CN108281944B - 一种适用于单母线分段接线的差动保护连接系统及其跳闸逻辑方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于单母线分段接线的差动保护连接系统及其跳闸逻辑方法，母线为单母线分段接线方式连接，断路器设置在与母线相连接的进线支线、出线支线、分段支线上，两段母线分段通过分段支线相连、每段分段支线上均串联断路器和电流互感器；基于微处理器的母线差动保护装置通过电流采样电缆分别与各电流互感器连接，最终形成3个差动保护区域，分别为：1个母线分段I段各进线和出线支路形成的差动保护区域、1个母线分段II段各进线和出线支路形成的差动保护区域、1个分段支路差动保护区域。适用于各电压等级母线，结构简单，经济实用；基于微处理器的母线差动保护装置可以实现保护配置安全可靠、配置方式无死区、故障区域不扩大。可广泛用于电站、变电站等单母线分段接线形式的电力工程。
Description
技术领域
本发明涉及电力工程电气主接线保护配置技术领域，尤其是一种适用于单母线分段接线的差动保护连接系统及其跳闸逻辑方法。
背景技术
单母线分段接线方式的差动保护连接系统，一般情况下均配置成保护区域相互交叉的、无死区的差动保护形式，其缺点是：当母线本身无故障、母线分段处发生三相短路故障或者单相短路故障时，母线保护区域内的所有断路器均会跳闸，造成保护故障区域的扩大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种经济实用、安全可靠、三个保护区域相互交叉、无死区的适用于单母线分段接线的差动保护连接系统及其跳闸逻辑方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种适用于单母线分段接线的差动保护连接系统，包括母线、进线支线、出线支线、分段支线、断路器、电流互感器和基于微处理器的母线差动保护装置，母线为单母线分段接线方式连接，母线分段I段和母线分段II段上都分别有若干进线支线、若干出线支线和一个分段支线，断路器设置在与母线相连接的进线支线、出线支线、分段支线上，两段母线分段通过分段支线相连、每段分段支线上均串联断路器和电流互感器；电流互感器设置在各支线断路器上口端或下口端；基于微处理器的母线差动保护装置通过电流采样电缆分别与各电流互感器连接，最终形成3个差动保护区域，分别为：1个母线分段I段各进线和出线支路形成的差动保护区域、1个母线分段II段各进线和出线支路形成的差动保护区域、1个分段支路差动保护区域。
所述母线电压等级为6kV、10kV、35kV、110kV、220kV和500kV中的一种，母线材质为铜质或铝质材料。
所述断路器为油断路器、压缩空气断路器、SF6断路器、真空断路器、磁吹断路器和固体产气断路器中的一种。
所述电流互感器为干式电流互感器、浇注式电流互感器、油浸式电流互感器、气体绝缘电流互感器中的一种。
所述基于微处理器的母线差动保护装置包括基于微处理器的母线差动保护继电器、装置电源，为母线上的若干进线和出线支路提供保护和测量功能。
优选，所述母线分段I段和母线分段II段上都分别有一个干进线支线、一个出线支线和一个分段支线。
上述适用于单母线分段接线的差动保护连接系统的跳闸逻辑方法，利用基于微处理器的母线差动保护装置通过电流采样电缆从电流互感器中引入电流信号，根据系统自身算法判断出三相或单相短路故障点出现的位置，当三相或单相短路故障点出现在母线分段I段各支路差动保护区域内，母线分段I段各支路差动保护区域内的所有断路器和分段支路两侧的断路器均跳闸；当三相或单相短路故障点出现在母线分段II段各支路差动保护区域内，母线分段II段各支路差动保护区域内的所有断路器和分段支路两侧的断路器均跳闸；当三相或单相短路故障点出现在分段支路差动保护区域内，分段支路两侧的断路器均跳闸。
本发明的有益效果是：
(1)可结合各种基于微处理器的母线差动保护装置使用，结构简单，经济实用；
(2)在分段处发生三相或者单相短路故障时，仅断开分段处两侧的断路器，切除故障区域，与母线连接的各进线及出线支线上的断路器不动作；
(3)安全可靠、配置方式无死区、故障区域不扩大。可广泛用于电站、变电站等单母线分段接线形式的电力工程。
附图说明
图1是本发明的适用于单母线分段接线的差动保护连接系统的示意图；
图中：1---母线分段I段；2---母线分段II段；3---进线支线；4---出线支线；5---分段支线；6---断路器；7---电流互感器；8---基于微处理器的母线差动保护装置；9---电流采样电缆。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明的适用于单母线分段接线的差动保护连接系统，包括母线、进线支线、出线支线、分段支线、断路器、电流互感器和基于微处理器的母线差动保护装置，母线为单母线分段接线方式连接，母线分段I段1和母线分段II段2上都分别有若干进线支线3、若干出线支线4和一个分段支线5，断路器6设置在与母线相连接的进线支线3、出线支线4、分段支线5上，两段母线分段通过分段支线5相连、每段分段支线上均串联断路器6和电流互感器7；电流互感器7设置在各支线断路器6上口端或下口端；基于微处理器的母线差动保护装置8通过电流采样电缆9分别与各电流互感器7连接，最终形成3个差动保护区域，分别为：1个母线分段I段各进线和出线支路形成的差动保护区域、1个母线分段II段各进线和出线支路形成的差动保护区域、1个分段支路差动保护区域。
所述母线电压等级为6kV、10kV、35kV、110kV、220kV和500kV中的一种，母线材质为铜质或铝质材料。
所述断路器6为油断路器、压缩空气断路器、SF6断路器、真空断路器、磁吹断路器和固体产气断路器中的一种。
所述电流互感器7为干式电流互感器、浇注式电流互感器、油浸式电流互感器、气体绝缘电流互感器中的一种。
所述基于微处理器的母线差动保护装置，包括基于微处理器的母线差动保护继电器、装置电源，为母线上的若干进线和出线支路提供保护和测量功能。例如可以选用美国通用电气公司生产的型号为B30的母线差动保护装置。
本实施例中，所述母线分段I段1和母线分段II段2上都分别有一个干进线支线3、一个出线支线4和一个分段支线5，最终形成3个差动保护区域，分别为：1个母线分段I段各支路差动保护区域、1个母线分段II段各支路差动保护区域、1个分段支路差动保护区域。
本发明还公开了一种应用所述适用于单母线分段接线的差动保护连接系统的跳闸逻辑方法，利用所述基于微处理器的母线差动保护装置通过电流采样电缆从所述电流互感器中引入电流信号，根据系统自身算法判断出三相或单相短路故障点出现的位置，当三相或单相短路故障点出现在母线分段I段各支路差动保护区域内，母线分段I段各支路差动保护区域内的所有断路器和分段支路两侧的断路器均跳闸；当三相或单相短路故障点出现在母线分段II段各支路差动保护区域内，母线分段II段各支路差动保护区域内的所有断路器和分段支路两侧的断路器均跳闸；当三相或单相短路故障点出现在分段支路差动保护区域内，分段支路两侧的断路器均跳闸。
下面以采用了本发明技术方案的某水电站工程为例结合附图进一步说明：
某水电站工程，共装设4台单机容量为10MW的水轮发电机组，机端电压10kV，主接线采用两机一变联合单元接线，发电机组分别经过2台容量为40MVA变压器升压至110kV，出2回110kV线路。
10kV母线采用单母线分段接线方式，材质为绝缘型的优质电解铜(母线1)；与每段母线连接的均有2路进线支线、1路出线支线和1路分段支线(进线支线3，,出线支线4，分段支线5)；分段支线5将两端母线相连；断路器6采用了弹簧储能式真空断路器，设置在每条分支线路上及分段分支的两侧；电流互感器7采用了三相干式、电磁式电流互感器，均设置在各断路器远离母线侧的端口处；基于微处理器的母线差动保护装置8采用了2套基于微处理器的、最多可接收6组电流信号的差动专用保护装置(GE B30母线差动保护装置)，设置在10kV母线保护盘中；基于微处理器的母线差动保护装置8通过电流采样电缆9与电流互感器7相互连接，最终形成3个差动保护区域，分别为：母线分段I段各支路差动保护区域、母线分段II段各支路差动保护区域、分段支路差动保护区域。
基于微处理器的母线差动保护装置8根据电流互感器7提供的各支线电流信号，利用自身算法判断出三相或单相短路故障点出现的位置。当三相或单相短路故障点出现在母线分段I段各支路差动保护区域内，母线分段I段各支路差动保护区域内的所有断路器和分段支路两侧的断路器均跳闸；当三相或单相短路故障点出现在母线分段II段各支路差动保护区域内，母线分段II段各支路差动保护区域内的所有断路器和分段支路两侧的断路器均跳闸；当三相或单相短路故障点出现在分段支路差动保护区域内，分段支路两侧的断路器均跳闸。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种适用于单母线分段接线的差动保护连接系统的跳闸逻辑方法，适用于单母线分段接线的差动保护连接系统包括母线、进线支线、出线支线、分段支线、断路器、电流互感器和基于微处理器的母线差动保护装置，母线为单母线分段接线方式连接，母线分段I段(1)和母线分段II段(2)上都分别有若干进线支线(3)、若干出线支线(4)和一个分段支线(5)，断路器(6)设置在与母线相连接的进线支线(3)、出线支线(4)、分段支线(5)上，两段母线分段通过分段支线(5)相连、每段分段支线上均串联断路器(6)和电流互感器(7)；电流互感器(7)设置在各支线断路器(6)上口端或下口端；基于微处理器的母线差动保护装置(8)通过电流采样电缆(9)分别与各电流互感器(7)连接，最终形成3个差动保护区域，分别为：1个母线分段I段各进线和出线支路形成的差动保护区域、1个母线分段II段各进线和出线支路形成的差动保护区域、1个分段支路差动保护区域，其特征在于，利用基于微处理器的母线差动保护装置通过电流采样电缆从电流互感器中引入电流信号，根据系统自身算法判断出三相或单相短路故障点出现的位置，当三相或单相短路故障点出现在母线分段I段各支路差动保护区域内，母线分段I段各支路差动保护区域内的所有断路器和分段支路两侧的断路器均跳闸；当三相或单相短路故障点出现在母线分段II段各支路差动保护区域内，母线分段II段各支路差动保护区域内的所有断路器和分段支路两侧的断路器均跳闸；当三相或单相短路故障点出现在分段支路差动保护区域内，分段支路两侧的断路器均跳闸。
2.根据权利要求1所述适用于单母线分段接线的差动保护连接系统的跳闸逻辑方法，其特征在于，所述母线电压等级为6kV、10kV、35kV、110kV、220kV和500kV中的一种，母线材质为铜质或铝质材料。
3.根据权利要求1所述适用于单母线分段接线的差动保护连接系统的跳闸逻辑方法，其特征在于，所述断路器(6)为油断路器、压缩空气断路器、SF6断路器、真空断路器、磁吹断路器和固体产气断路器中的一种。
4.根据权利要求1所述适用于单母线分段接线的差动保护连接系统的跳闸逻辑方法，其特征在于，所述电流互感器(7)为干式电流互感器、浇注式电流互感器、油浸式电流互感器、气体绝缘电流互感器中的一种。
5.根据权利要求1所述适用于单母线分段接线的差动保护连接系统的跳闸逻辑方法，其特征在于，所述基于微处理器的母线差动保护装置(8)包括基于微处理器的母线差动保护继电器、装置电源，为母线上的若干进线和出线支路提供保护和测量功能。
6.根据权利要求1-5任一项所述适用于单母线分段接线的差动保护连接系统的跳闸逻辑方法，其特征在于，所述母线分段I段(1)和母线分段II段(2)上都分别有一个干进线支线(3)、一个出线支线(4)和一个分段支线(5)。
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