CN112436479A - 一种适用于配电线路的自适应保护装置 - Google Patents

一种适用于配电线路的自适应保护装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112436479A
CN112436479A CN202011258919.2A CN202011258919A CN112436479A CN 112436479 A CN112436479 A CN 112436479A CN 202011258919 A CN202011258919 A CN 202011258919A CN 112436479 A CN112436479 A CN 112436479A
Authority
CN
China
Prior art keywords
protection
fault
module
phase
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011258919.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112436479B (zh
Inventor
张广梅
施慎行
董新洲
钱其隆
朱皓
王磊
黄力
李洪
雷鸣
胡红明
张祥雄
王翔
陈航
赵圆圆
王银
刘志斌
黄松
刘天楠
武昌平
王颖
邓朴
文忠进
曾勇
陈习诗
叶远红
张永超
梁戟
雷蕾
郭丽
张小丽
方明利
张梦纯
冯嘉
唐晚成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guizhou Power Grid Co Ltd
Original Assignee
Guizhou Power Grid Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guizhou Power Grid Co Ltd filed Critical Guizhou Power Grid Co Ltd
Priority to CN202011258919.2A priority Critical patent/CN112436479B/zh
Publication of CN112436479A publication Critical patent/CN112436479A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112436479B publication Critical patent/CN112436479B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/083—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for three-phase systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/10—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current additionally responsive to some other abnormal electrical conditions
    • H02H3/105—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current additionally responsive to some other abnormal electrical conditions responsive to excess current and fault current to earth
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • H02H3/162—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass for ac systems
    • H02H3/165—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass for ac systems for three-phase systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种适用于配电线路的自适应保护装置，包括采集模块100、故障选相模块200、保护模块300和开出模块400；采集模块100，用于实时采集配电线路的工频和行波电气量；故障选相模块200与采集模块100相连接，用于确定故障类型，并根据故障选相结果，启动保护模块300；保护模块300与采集模块100和故障选相模块200并行连接，其用于被启动后根据不同的故障类型进行故障是否在保护区的判断；开出模块400连接设置于保护模块300的下方，其用于接收保护模块300发出的判断信号，发出警报或跳闸指令，控制断路器的动作。本发明实现单相接地故障有选择地隔离、两相故障快速有选择地双端隔离、三相短路故障快速隔离，为非故障区域供电快速恢复奠定基础。

Description

一种适用于配电线路的自适应保护装置
