护（装置级机械保护、装置级瞬时保护、装置级延时保护以及系统级实时故障防护）的船岸联合保护方法，能够从多个时间纬度进行保护，加强了港口岸电系统运行过程的保护控制，下面进行详细介绍。
如图2所示，港口岸电系统通电之后，港口岸电系统装置级机械保护进行插座行程开关、柜门行程开关、箱体防倾倒开关、箱体水浸开关、急停按钮开关状态检测，并做出机械保护判断，上述开关状态量通过继电器反馈至港口岸电控制器，港口岸电控制器接收各机械保护信号后，进行判断，然后作出决策：
当所有的机械保护状态条件全部满足时，允许港口岸电系统主断路器合闸送电；否则，港口岸电控制器将闭锁状态存在问题的开关信号反馈至港口岸电监控系统，并进行告警提示，现场工作人员可在港口岸电监控系统展示界面查看箱体的各开关量状态。
当港口岸电系统装置级机械保护监测到出现异常状态时，保护装置动作，以停止港口岸电系统接电操作或供电运行。港口岸电系统接电后，保护装置会进行机械闭锁，以防接电期间的不当操作。
当港口岸电系统装置级瞬时保护监测到装置级设备出现过流、过压、短路、接地、漏电和雷击等情况时，保护元件迅速动作，切除时间应满足系统稳定和保护重要负荷供电的可靠性。
当港口岸电系统装置级延时保护监测到装置级设备出现过载、过温情况时，不会立即动作，而是在过载、过温等情况延续设定时间后再动作，且过载值、过温值等值越高，延迟时间越短，具有反延时特性。
优选，步骤2和3中，基于光纤通讯技术，港口岸电监控系统实时采集、监测、分析岸电运行信息和船侧运行信息，从而进行系统级保护。港口岸电系统的系统级保护功能是在港口岸电系统装置级机械保护、瞬时保护以及延时保护的基础上，进行系统级的实时故障防护。
如图3所示，系统级保护具体包括如下步骤：
A、港口岸电监控系统在港口岸电系统供电全过程中采集岸侧供电信息和船侧的用电信息，包括各级设备的遥信及遥测量信息；
B、对所采集的各模拟量、开关量信息进行判断；
C、若港口岸电系统的连接、通信状态正常，则对港口岸电系统的各装置进行正常通电控制；若出现遥信异常变位或遥测越限问题，港口岸电系统控制器进行装置级的异常控制，同时反馈至港口岸电监控系统展示界面，发出告警提示，现场工作人员可根据告警信息进行异常状态处理。
在对港口岸电系统的各装置进行正常通电控制时，港口岸电监控系统通过调节控制船舶的可调节、可中断负荷，可有效减少船舶并网过程对电网的冲击，从而实现与电网的可靠连接，保障船舶用电质量。
本发明的有益效果是：
（1）港口岸电系统在船岸连接正常时，可实时采集、监测、分析岸侧供电信息和船侧用电信息，通过对船舶可调节、可中断负荷进行调节控制，可有效避免船舶并网过程对电网的冲击影响。
（2）港口岸电系统在装置各自的设备级保护控制基础上，具备系统级保护，可实现五防、故障停机等功能。
（3）综合考虑4个时间纬度的船岸联合保护，系统急停时间可控制在30s内，可有效提升港口岸电系统的保护快速性和运行安全性。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种港口岸电多级联合互锁保护方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、进行港口岸电系统的装置级保护配置，包括：在港口岸电系统的各装置级设备中配置港口岸电系统装置级机械保护、在港口岸电系统的各装置级设备中配置港口岸电系统装置级瞬时保护、在港口岸电系统的各装置级设备中配置港口岸电系统装置级延时保护；
步骤2、进行港口岸电系统的系统级保护配置；
步骤3、通过装置级保护和系统级保护对港口岸电系统进行实时监测，并根据监测数据进行对应的动作。
2.根据权利要求1所述的一种港口岸电多级联合互锁保护方法，其特征在于，港口岸电系统通电之后，港口岸电系统装置级机械保护进行插座行程开关、柜门行程开关、箱体防倾倒开关、箱体水浸开关、急停按钮开关状态检测，并做出机械保护判断：
当所有的机械保护状态条件全部满足时，允许港口岸电系统主断路器合闸送电；否则，港口岸电控制器将闭锁状态存在问题的开关信号反馈至港口岸电监控系统，并进行告警提示。
3.根据权利要求2所述的一种港口岸电多级联合互锁保护方法，其特征在于，当港口岸电系统装置级机械保护监测到出现异常状态时，保护装置动作，以停止港口岸电系统接电操作或供电运行。
4.根据权利要求1所述的一种港口岸电多级联合互锁保护方法，其特征在于，当港口岸电系统装置级瞬时保护监测到装置级设备出现过流、过压、短路、接地、漏电和雷击情况时，保护元件动作。
5.根据权利要求1所述的一种港口岸电多级联合互锁保护方法，其特征在于，当港口岸电系统装置级延时保护监测到装置级设备出现过载、过温情况时，延续设定时间后再动作。
6.根据权利要求1所述的一种港口岸电多级联合互锁保护方法，其特征在于，步骤2和3中，基于光纤通讯技术，港口岸电监控系统实时采集、监测、分析岸电运行信息和船侧运行信息，从而进行系统级保护。
7.根据权利要求6所述的一种港口岸电多级联合互锁保护方法，其特征在于，系统级保护具体包括如下步骤：
A、港口岸电监控系统在港口岸电系统供电全过程中采集岸侧供电信息和船侧的用电信息，包括各级设备的遥信及遥测量信息；
B、对所采集的各模拟量、开关量信息进行判断；
C、若港口岸电系统的连接、通信状态正常，则对港口岸电系统的各装置进行正常通电控制；若出现遥信异常变位或遥测越限问题，港口岸电系统控制器进行装置级的异常控制，同时发出告警提示。
8.根据权利要求1所述的一种港口岸电多级联合互锁保护方法，其特征在于，港口岸电系统的各装置级设备包括开关柜、变频电源、岸电箱、船岸连接设备。
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