CN111740390A - 低压配网线路中分段配置的纵联电流差动保护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低压配网线路中分段配置的纵联电流差动保护系统，在低压配网线路其中一段两侧均安装有支线开关、具有5G通信模块的开关控制器以及电流互感器，电流互感器连接具有5G通信模块的数模转换器，开关控制器用于控制支线开关，电流互感器用于检测配网线路电流，数模转换器将电流信号转换成数字信号，纵联电流差动保护装置接收两侧数模转换器传输过来的电流信号，通过比较两侧电流信号来判断保护范围内有无电流突变，并通过开关控制器对支线开关进行控制。本发明一是通过5G网络代替光纤通道；二是将纵联差动保护装置运用到低压配网线路上，进行分段配置，解决配网主线与支线保护速断时间无法配合的问题。
Description
技术领域
本发明属于电网安全技术领域，具体涉及纵联电流差动保护装置。
背景技术
现配网(10kV线路)主线路继电保护一般配置过流三段式电流保护，瞬时电流速断保护为满足继电保护速动性要求，能快速切除使母线电压严重降低的近处短路，时间设为0S。部分配网支线开关保护配置速断和过流两段式保护，为实现支线近处故障快速切除支线开关，速断保护时间也设为0S，与主线瞬时速断保护时间上失配，无法实现选择性要求。
目前光纤纵联电流差动保护大多数用在电压等级较高的输电线路上，需要通过光纤通道将输电线路各端保护装置纵向连接起来，通过采集各端的电流信号，通过编码成码流形式然后转换成管得信号经光纤传输到对端，以判断故障是在保护范围内还是范围之外，来实现快速切除故障。但目前配网线路接线错综复杂且量很大，其光纤敷设投资较达，且占场地，成本较高。因此，配网线路上基本都未配置纵联电流差动保护。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种低压配网线路中分段配置的纵联电流差动保护系统，实现低压配网线路分段保护，提高保护动作的准确性，并能实现保护的速动性。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：低压配网线路中分段配置的纵联电流差动保护系统，包括具有5G通信模块的纵联电流差动保护装置，在低压配网线路其中一段两侧均安装有支线开关、具有5G通信模块的开关控制器以及电流互感器，所述电流互感器连接具有5G通信模块的数模转换器，所述开关控制器用于控制支线开关，所述电流互感器用于检测配网线路电流，所述数模转换器将电流信号转换成数字信号，所述纵联电流差动保护装置、开关控制器以及数模转换器接入5G网络，所述纵联电流差动保护装置接收两侧数模转换器传输过来的电流信号，通过比较两侧电流信号来判断保护范围内有无电流突变，并通过开关控制器对支线开关进行控制。
优选的，所述低压配网线路为10kV线路。
优选的，低压配网线路其中一段为两个变电站之间线路。
优选的，所述支线开关和开关控制器均安装于开关机构箱。
本发明采用的技术方案，一是通过5G网络代替光纤通道，由有线转换成无线的通讯技术；二是将纵联差动保护装置运用到低压配网线路上，进行分段配置，解决配网主线与支线保护速断时间无法配合的问题。
因此，具有如下有益效果：
1、5G技术代替光纤：5G网络主要有以下两大技术特点：一是切片技术：运营商会统一建设端到端的5G切片网络，电力企业可以根据业务需求租用其中的一片或者多片，来实现该保护装置的通信传输。该切片技术实现了电网数据与外界数据的物理隔离，保证了电网运行的安全可靠性。二是低延时、速度可定制技术：相对4G网络，其传输速率提升10～100倍，峰值传输速率达到10Gbit/s,端到端时延达到ms级，保证了速度的可控，10ms的定制传输时间可以满足纵联电流差动保护的需求，能完美取代光纤的传输通道功能，使信号传输方式由有线转换成无线，大大节约了成本。
2、将5G纵联电流差动保护广泛应用于配网线路中，提高继电保护的速动性、选择性、可靠性的特点。可以对主线、各支线分段配置5G纵联电流差动保护。在解决了差动保护通道敷设过于麻烦的前提下，可以在配网线路上大量运用电流差动保护。由于纵联保护是通过采集多端电气两传送到对侧比较，来判断故障是否在保护范围内，从而决定保护是否动作。因此，纵联保护具有绝对的选择性。主线和支线分段配置该保护装置，可以实现保护动作的绝对性，仅在故障范围内的保护才动作，大大提高了保护动作的准确性，并能实现保护的速动性。同时，可以解决目前配网支线与主线速断保护时间无法配合的问题。