技术领域
本发明涉及电力系统保护控制的技术领域，尤其涉及一种适用于配电线路的自适应保护装置。
背景技术
配电网络直接面向用户，其供电可靠性直接影响用户用电。据统计，配电网故障导致的停电占电网总停电时间的70％以上。配电线路的故障类型包括单相接地故障、两相及两相接地故障、三相短路故障。我国配电系统普遍采用中性点非有效接地方式，在发生单相接地故障后，没有明显的短路电流，可以带电运行两小时。一般采用接地选线技术进行处理。但单相接地故障接地点会造成人和动物触电事故；也会引起非接地相电压升高，发展成相间短路。两相和三相故障发生后会产生较大的短路电流。为了避免过电流对变电站中的变压器造成损坏，变电站出口通常安装瞬时电流速断保护，快速切除故障线路。瞬时电流速断保护无选择性，动作后造成整条线路失电，严重影响供电可靠性。
近些年来，针对配电线路故障，诞生了一些新的保护，其中包括单相接地行波保护，无通道保护和小级差过电流保护。现有的配电线路故障保护存在很多缺陷。单相接地故障发生后不能及时切除，威胁接地点附近人身财产安全。两相和三相短路故障动作没有选择性，不能实现故障区段隔离，造成停电区域扩大，并给非故障区域的供电恢复带来困难。同时变电站内安装的集中式单相接地故障选线装置和变电站内配电线路出口安装的瞬时电流速断或过电流保护装置互相独立，造成站内保护设备多，保护之间协调困难。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明解决的技术问题是：针对现有接地系统配电线路的自适应保护困境难题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括采集模块、故障选相模块、保护模块和开出模块；所述采集模块，用于实时采集配电线路的工频和行波电气量；所述故障选相模块与所述采集模块相连接，用于确定故障类型，并根据故障选相结果，启动所述保护模块；所述保护模块与所述采集模块和所述故障选相模块并行连接，其用于被启动后根据不同的所述故障类型进行故障是否在保护区的判断；所述开出模块连接设置于所述保护模块的下方，其用于接收所述保护模块发出的判断信号，发出警报或跳闸指令，控制断路器的动作。
作为本发明所述的适用于配电线路的自适应保护装置的一种优选方案，其中：所述采集模块包括，工频采集单元和行波采集单元；所述保护模块包括，单相接地行波保护单元、无通道保护单元和小极差电流保护单元。
作为本发明所述的适用于配电线路的自适应保护装置的一种优选方案，其中：还包括，所述单相接地行波保护单元根据所述采集模块获取的零模电压电流初始行波，判断故障是否在所述保护区内；所述无通道保护单元根据所述采集模块获取的工频电流电压信息和健全相电流突变信息，基于无通道保护原理，判断故障是否在所述保护区内；所述小极差电流保护单元由过电流保护构成，利用快速断路器，构成小极差过电流保护。
作为本发明所述的适用于配电线路的自适应保护装置的一种优选方案，其中：还包括，所述工频采集单元以1.2kHz的频率实时采集工频电气量，所述行波采集单元以1MHz的频率实时采集行波电气量。
作为本发明所述的适用于配电线路的自适应保护装置的一种优选方案，其中：所述故障选相模块利用所述工频采集单元提供的电气量判定所述故障类型，包括，当系统中有过电流且为三相过电流时，则判断为三相短路故障；当所述系统中有过电流且仅有两相过电流时，则判断为两相接地短路故障；当所述系统中没有过电流但是有零序电压时，则判断为单相接地故障。
作为本发明所述的适用于配电线路的自适应保护装置的一种优选方案，其中：包括，所述单相接地行波保护单元利用小波变换对所述行波采集单元采样的电压电流行波信号进行处理，得到零模电压/电流初始行波的模极大值；比较两者模极大值的极性，若极性相反，则判断故障在保护区内，延时一定时间，所述开出模块发出跳闸信号。
作为本发明所述的适用于配电线路的自适应保护装置的一种优选方案，其中：包括，所述无通道保护单元根据所述采集模块采集的工频电流电压信息和健全相电流突变信息，构成无通道保护判据；利用故障电压电流信息判断故障方向，判断保护装置与故障点的相对位置；故障点电源侧保护装置投入过电流和加速过电流保护，故障点负荷侧保护装置投入低电压和加速低电压保护；满足所述保护判据后，所述开出模块发出跳闸信号。
作为本发明所述的适用于配电线路的自适应保护装置的一种优选方案，其中：包括，所述小极差电流保护单元利用快速断路器动作时间短的特点，缩短过电流保护级差，完成三相短路故障快速隔离，在满足所述保护判据后，所述开出模块发出跳闸信号。
作为本发明所述的适用于配电线路的自适应保护装置的一种优选方案，其中：包括，所述开出模块接收到所述保护模块发出的信号，驱动断路器跳闸。
本发明的有益效果：本发明满足现场对不同类型故障的不同隔离要求，实现单相接地故障有选择地隔离，实现两相故障快速有选择地双端隔离，实现三相短路故障快速隔离，为非故障区域供电快速恢复奠定基础，进一步可提高配电线路供电可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明第一个实施例所述的适用于配电线路的自适应保护装置的模块结构分布示意图；
图2为本发明第一个实施例所述的适用于配电线路的自适应保护装置的框架结构示意图；
