CN108242797A - 一种应用于10kV配电网小电阻接地系统故障保护的集中式保护装置 - Google Patents

一种应用于10kV配电网小电阻接地系统故障保护的集中式保护装置 Download PDF

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刘玮
王英民
罗步升
孙迪飞
薛永端
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Abstract

本发明涉及电力系统配电线路继电保护的技术领域，更具体地，涉及一种应用于10kV配电网小电阻接地系统故障保护的集中式保护装置。该装置包括数据采集模块及数据处理模块，其中数据采集模块包括数据采集单元及数据处理单元，数据处理模块包括数据接收单元、逻辑比较单元、数据计算单元、策略处理单元以及动作执行单元。本发明可以更好地发挥配电自动化保护的作用，该装置适用于工程现场，实用性强，结构简单，降低了工作强度可有效减少经济成本。

Description

一种应用于10kV配电网小电阻接地系统故障保护的集中式保 护装置
技术领域
本发明涉及电力系统配电线路继电保护的技术领域，更具体地，涉及一种应用于10kV配电网小电阻接地系统故障保护的集中式保护装置。
背景技术
继电保护是配电网的基础支撑技术，对供电质量有着根本性的影响。继电保护是对电力系统中发生的异常或故障进行检测发出警报或直接隔离的一种重要措施，在一定范围内可以对电力系统运行中的线路及设备监测有无发生异常或事故情况并能发出跳闸命令或信号的自动化设施。继电保护装置的灵敏可靠与否直接关系到电力系统故障保护方法是否具有较高可靠性及灵敏度。
目前在配电网中由种类繁杂的继电保护装置，现阶段继电保护装置一般需要从线路FTU提取线路电气量信息，增加了线路运营成本。同时现阶段许多沿海城市已经开始将小电阻接地系统应用至配电网中，并且会有更多地区开始应用，综上所述需要设计一种适用于小电阻接地系统且可以从线路直接采集信息的继电保护装置。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种应用于10kV配电网小电阻接地系统故障保护的集中式保护装置，使用一种可以直接采集各线路及母线的电气量信息并进行分析的继电保护装置，通过与保护门槛值进行比较直接控制故障处断路器动作实现故障保护，不再需要通过线路FTU采集信息发送至主站，降低经济成本。
本发明的技术方案是：一种应用于10kV配电网小电阻接地系统故障保护的集中式保护装置，包括
该集中式保护装置包括数据采集模块及集中控制模块两个模块；
其中所述数据采集模块包括数据采集单元及数据处理单元；数据采集单元需要采集小电阻接地系统各出线以及母线电压值、电流值等电气量信息，数据处理单元对采集到的电气量信息进行滤波等操作将处理好的信息发送至集中控制模块；
其中所述集中控制模块包括数据接收单元，数据计算单元，逻辑比较单元，策略决策单元及动作执行单元；数据接收单元对数据采集模块发送的信息进行接收，数据计算单元将接收的电气量信息按照逻辑比较单元中所需要的电气量进行计算后发送至逻辑比较单元，逻辑比较单元将所接收的电气量信息与保护所设门槛值进行比较判定保护是否启动，策略决策单元针对发生出线接地故障，母线接地故障及变压器故障等故障类型来决定电气量信息超过保护所设门槛值何种保护启动，动作执行单元进一步控制故障处断路器动作进行故障切除，实现故障保护。
这种应用于10kV配电网小电阻接地系统故障保护的集中式保护装置具体工作步骤为：
数据采集模块中的数据采集单元采集出线及母线电气量信息。
数据采集模块中的数据处理单元对采集的电气量信息进行滤波、幅值计算，矢量计算等操作，得到出线及母线具体全面的电气量数值信息后将整理好的电气量信息发送至集中控制模块的数据接收单元。
集中控制模块中的数据接收单元接收由数据采集模块数据处理单元发送的电气量信息并发送至集中控制模块的数据计算单元。
集中控制模块中的数据计算单元接收数据后对逻辑比较单元中的所需要的电气量信息进行相应的计算然后发送至集中控制模块中的逻辑比较单元进行比较。
