CN108847656A - 基于自适应动态贡献率的配网接地选线保护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于自适应动态贡献率的配网接地选线保护系统,包括分布式无线电流采集系统和高速数据采集处理平台,本发明将传统保护与接地选线装置功能融合到一起,在传统保护设备的基础上增加小电流接地选线功能,当系统发生相间短路故障时,保护能够可靠跳闸,发生单相接地时能够正确选线,正确跳闸;装置能够正确区分PT故障和接地故障。智能设备采用模块化、分布式设计,可靠性高,安装维护方便,适用于老站改造,对于没有安装零序CT的线路也能接入,可扩展性好,具有极高的推广应用价值。

Description

基于自适应动态贡献率的配网接地选线保护系统
技术领域
本发明涉及电力系统保护技术领域,特别涉及一种基于自适应动态贡献率的配网接地选线保护系统。
背景技术
电网公司在进行配网小电流接地选线装置的技术改造过程中,要求小电流装置与保护装置相配合,发生接地时由小电流接地选线装置选出故障线路后,通过保护装置的操作回路跳闸,并且与保护装置配合完成重合闸、后加速跳等功能,最终达到在发生单相接地后能正确选线、跳闸的目的。目前配电网中一般配置保护装置和小电流接地选线装置两种独立的设备,两者功能独立,发生相间短路故障时,保护快速跳闸;发生单相接地故障时,小电流接地选线装置完成选线,但只能进行告警,不能实现跳闸,这就对配电网的供电可靠性造成了严重的影响。
有些老站由于当初设计时没有安装零序电流互感器,或者只有A相和C相电流互感器,因此无法获取零序电流,但传统小电流接地选线装置的判别方法基于零序电压和零序电流,对这类站进行小电流接地选线装置加装时,按照传统的处理方法需要加装一次零序电流互感器,改造成本高,施工难度大。
由于现场受馈线长度、馈线类型、系统运行状态、三相不平衡、CT精度低等因素的影响,导致使用零序电流幅值来判断接地线路的算法变得极为不可靠。当前小电流接地选线算法主要依靠电流方向来判断故障,从而削弱电流幅值的影响。电流方向即影响稳态算法的判断,又影响暂态算法的计算。在现场零序互感器接反的情况下,如果是此条馈线接地,那么装置极易做出母线接地的判断,如果是其他线路接地,又可能选出此条馈线作为接地馈线,大大降低装置的可靠性。从现场的统计看,发生过多次因为零序电流接反导致选线错误问题
随着当前社会向现代化、信息化的方向发展,社会对电能这种清洁能源的需求越来越大,对电能质量要求越来越高,电力供应的可靠性对用户的生产生活乃至整个社会具有重大影响。配电网供电可靠性是整个供电可靠性工作中的重要组成部分,但是我国电力建设中长期存在"重发、轻供、不管用"的倾向,配电投资在整个电力投资的比例远低于国际平均水平,对配电网的规划、建设、管理等方面重视不够研究得不多,使得配电网成为电网中最薄弱的一环,配电可靠性成为我国供电可靠性工作中的一块短板,供电服务进一步提高的一个瓶颈。
配电网发生单相接地的情况下,对供电的可靠性造成很大的潜在或直接危害。因此在发生单相接地的情况下能够快速切除故障线路成为电网运行人员的迫切需求。但是小接地电流系统发生单相接地的情况下,可用的故障信息少,干扰大,现场情况错综复杂,使得传统的小电流接地选线装置徒有其名,很多情况下运行人员不得不继续使用传统的拉路法进行选线,即使传统的选线装置选对了故障线路,也不能很好的配合保护装置进行合理有效的跳闸操作,这些都对配电网的供电可靠性造成了严重的影响。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种基于自适应动态贡献率的配网接地选线保护系统。,同时具备保护功能和小电流接地选线功能。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
该种基于自适应动态贡献率的配网接地选线保护系统,包括:
分布式无线电流采集系统,包括若干个分布式无线电流采集器,采集器可带电安装在每相出线上,通过自取电方式获得工作电压,实时同步采集负荷电流并通过无线方式汇总各相电流形成零序电流;
高速数据采集处理平台,包括相互进行数据交互的数据采集处理模块、保护模块和选线判断模块,所述数据采集处理模块用于接收外部采集的三相电压和三相电流以及分布式无线电流采集系统采集的零序电流;所述保护模块内置判断程序,用于在发生相间短路时正确可靠跳闸;所述选线判断模块内置自适应算法模块,不论现场零序电流互感器安装方向如何,都能自动识别方向,发生单相接地时能正确选线,正确跳闸。
进一步,所述数据采集处理模块采用FPGA作为核心处理器,所述保护模块和选线判断模块采用CPU作为核心处理器,所述平台采用FPGA和双CPU并行处理技术,保护CPU和选线判断CPU功能独立,内部通过双口RAM进行高速数据交换。
进一步,各装置使用统一的同步时钟,保证采样时刻的一致性。
进一步,所述保护模块内置的判断程序通过以下步骤设置得到:
步骤一:建立基于暂态量的仿真模型,根据仿真模型计算不同接地情况下的等值模型和参数,利用仿真软件,分析不同接地情况下接地数学模型的变化,找出接地数学模型的暂态特征量;