图3为本发明第二个实施例所述的适用于配电线路的自适应保护装置的实施方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参照图1和图2，为本发明的第一个实施例，提供了一种适用于配电线路的自适应保护装置，包括采集模块100、故障选相模块200、保护模块300和开出模块400。
具体的，采集模块100，用于实时采集配电线路的工频和行波电气量；故障选相模块200与采集模块100相连接，用于确定故障类型，并根据故障选相结果，启动保护模块300；保护模块300与采集模块100和故障选相模块200并行连接，其用于被启动后根据不同的故障类型进行故障是否在保护区的判断；开出模块400连接设置于保护模块300的下方，其用于接收保护模块300发出的判断信号，发出警报或跳闸指令，控制断路器的动作。
进一步需要说明的是，采集模块100包括工频采集单元101和行波采集单元102，工频采集单元101以1.2kHz的频率实时采集工频电气量，行波采集单元102以1MHz的频率实时采集行波电气量；保护模块300包括单相接地行波保护单元301、无通道保护单元302和小极差电流保护单元303，单相接地行波保护单元301根据采集模块100获取的零模电压电流初始行波，判断故障是否在保护区内；无通道保护单元302根据采集模块100获取的工频电流电压信息和健全相电流突变信息，基于无通道保护原理，判断故障是否在保护区内；小极差电流保护单元303由过电流保护构成，利用快速断路器，构成小极差过电流保护。
优选的，故障选相模块200利用工频采集单元101提供的电气量判定故障类型，包括，当系统中有过电流且为三相过电流时，则判断为三相短路故障；当系统中有过电流且仅有两相过电流时，则判断为两相接地短路故障；当系统中没有过电流但是有零序电压时，则判断为单相接地故障。
再进一步的是，单相接地行波保护单元301利用小波变换对行波采集单元101采样的电压电流行波信号进行处理，得到零模电压/电流初始行波的模极大值；比较两者模极大值的极性，若极性相反，则判断故障在保护区内，延时一定时间，开出模块400发出跳闸信号；无通道保护单元302根据采集模块100采集的工频电流电压信息和健全相电流突变信息，构成无通道保护判据；利用故障电压电流信息判断故障方向，判断保护装置与故障点的相对位置；故障点电源侧保护装置投入过电流和加速过电流保护，故障点负荷侧保护装置投入低电压和加速低电压保护；满足保护判据后，开出模块400发出跳闸信号；小极差电流保护单元303利用快速断路器动作时间短的特点，缩短过电流保护级差，完成三相短路故障快速隔离，在满足保护判据后，开出模块400发出跳闸信号；开出模块400接收到保护模块300发出的信号，驱动断路器跳闸。
较佳的，本实施例还需要说明的是，采集模块100可采用现有测量范围为0～26ppm的供应工频仪器和XC-100E行波数据采集仪器进行数据信息的收集；故障选相模块200采用现有DELL中央处理器进行计算判断处理，保护模块300采用AMD核心控制器进行保护控制，开出模块400则采用现有西门子PLCSM322实现，部分运行代码如下：
sess＝tf.InteractiveSession()
foriinrange(1000):
batch_xs，batch_ys＝mnist.train.next_batch(100)
sess.run(train_step，feed_dict＝{x:batch_xs，y_:batch_ys})
TensorFlow
应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。
此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。
进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。
如在本申请所使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”等等旨在指代计算机相关实体，该计算机相关实体可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者运行中的软件。例如，组件可以是，但不限于是：在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件、执行中的线程、程序和/或计算机。作为示例，在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于执行中的过程和/或线程中，并且组件可以位于一个计算机中以及/或者分布在两个或更多个计算机之间。此外，这些组件能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组(例如，来自一个组件的数据，该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互)的信号，以本地和/或远程过程的方式进行通信。
实施例2
参照图3，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是，提供了一种适用于配电线路的自适应保护装置的实现方法，包括：
S1：根据实时监测的配电线路的工频电气量进行故障选相，确定故障类型。其中需要说明的是，实时监测线路的工频电气量包括：
三相电压、三相电流、零序电压和零序电流。