本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
图1为低压配网线路中分段配置的纵联电流差动保护系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本领域技术人员可以理解的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
参考图1所示，低压配网线路中分段配置的纵联电流差动保护系统，包括具有5G通信模块的纵联电流差动保护装置，在低压配网线路其中一段两侧均安装有支线开关、具有5G通信模块的开关控制器以及电流互感器，所述电流互感器连接具有5G通信模块的数模转换器，所述开关控制器用于控制支线开关，所述电流互感器用于检测配网线路电流，所述数模转换器将电流信号转换成数字信号，所述纵联电流差动保护装置、开关控制器以及数模转换器接入5G网络，所述纵联电流差动保护装置接收两侧数模转换器传输过来的电流信号，通过比较两侧电流信号来判断保护范围内有无电流突变，并通过开关控制器对支线开关进行控制。
其中，所述低压配网线路为10kV线路。上述的低压配网线路其中一段为两个变电站之间线路。所述支线开关和开关控制器安装于开关机构箱。
纵联电流差动保护装置进行分段配置后，当故障发生时，将通过故障保护范围内的保护装置动作，其它段保护均不动作，从而实现保护动作的准确性与选择性。本地的电流互感器与远处的电流互感器的数字信号都只需要经过5G把信号传输到差动保护装置处，对开关的控制接线也大大简化。
与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、5G代替光纤通道实现纵联电流差动保护：光纤纵联电流差动保护需要通过光纤通道传输电气量，需要事先规划和敷设好光缆，短期内无法实现光纤通道。且专门用于保护的光纤通道投资较大，对于配网线路接线很多且支线线路错综复杂，要想通过光纤通道来铺满配网线路，显然不大现实。
2、将5G纵联电流差动保护运用在配网线路上：目前配网主线线路配置过流三段式电流保护，其中速断保护为保近端故障能快速切断故障，时间设置为0S。支线保护为了能迅速切断支线近端故障也将速断保护时间设置为0S。这就导致部分支线线路故障电流过大时，会同时引起支线与主线故障保护同时动作的情况发生，这就导致主线线路开关跳闸引起失电影响了供电可靠性。对配网线路分段配置5G纵联电流差动保护装置，利用纵联差动保护的绝对选择性，使保护范围内的保护准确动作，保护范围外的保护准确不动作，在保证速动性的前提下又实现了选择性以及供电可靠性。
3、大大简化了纵联电流差动保护的接线，减少了故障点。电压电流的信号都在压变和流变的二次侧本地处理成数字信号，数字信号经过5G的制定时延功能高速传输到新型纵联差动保护装置中，经过装置的判断，高速把是否动作的命令通过5G网络传送到开关测，同时把保护信息传送到调度系统中。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。
Claims (4)
1.低压配网线路中分段配置的纵联电流差动保护系统，其特征在于：包括具有5G通信模块的纵联电流差动保护装置，在低压配网线路其中一段两侧均安装有支线开关、具有5G通信模块的开关控制器以及电流互感器；所述电流互感器连接具有5G通信模块的数模转换器，所述开关控制器用于控制支线开关，所述电流互感器用于检测配网线路电流，所述数模转换器将电流信号转换成数字信号，所述纵联电流差动保护装置、开关控制器以及数模转换器接入5G网络，所述纵联电流差动保护装置接收两侧数模转换器传输过来的电流信号，通过比较两侧电流信号来判断保护范围内有无电流突变，并通过开关控制器对支线开关进行控制。
2.根据权利要求1所述的低压配网线路中分段配置的纵联电流差动保护系统，其特征在于：所述低压配网线路为10kV线路。
3.根据权利要求2所述的低压配网线路中分段配置的纵联电流差动保护系统，其特征在于：低压配网线路其中一段为两个变电站之间线路。
4.根据权利要求3所述的低压配网线路中分段配置的纵联电流差动保护系统，其特征在于：所述支线开关和开关控制器均安装于开关机构箱。
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