步骤二:建立基于稳态量的仿真模型,根据仿真模型计算不同接地情况下的等值模型和参数,利用仿真软件,分析不同接地情况下接地数学模型的变化,找出接地数学模型的稳态特征量;
步骤三:设计动态最优跟踪的数学模型,使系统能够对不同接地故障具有辨别能力。
本发明的有益效果是:
本发明将传统保护与接地选线装置功能融合到一起,在传统保护设备的基础上增加小电流接地选线功能,当系统发生相间短路故障时,保护能够可靠跳闸,发生单相接地时能够正确选线,正确跳闸;装置能够正确区分PT故障和接地故障。智能设备采用模块化、分布式设计,可靠性高,安装维护方便,适用于老站改造,对于没有安装零序CT的线路也能接入,可扩展性好,具有极高的推广应用价值。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
具体实施方式
以下将对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解,优选实施例仅为了说明本发明,而不是为了限制本发明的保护范围。
本发明的基于自适应动态贡献率的配网接地选线保护系统,包括:
(1)分布式无线电流采集系统,包括若干个分布式无线电流采集器,采集器可带电安装在每相出线上,通过自取电方式获得工作电压,实时同步采集负荷电流并通过无线方式汇总各相电流形成零序电流;
(2)高速数据采集处理平台,包括相互进行数据交互的数据采集处理模块、保护模块和选线判断模块,所述数据采集处理模块用于接收外部采集的三相电压和三相电流以及分布式无线电流采集系统采集的零序电流;所述保护模块内置判断程序,用于在发生相间短路时正确可靠跳闸;选线判断模块内置自适应算法模块,不论现场零序电流互感器安装方向如何,都能自动识别方向,发生单相接地时能正确选线,正确跳闸。
其中,数据采集处理模块采用FPGA作为核心处理器,所述保护模块和选线判断模块采用CPU作为核心处理器,所述平台采用FPGA和双CPU并行处理技术,保护CPU和选线判断CPU功能独立,内部通过双口RAM进行高速数据交换。
作为进一步的改进,各装置使用统一的同步时钟,保证采样时刻的一致性。
本发明中,保护模块内置的判断程序通过以下步骤设置得到:
步骤一:建立基于暂态量的仿真模型,根据仿真模型计算不同接地情况下的等值模型和参数,利用仿真软件,分析不同接地情况下接地数学模型的变化,找出接地数学模型的暂态特征量;
步骤二:建立基于稳态量的仿真模型,根据仿真模型计算不同接地情况下的等值模型和参数,利用仿真软件,分析不同接地情况下接地数学模型的变化,找出接地数学模型的稳态特征量;
步骤三:设计动态最优跟踪的数学模型,使系统能够对不同接地故障具有辨别能力。
根据目前的技术规范要求,单相接地也需要跳闸,如果一跳不成功,需要与保护的重合闸配合完成二跳、三跳,由于集中式接地选线装置接入容量所限,只接入跳位开关位置信号或合位开关位置信号,而且不管保护是否有重合闸功能都会进行重合闸的判断,因此在选线跳闸时,只能通过选线装置自身的逻辑进行跳闸操作,在外部回路发生异常时,容易产生错误逻辑。本发明采用保护和小电流选线的一体化设计,可以实时获取所有开关位置信息,保护与选线跳闸的逻辑更清晰,配合更加流畅,保证在相间短路、单相接地等各种故障条件下都能可靠跳闸。
由于当前保护装置和选线装置由两种不同功能的装置构成,受集中式接地选线装置接入容量所限,只接入跳位开关位置信号或合位开关位置信号,而且不管保护是否有重合闸功能都会进行重合闸的判断,因此在选线跳闸时,只能通过选线装置自身的逻辑进行跳闸操作,在外部回路发生异常时,容易产生错误逻辑。本发明将两个功能合而为一,很好的解决了这一问题,并且常规的选线装置只采集零序电流信号,没有采集相电流信号,在断线判断等方面存在缺陷,采用分布式架构,可以采集三相电压电流等所有的电气量,更好地辅助故障判断。
有些老站由于当初设计时没有零序电流互感器,或者只有A相和C相电流互感器,因此无法获取零序电流,但传统小电流接地选线装置的判别方法基于零序电压和零序电流,对这类站进行小电流接地选线装置加装时,施工难度大。本发明通过研究分布式无线电流采集器,采集器可带电安装在每相出线上,通过自取电方式获得工作电压,实时同步采集负荷电流并通过无线方式汇总各相电流形成零序电流,可以解决现场无零序电流互感器问题,对旧站加装小电流接地选线装置改造带来极大的方便。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.基于自适应动态贡献率的配网接地选线保护系统,其特征在于:所述系统包括:
分布式无线电流采集系统,包括若干个分布式无线电流采集器,采集器可带电安装在每相出线上,通过自取电方式获得工作电压,实时同步采集负荷电流并通过无线方式汇总各相电流形成零序电流;
高速数据采集处理平台,包括相互进行数据交互的数据采集处理模块、保护模块和选线判断模块,所述数据采集处理模块用于接收外部采集的三相电压和三相电流以及分布式无线电流采集系统采集的零序电流;所述保护模块内置判断程序,用于在发生相间短路时正确可靠跳闸;所述选线判断模块内置自适应算法模块,不论现场零序电流互感器安装方向如何,都能自动识别方向,发生单相接地时能正确选线,正确跳闸。
