CN109546630B - 一种基于智能变电站过程层组网方式的10kV母线差动保护方法 - Google Patents

一种基于智能变电站过程层组网方式的10kV母线差动保护方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于智能变电站过程层组网方式的10kV母线差动保护方法，属于电力系统变电工程领域。传统变电站10kV母线不配置母线差动保护无法快速切除故障，依靠主变低压侧过流保护等时限较长的远后备保护切除10kV母线故障，影响一次设备安全和配电网稳定。本发明根据智能变电站信息共享的特点，母线差动保护逻辑增加了闭锁和启动条件，可以实现10kV母差保护的应用，快速切除母线故障，保护一次设备，提升变电站运行可靠性。

Description

一种基于智能变电站过程层组网方式的10kV母线差动保护 方法
技术领域
本发明涉及一种基于智能变电站过程层组网方式的10kV母线差动保护方法，属于电力系统变电工程领域，主要应用于电网中低压变电站10kV母线。
背景技术
目前，在变电站设计中，根据《继电保护和安全自动装置技术规程》，10kV母线不配置母线差动保护，依靠主变低压侧过流保护等时限较长的远后备保护切除10kV母线故障。因此，如10kV母线发生故障，不能快速切除故障，造成设备绝缘老化和使用寿命缩短。同时由于远后备保护切除故障时间过长，经常发生开关拒动、爆炸等事故，严重影响送电恢复和配电网稳定，给电网企业和用户带来经济损失。
传统的母线差动保护多用于110kV以上的变电站，如申请号为：201610960501.3的中国专利，主要是因为需要配置更多电流互感器及相关电流、跳闸等二次电缆，各负荷保护装置和母线差动保护装置之间存在较多的启动和闭锁回路，一方面增加投资，另一方面回路复杂，运行维护工作较多。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，结合过程层组网方式的智能变电站全站信息共享的特点，母线差动保护逻辑增加了闭锁和启动条件，提出了一种应用于10kV系统的母线差动保护方法，可以快速切除母线故障，也可以避免区外故障母线差动保护误动作。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于智能变电站过程层组网方式的10kV母线差动保护方法，其特征在于， 10kV母线上负荷应用智能就地一体化装置；10kV母线上各负荷交互信息装置均接入交换机；10kV母线差动保护装置接入中心交换机；10kV母线差动保护区分负荷性质；10kV母线差动保护采用电源电流突增量启动和负荷电流突增量闭锁。
更具体而言，所述10kV母线上负荷采用的智能就地一体化装置，采样使用合并单元插件，跳闸使用智能终端插件，对外提供网络接口，并接入过程层网络。
更具体而言，过程层网络为星形布置，所有交换机均与中心交换机相连。
更具体而言，所述10kV母线差动保护装置单独配置，并与中心交换机相连；10kV母线差动保护通过中心交换机和其他交换机与各10kV母线上负荷的智能就地一体化装置进行信息交互。
更具体而言，在10kV母线差动保护内部对各10kV负荷区分为电源、电动机负荷和一般负荷。
更具体而言，在母线差动保护的逻辑基础上，10kV母线差动保护增加电源电流突增量启动和负荷电流突增量闭锁，采用电源电流突增作为母差保护启动条件，采用电动机负荷功率反向作为启动条件，采用一般负荷电流突增作为闭锁条件。
所述的基于智能变电站过程层组网方式的10kV母线差动保护方法，其特征在于，其过程如下：10kV各负荷的智能就地一体化装置通过光纤接入过程层交换机，过程层网络星形布置，各过程层交换机接入中心交换机，10kV母差保护装置接入中心交换机，10kV母线差动保护通过中心交换机和其他交换机与各10kV负荷的智能就地一体化装置进行信息交互；10kV母线差动保护区分负荷性质，在母线差动保护的逻辑基础上，增加电源电流突增量启动和负荷电流突增量闭锁。
利用10kV系统单电源供电的特点，为区分10kV母线区内和区外故障，保证区内故障10kV母线差动保护快速准确动作，区外故障母线差动保护可靠不误动作，母线保护装置需要对各个间隔定义负荷性质。
10kV母线差动保护中定义的电源为变压器低压侧间隔或10kV电源进线，10kV母线差动保护中定义的电动机负荷为10kV电动机间隔或在故障中提供短时短路电流的非电源间隔，10kV母线差动保护中定义的一般负荷为其他所有在故障中不提供短路电流的负荷间隔。
采用电源电流突增作为母差保护启动条件，当电源突增电流大于3倍额定电流时，10kV母差保护启动；采用电动机负荷功率反向作为启动条件，当电动机负荷功率反向时，10kV母差保护启动；采用一般负荷电流突增作为闭锁条件，当一般负荷电流突增超过1.5倍额定电流时，10kV母差保护闭锁。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：智能变电站过程层组网方式可以实现站内信息共享，站内各保护装置之间可以实现安全、快速的数据交换。本发明根据智能变电站信息共享的特点，母线差动保护逻辑增加了闭锁和启动条件，可以实现10kV母差保护的应用，快速切除母线故障，保护一次设备，提升变电站运行可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例中基于智能变电站过程层组网方式的10kV母线差动保护接入方式的示意图。