单相接地故障发生后最显著的特征就是零序电压升高，但是没有过电流，但是，由于变电站同一母线出线的电压相同，所以当某条线路发生单相接地故障后，同一母线所有出线的零序电压都会升高；因此，当某条线路检测到零序电压升高，还需要借助行波极性判据判断单相接地故障是否发生在保护区内；三相短路故障最显著的特征就是三相电流同时升高；两相故障最显著的特征是故障相电流升高，健全相仍然是正常电流。
配电线路故障选相的流程如下：
(1)检测系统是否出现相过电流，出现相过电流，进入步骤(2)，否则，进入步骤(4)；
(2)出现相过电流后，检测是否为三相过电流，如果是三相过电流，则判断为三相短路故障；
(3)若果不是三相过电流，则判断为两相(接地)短路故障；
(4)若系统中无相过电流，则检测零序电压；
(5)若系统中出现了较大零序电压，则判断发生了单相接地故障。
根据故障选相的结果，有针对性的投入单相接地保护、两相(接地)短路保护、三相短路故障保护等配电线路保护。
S2：利用故障类型，针对性地投入单相接地保护、两相接地短路保护、三相短路保护配电线路保护措施。
S3：当单相接地故障时，则投入基于零模电压电流初始行波极性的行波保护。本步骤需要说明的是：
针对单相接地故障，投入基于零模电压电流初始行波极性的行波保护，实现单相接地故障有选择地隔离，单相接地保护以1MHz的采样频率对零模电压和零模电流进行高频采样，并使用小波变换对采样后的电压电流信号进行处理，得到零模电压/电流初始行波的模极大值，比较两者模极大值的极性，若极性相反，则判断故障在保护区内，延时一定时间后保护动作，进行跳闸或者告警，单相接地行波保护的动作判据为：
Figure BDA0002773992280000081
其中，U0M为初始零模电压行波的模极大值，I0M为初始零模电流行波的模极大值，Δt为保护从判断出单相接地故障开始的计时，ΔTset1为行波保护时间整定值，从线路末端向线路首端逐级递增。
S4：当两相接地短路故障时，则投入基于工频电流电压信息和健全相电流突变信息的无通道保护。其中还需要说明的是：
针对两相故障，投入基于工频电流电压信息和健全相电流突变信息的无通道保护，实现两相故障快速有选择地双端隔离，在输电线路中，线路分段处通常会安装两个断路器和两套保护，一个断路器和一套保护负责正向故障，另一个断路器和另一套保护负责反向故障，但是在配电线路中，由于投资的限制，每个线路分段处只能安装一个断路器和一套保护，这个断路器和保护既要承担正向故障，也要承担反向故障的隔离任务；无通道保护利用负序方向元件进行故障方向的判定，当判断出正向故障时，说明保护在故障点电源侧，保护投入正向保护，即过电流保护和加速过电流保护，当判断出反向故障时，说明保护在故障点负荷侧，保护投入反向保护，即低电压保护和加速低电压保护。
正向故障保护中，加速过电流是指负荷侧继电器先跳闸后，电源侧的保护感受到健全相的相电流突变，加速本端动作，跳开断路器，加速过电流保护的动作判据为：
Figure BDA0002773992280000091
其中，i(n)为当前电流采样值，i(n-2N)为两个周波前的电流采样值，ΔIset为电流突变量的整定值，t为计算电流突变量的时间窗，T为对端低电压保护的延时定值，Δtset为时间窗；加速过电流保护动作定值的含义为在以对端断路器低电压保护动作时间为中心的时间窗内，检测到本端健全相电流发生超过定值的突变，则保护动作。
反向故障的保护中，包括低电压保护和加速低电压保护，低电压保护是指负荷侧保护检测到相电压低于整定值，且延时满足一定时间，保护动作，低电压保护的动作判据为：
Figure BDA0002773992280000092
其中，U为相电压有效值，Uset为相电压整定值，Δt为保护从判断出低电压开始的计时，ΔTset3为低电压保护时间整定值，从线路首端向线路末端逐级递增。
加速低电压保护是指电源侧继电器动作跳闸后，负荷侧的保护感受到健全相的相电流跌落至0，加速本端动作，立即跳闸，加速低电压保护的动作判据为：
Figure BDA0002773992280000093
其中，Ia、Ia、Ia为三相电流有效值，Imin为线路最小负荷电流，加速低电压保护动作定值的含义为在以对端断路器过电流保护动作时间为中心的时间窗内，检测到本端三相电流跌落至接近于0(小于最小负荷电流)，则保护动作。
S5：当三相短路故障时，则投入利用快速断路器的小级差过电流保护。
针对三相故障，投入利用快速断路器的小级差过电流保护，实现三相短路故障电源侧快速有选择的隔离，小级差过电流保护的动作判据为：
Figure BDA0002773992280000101
其中，I为相电流有效值，Iset为相电流整定值，Δt为保护从判断出三相过电流开始的计时，ΔTset2为过电流保护时间整定值，从线路末端向线路首端逐级递增，由于三相短路电流通常很大，需要快速跳闸，因此在现场应用中，Iset通常整定较大，ΔTset2通常整定较小，快速断路器可以在较短时间内完成分闸操作，为缩短级差奠定了基础。
应说明的是，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，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种适用于配电线路的自适应保护装置，其特征在于：包括采集模块(100)、故障选相模块(200)、保护模块(300)和开出模块(400)；