集中控制模块中的逻辑比较单元对处理后的电气信息量与保护算法中保护门槛值等信息进行逻辑比较，判断处理后电气信息量是否超过所设门槛值，若不超过门槛值则返回数据采集模块数据采集单元继续进行信息采集，若超过门槛值则集中控制模块进行下一步动作。
集中控制模块的逻辑比较单元判定存在各出线或母线处理后的电气信息量越过门槛值，通过集中控制模块的策略决策单元通过判定故障类型来决定集中控制模块的动作执行单元动作从而控制控制故障处断路器动作切除故障。
与现有技术相比，有益效果是：本发明使用一种可以直接采集各线路及母线的电气量信息并进行分析的继电保护装置，通过与保护门槛值进行比较直接控制故障处断路器动作实现故障保护，不再需要通过线路FTU采集信息发送至主站，降低经济成本。
附图说明
图1为一种应用于10kV配电网小电阻接地系统故障保护的集中式保护装置系统结构图。
图2为一种应用于10kV配电网小电阻接地系统故障保护的集中式保护装置工作流程图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
如图1所示为10kV配电网小电阻接地系统故障保护的集中式保护装置结构图。该集中式保护装置包括数据采集模块与集中控制模块两个模块，其中数据采集模块包括数据采集单元及数据处理单元，集中控制模块包括数据接收单元，逻辑比较单元与动作执行单元。
数据采集单元用于直接采集配电系统出线及母线电气量信息。
数据处理单元用于将采集到的电气信息量进行滤波，幅值计算，矢量计算得到较为精准、全面的数据。
数据接收单元用于接收数据采集模块数据处理单元处理后发送至集中控制模块的电气量信息。
数据计算模块用于计算逻辑比较单元中与所设门槛值进行比较的电气量信息。
逻辑比较单元用于通过比较出线及母线电气量信息是否越过保护算法提到的保护门槛值判定是否启动保护。
策略决策单元用于通过电气量的不同实现对不同类型故障的识别来决定动作于什么位置。
动作执行单元用于保护启动后控制故障处断路器隔离故障实现保护。
如图2所示为10kV配电网小电阻接地系统故障保护的集中式保护装置工作流程图。具体步骤如下：
集中式保护装置中数据采集模块的数据采集单元采集各出线及母线的电气量信息后将信息传送至数据采集模块的数据处理单元进行处理，数据处理单元将各电气量信息进行滤波，幅值计算，矢量计算等处理后将处理后更加准确完善的电气量信息传送至集中式保护装置中集中控制模块的数据接收单元，数据接收单元将从数据采集模块数据处理单元发送的电气量信息送至数据计算单元，数据计算单元对逻辑比较单元所需的电气量信息进行计算后发送至逻辑比较单元，逻辑比较单元将所接收的电气信息量与之前存至逻辑比较单元的保护算法中所设置的保护门槛值进行比较，如果逻辑判定不存在接收的出线或母线电气信息量值越过保护算法的门槛值则数据采集单元重新进行信息采集，继续检测是否存在故障，如果逻辑判定存在接收的出线或母线的电气信息量越过保护门槛值，策略决策单元判定系统发生何种故障进一步决定动作执行元件控制故障处断路器动作，隔离故障，断路器动作后返回数据采集模块的数据采集单元，数据采集单元重新进行信息采集检测是否存在故障。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种应用于10kV配电网小电阻接地系统故障保护的集中式保护装置，其特征在于，包括
该集中式保护装置包括数据采集模块及集中控制模块两个模块；
其中所述数据采集模块包括数据采集单元及数据处理单元；数据采集单元需要采集小电阻接地系统各出线以及母线电压值、电流值等电气量信息，数据处理单元对采集到的电气量信息进行滤波等操作将处理好的信息发送至集中控制模块；
其中所述集中控制模块包括数据接收单元，数据计算单元，逻辑比较单元，策略决策单元及动作执行单元；数据接收单元对数据采集模块发送的信息进行接收，数据计算单元将接收的电气量信息按照逻辑比较单元中所需要的电气量进行计算后发送至逻辑比较单元，逻辑比较单元将所接收的电气量信息与保护所设门槛值进行比较判定保护是否启动，策略决策单元针对发生出线接地故障，母线接地故障及变压器故障等故障类型来决定电气量信息超过保护所设门槛值何种保护启动，动作执行单元进一步控制故障处断路器动作进行故障切除，实现故障保护。
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