图中：智能就地一体化装置1；过程层交换机2；过程层中心交换机3；10kV母线差动保护装置4。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1，本实施例中的基于智能变电站过程层组网方式的10kV母线差动保护方法，智能就地一体化装置1与过程层交换机2通过光纤相连，过程层交换机2与过程层中心交换机3通过光纤相连，10kV母线差动保护装置4与过程层中心交换机3通过光纤相连。
10kV母线差动保护装置4通过过程层交换机2和过程层中心交换机3可以与一号智能就地一体化装置1进行信息交互。
在基于智能变电站过程层组网方式的10kV母线差动保护逻辑中，电源间隔突增电流大于3倍额定电流、电动机负荷功率反向以及一般负荷电流突增小于1.5倍额定电流，均通过与门输出，输出后与常规保护母差保护逻辑共同经或门输出，最终输出为母差保护跳开所有断路器。
当10kV母线区内发生故障时，常规保护母差保护逻辑满足，电源间隔突增电流大于3倍额定电流满足、电动机负荷功率反向满足、一般负荷电流突增小于1.5倍额定电流满足，则10kV母差保护逻辑满足。
当10kV母线区外发生故障时，常规保护母差保护逻辑不满足，电源间隔突增电流大于3倍额定电流满足、电动机负荷功率反向满足、一般负荷电流突增小于1.5倍额定电流不满足，则10kV母差保护逻辑不满足。
当单一间隔发生电流采样中断时，常规保护母差保护逻辑满足，电源间隔突增电流大于3倍额定电流不满足、电动机负荷功率反向不满足、一般负荷电流突增小于1.5倍额定电流不满足，则10kV母差保护逻辑不满足。
虽然本发明以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于智能变电站过程层组网方式的10kV母线差动保护方法，其特征在于，10kV母线上负荷应用智能就地一体化装置；10kV母线上各负荷交互信息装置均接入交换机；10kV母线差动保护装置接入中心交换机；10kV母线差动保护区分负荷性质；在10kV母线差动保护内部对各10kV负荷区分为电源、电动机负荷和一般负荷；在母线差动保护的逻辑基础上，10kV母线差动保护增加电源电流突增量启动和负荷电流突增量闭锁，采用电源电流突增作为母差保护启动条件，采用电动机负荷功率反向作为启动条件，采用一般负荷电流突增作为闭锁条件。
2.根据权利要求1所述的基于智能变电站过程层组网方式的10kV母线差动保护方法，其特征在于，所述10kV母线上负荷采用的智能就地一体化装置，采样使用合并单元插件，跳闸使用智能终端插件，对外提供网络接口，并接入过程层网络。
3.根据权利要求1所述的基于智能变电站过程层组网方式的10kV母线差动保护方法，其特征在于，过程层网络为星形布置，所有交换机均与中心交换机相连。
4.根据权利要求1所述的基于智能变电站过程层组网方式的10kV母线差动保护方法，其特征在于，所述10kV母线差动保护装置单独配置，并与中心交换机相连；10kV母线差动保护通过中心交换机和其他交换机与各10kV母线上负荷的智能就地一体化装置进行信息交互。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于智能变电站过程层组网方式的10kV母线差动保护方法，其特征在于，其过程如下：10kV各负荷的智能就地一体化装置通过光纤接入过程层交换机，过程层网络星形布置，各过程层交换机接入中心交换机，10kV母差保护装置接入中心交换机，10kV母线差动保护通过中心交换机和其他交换机与各10kV负荷的智能就地一体化装置进行信息交互。
6.根据权利要求5所述的基于智能变电站过程层组网方式的10kV母线差动保护方法，其特征在于，10kV母线差动保护中定义的电源为变压器低压侧间隔或10kV电源进线，10kV母线差动保护中定义的电动机负荷为10kV电动机间隔或在故障中提供短时短路电流的非电源间隔，10kV母线差动保护中定义的一般负荷为其他所有在故障中不提供短路电流的负荷间隔。
7.根据权利要求5所述的基于智能变电站过程层组网方式的10kV母线差动保护方法，其特征在于，采用电源电流突增作为母差保护启动条件，当电源突增电流大于3倍额定电流时，10kV母差保护启动；采用电动机负荷功率反向作为启动条件，当电动机负荷功率反向时，10kV母差保护启动；采用一般负荷电流突增作为闭锁条件，当一般负荷电流突增超过1.5倍额定电流时，10kV母差保护闭锁。
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