所述采集模块(100)，用于实时采集配电线路的工频和行波电气量；
所述故障选相模块(200)与所述采集模块(100)相连接，用于确定故障类型，并根据故障选相结果，启动所述保护模块(300)；
所述保护模块(300)与所述采集模块(100)和所述故障选相模块(200)并行连接，其用于被启动后根据不同的所述故障类型进行故障是否在保护区的判断；
所述开出模块(400)连接设置于所述保护模块(300)的下方，其用于接收所述保护模块(300)发出的判断信号，发出警报或跳闸指令，控制断路器的动作。
2.根据权利要求1所述的适用于配电线路的自适应保护装置，其特征在于：所述采集模块(100)包括，工频采集单元(101)和行波采集单元(102)；
所述保护模块(300)包括，单相接地行波保护单元(301)、无通道保护单元(302)和小极差电流保护单元(303)。
3.根据权利要求2所述的适用于配电线路的自适应保护装置，其特征在于：还包括，
所述单相接地行波保护单元(301)根据所述采集模块(100)获取的零模电压电流初始行波，判断故障是否在所述保护区内；
所述无通道保护单元(302)根据所述采集模块(100)获取的工频电流电压信息和健全相电流突变信息，基于无通道保护原理，判断故障是否在所述保护区内；
所述小极差电流保护单元(303)由过电流保护构成，利用快速断路器，构成小极差过电流保护。
4.根据权利要求2或3所述的适用于配电线路的自适应保护装置，其特征在于：还包括，
所述工频采集单元(101)以1.2kHz的频率实时采集工频电气量，所述行波采集单元(102)以1MHz的频率实时采集行波电气量。
5.根据权利要求4所述的适用于配电线路的自适应保护装置，其特征在于：所述故障选相模块(200)利用所述工频采集单元(101)提供的电气量判定所述故障类型，包括，
当系统中有过电流且为三相过电流时，则判断为三相短路故障；
当所述系统中有过电流且仅有两相过电流时，则判断为两相接地短路故障；
当所述系统中没有过电流但是有零序电压时，则判断为单相接地故障。
6.根据权利要求5所述的适用于配电线路的自适应保护装置，其特征在于：包括，
所述单相接地行波保护单元(301)利用小波变换对所述行波采集单元(101)采样的电压电流行波信号进行处理，得到零模电压/电流初始行波的模极大值；
比较两者模极大值的极性，若极性相反，则判断故障在保护区内，延时一定时间，所述开出模块(400)发出跳闸信号。
7.根据权利要求6所述的适用于配电线路的自适应保护装置，其特征在于：包括，
所述无通道保护单元(302)根据所述采集模块(100)采集的工频电流电压信息和健全相电流突变信息，构成无通道保护判据；
利用故障电压电流信息判断故障方向，判断保护装置与故障点的相对位置；
故障点电源侧保护装置投入过电流和加速过电流保护，故障点负荷侧保护装置投入低电压和加速低电压保护；
满足所述保护判据后，所述开出模块(400)发出跳闸信号。
8.根据权利要求7所述的适用于配电线路的自适应保护装置，其特征在于：包括，
所述小极差电流保护单元(303)利用快速断路器动作时间短的特点，缩短过电流保护级差，完成三相短路故障快速隔离，在满足所述保护判据后，所述开出模块(400)发出跳闸信号。
9.根据权利要求8所述的适用于配电线路的自适应保护装置，其特征在于：包括，
所述开出模块(400)接收到所述保护模块(300)发出的信号，驱动断路器跳闸。
CN202011258919.2A 2020-11-12 2020-11-12 一种适用于配电线路的自适应保护装置 Active CN112436479B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011258919.2A CN112436479B (zh) 2020-11-12 2020-11-12 一种适用于配电线路的自适应保护装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011258919.2A CN112436479B (zh) 2020-11-12 2020-11-12 一种适用于配电线路的自适应保护装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112436479A true CN112436479A (zh) 2021-03-02
CN112436479B CN112436479B (zh) 2022-05-06

Family

ID=74701308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011258919.2A Active CN112436479B (zh) 2020-11-12 2020-11-12 一种适用于配电线路的自适应保护装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112436479B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114034964A (zh) * 2021-09-27 2022-02-11 国网青海省电力公司玉树供电公司 基于相电流变化量的配电线路单相接地故障区段识别装置