2.根据权利要求1所述的基于自适应动态贡献率的配网接地选线保护系统,其特征在于:所述数据采集处理模块采用FPGA作为核心处理器,所述保护模块和选线判断模块采用CPU作为核心处理器,所述平台采用FPGA和双CPU并行处理技术,保护CPU和选线判断CPU功能独立,内部通过双口RAM进行高速数据交换。
3.根据权利要求1所述的基于自适应动态贡献率的配网接地选线保护系统,其特征在于:各装置使用统一的同步时钟,保证采样时刻的一致性。
4.基于自适应动态贡献率的配网接地选线保护系统,其特征在于:所述保护模块内置的判断程序通过以下步骤设置得到:
步骤一:建立基于暂态量的仿真模型,根据仿真模型计算不同接地情况下的等值模型和参数,利用仿真软件,分析不同接地情况下接地数学模型的变化,找出接地数学模型的暂态特征量;
步骤二:建立基于稳态量的仿真模型,根据仿真模型计算不同接地情况下的等值模型和参数,利用仿真软件,分析不同接地情况下接地数学模型的变化,找出接地数学模型的稳态特征量;
步骤三:设计动态最优跟踪的数学模型,使系统能够对不同接地故障具有辨别能力。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109888747A (zh) * 2019-03-12 2019-06-14 南京南瑞继保电气有限公司 一种分布式接地选线系统及方法
CN112180205A (zh) * 2020-08-28 2021-01-05 南京国电南自软件工程有限公司 一种配电网智能分布式单相接地选线方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102110978A (zh) * 2011-01-20 2011-06-29 单立辉 高精度小电流智能接地选线方法及装置
RU2015133900A (ru) * 2015-08-12 2017-02-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Способ селективного определения отходящей линии с однофазным замыканием на землю в распределительных сетях напряжением 6-35 кВ
CN106896293A (zh) * 2017-03-24 2017-06-27 国电南瑞科技股份有限公司 一种配电网单相接地仿真建模系统
CN206977038U (zh) * 2017-08-03 2018-02-06 南京国电南自电网自动化有限公司 一种集成接地选线功能的线路保护测控装置
CN107688135A (zh) * 2017-07-04 2018-02-13 广西大学 一种基于FastICA的小电流接地系统的单相接地故障的选线方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102110978A (zh) * 2011-01-20 2011-06-29 单立辉 高精度小电流智能接地选线方法及装置
RU2015133900A (ru) * 2015-08-12 2017-02-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Способ селективного определения отходящей линии с однофазным замыканием на землю в распределительных сетях напряжением 6-35 кВ
CN106896293A (zh) * 2017-03-24 2017-06-27 国电南瑞科技股份有限公司 一种配电网单相接地仿真建模系统
CN107688135A (zh) * 2017-07-04 2018-02-13 广西大学 一种基于FastICA的小电流接地系统的单相接地故障的选线方法
CN206977038U (zh) * 2017-08-03 2018-02-06 南京国电南自电网自动化有限公司 一种集成接地选线功能的线路保护测控装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张书翰 等: "一种配电网单相接地故障解决方法", 《电力讯息》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109888747A (zh) * 2019-03-12 2019-06-14 南京南瑞继保电气有限公司 一种分布式接地选线系统及方法
CN112180205A (zh) * 2020-08-28 2021-01-05 南京国电南自软件工程有限公司 一种配电网智能分布式单相接地选线方法及系统

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