CN114089098A (zh) * 2021-10-25 2022-02-25 珠海许继电气有限公司 一种配电网故障类型识别方法及装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102780212A (zh) * 2012-07-20 2012-11-14 清华大学 配电线路单相接地行波保护装置
CN104113049A (zh) * 2014-07-17 2014-10-22 清华大学 单相接地故障自愈系统
CN105006810A (zh) * 2015-08-07 2015-10-28 中国石油化工股份有限公司 一种中性点非有效接地系统故障处理方法、对应的处理系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102780212A (zh) * 2012-07-20 2012-11-14 清华大学 配电线路单相接地行波保护装置
CN104113049A (zh) * 2014-07-17 2014-10-22 清华大学 单相接地故障自愈系统
CN105006810A (zh) * 2015-08-07 2015-10-28 中国石油化工股份有限公司 一种中性点非有效接地系统故障处理方法、对应的处理系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李万岭 等: "新型配电自动化系统研究", 《智慧电力》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114034964A (zh) * 2021-09-27 2022-02-11 国网青海省电力公司玉树供电公司 基于相电流变化量的配电线路单相接地故障区段识别装置
CN114089098A (zh) * 2021-10-25 2022-02-25 珠海许继电气有限公司 一种配电网故障类型识别方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112436479B (zh) 2022-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101540501B (zh) 一种高压直流输电接地极线路保护系统及装置
CN106908693B (zh) 一种高准确率的消弧线圈接地系统单相接地选线方法
Martinez et al. Voltage sag studies in distribution networks-part II: Voltage sag assessment
Ahn et al. An alternative approach to adaptive single pole auto-reclosing in high voltage transmission systems based on variable dead time control
CN112436479B (zh) 一种适用于配电线路的自适应保护装置
EP2346132B1 (en) Fast three-phase reclosing method in shunt reactor compensated transmission lines
CN104614642B (zh) 一种小电流接地选线方法
CN110601151B (zh) 基于暂态零序差动的配电线路单相接地故障保护方法及装置
CN111999583B (zh) 适应交流电网的安全稳定控制装置故障跳闸判别方法
JP2004064957A (ja) 送電線路における可変デッドタイム制御を利用した適応的再閉路方法
CN100387999C (zh) 电力系统线路故障方向检测保护方法
CN109001592A (zh) 一种基于暂态量的谐振接地系统单相接地故障选线方法
US20120327545A1 (en) Recloser device and method of operation
CN112421615A (zh) 一种基于智能断路器动作的配电台区自愈控制方法及系统
CN106872861B (zh) 超特高压输电工程线路直击导线的雷电流反演方法及系统
CN112436481B (zh) 一种中性点非有效接地系统配电线路的自适应保护方法
CN109613422B (zh) 一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法
CN112731211B (zh) 一种接地变压器低压绕组匝间短路故障及相别辨识方法
CN111381127A (zh) 矿山供电系统单相接地故障及绝缘监测的方法和装置
CN113625190A (zh) 110kV线路断线故障自适应识别及保护方法
CN117096836A (zh) 同杆多回线路的越级跳闸保护系统、方法及存储介质
CN106469905B (zh) 基于配网“三道防线”的配网保护方法
CN112731076A (zh) 基于过电压下绝缘闪络率的预警方法、装置及存储介质
CN104749453B (zh) 降低外网单相接地故障对用户电压暂降影响的方法
CN103580005B (zh) 一种弧光保护方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant