CN113346464B - 一种配电网全线差动保护系统 - Google Patents

一种配电网全线差动保护系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113346464B
CN113346464B CN202110637266.7A CN202110637266A CN113346464B CN 113346464 B CN113346464 B CN 113346464B CN 202110637266 A CN202110637266 A CN 202110637266A CN 113346464 B CN113346464 B CN 113346464B
Authority
CN
China
Prior art keywords
switch
current
node
power supply
module
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.)
Active
Application number
CN202110637266.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113346464A (zh
Inventor
王申树
张福来
苏登高
王飞亚
王运霞
孙小雯
张润禾
苏永涵
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.)
Lianyungang Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Lianyungang Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power 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 Lianyungang Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd filed Critical Lianyungang Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Priority to CN202110637266.7A priority Critical patent/CN113346464B/zh
Publication of CN113346464A publication Critical patent/CN113346464A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113346464B publication Critical patent/CN113346464B/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
    • 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
    • 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
    • H02H3/26—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 difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/32—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 difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
    • H02H3/34—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 difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors of a three-phase system
    • H02H3/347—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 difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors of a three-phase system using summation current transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00016—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using a wired telecommunication network or a data transmission bus
    • H02J13/00017—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using a wired telecommunication network or a data transmission bus using optical fiber
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00022—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using wireless data transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2213/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for providing remote indication of network conditions of for circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network
    • H02J2213/10—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for providing remote indication of network conditions of for circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network using simultaneously two or more different transmission means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/16—Electric power substations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/124—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using wired telecommunication networks or data transmission busses
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/126—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using wireless data transmission

Abstract

本发明公开了一种配电网全线差动保护系统，包括配电网模块和差动保护模块；所述配电网模块包括变电站开关、配网开关、开关对应的电流互感器和导线；所述差动保护模块用于采集配电网模块中各个开关的电流实时值，并判断故障点，发送跳闸命令至配电网模块中，跳开相应开关。本发明基于目前配网自动化建设，以线路开关微机保护测控装置、无线专网、光纤网为基础，构建了无线传输式和光纤传输两种模式的通信方式，并将差动保护的原理运用到线路故障的判别中，采用了电流方向的设定以及节点电源点的设定，独特的信息流流向及动作逻辑，使得每个配网开关都具备差动保护功能，从而实现了整个配电网的差动保护功能，更好的定位判别故障。

Description

一种配电网全线差动保护系统
技术领域
本发明属于配电网差动保护技术，特别是一种配电网全线差动保护系统。
背景技术
配电网线路保护由变电站开关、各级线路开关的保护装置组成，保护装置主要由投入过电流保护来选择切除故障，通过动作电流值和动作时间来进行逐级配合判定故障范围；目前配网自动化系统通过对全线保护装置的信号监测判定故障的范围。
但目前保护定值的配合很难达到精准的切除故障点，往往会发生越级跳闸或全线跳闸的现象，新上的配电自动化系统对故障的定位也不能达到100％的正确，故障自动判别功能也不能确保完全投入，不能作为故障的跳闸负荷转移的依据，且对单相接地故障的判断仍然需要通过拉路的方式查找，造成非故障区域的停电。
发明内容
本发明旨在设计一种配电网全线差动保护系统，可以准确的反应配网各类故障点，并且可用于可靠有效的有选择性的跳开相应配网开关，缩小故障停电范围。
实现本发明的技术方案为：
一种配电网全线差动保护系统，包括配电网模块和差动保护模块；
所述配电网模块包括变电站开关、配网开关、开关对应的电流互感器和导线，用于完成配电；
所述差动保护模块用于采集配电网模块中各个开关的电流实时值，并判断故障点，发送跳闸命令至配电网模块中，跳开相应开关。
与现有技术相比，本发明的有点在于：
(1)本发明基于目前配网自动化建设，已线路开关微机保护测控装置、无线专网、光纤网为基础，设计了无线传输式和光纤传输两种模式的通信方式。
(2)本发明将差动保护的原理运用到线路故障的判别中，使得每个配网开关都具备差动保护功能，从而实现了整个配电网的差动保护功能，更好的定位判别故障。
(3)本发明采用了电流方向的设定以及节点电源点的设定，独特的信息流流向及动作逻辑，使配电网能更好的判断故障范围。
下面通过附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。
附图说明
图1为本发明的配电网全线差动保护系统实施原理示意图。
图2为变压器的差动保护原理图。
图3现有的配网自动化系统中的配网线路开关和节点示意图。
图4为本发明中采用光纤传输的方式收集电流信息的差动保护模块配置示意图。
图5为本发明中采用无线传输的方式收集电流信息的差动保护模块配置示意图。
图6为本发明中采用无线传输的方式收集电流信息的差动保护模块中的信息交互模块的硬件组成示意图。
图7为本发明中实施例中的配网开关电流采集方向示意图。
图8为本发明中实施例中的配网开关节点示意图。
图9为本发明中实施例中的配网开关信息流向图。
图10为本发明中电流互感器在前型死区示意图。
图11为本发明中电流互感器在后型死区示意图。
图12为本发明中的开关跳闸动作的逻辑流程图。
图13为本发明中实施例中的故障示意图。
图14为发明中实施例中的故障信息流示意图。
具体实施方式
差动保护的原理就是对某个节点内同时流入的电流为0的原理来判断故障，用于正确选择跳闸设备的。
结合图1，虚线表示电流的真实流向为由开关D流向开关M大小为8A，而开关D和开关M的电流互感器LD、LM的方向都设置为流向节点，因此LD的电流大小为8A，LM的电流大小为-8A，两者的电流和为0，若此区间发生故障，则电流和不为0，差动保护装置则跳开两侧开关。
结合图2，变压器的差动保护原理亦是如此，经折算后高压测流入的8A电流，经中压侧流出4A、低压侧流出4A，所以三个电流互感器LH、LM、LD的电流和为0，同样若此区间内出现故障电流和不为0，差动保护装置则跳开三侧开关。
结合图3，对于现有的配网自动化系统，图中1代表变电站开关，2代表配网开关，3代表开关对应的电流互感器，通过同一段导线连接构成流入流出关系的电流互感器包括的范围称之为为“节点”，如N1、N2。
一种配电网全线差动保护系统，包括配电网模块和差动保护模块；
所述配电网模块包括变电站开关、配网开关、开关对应的电流互感器和导线，用于完成配电；
所述差动保护模块用于采集配电网模块中各个开关的电流实时值，并判断故障点，发送跳闸命令至配电网模块中，跳开相应开关；
所述差动保护模块可以采用光纤传输的方式与配电网模块中的各个开关相连接，采集配电网模块中各个开关的电流实时值；
所述差动保护模块包括差动保护装置11、网络交换机12和光纤13；配电网模块中的各个开关通过光纤与网络交换机相连接，网络交换机与差动保护装置相连，差动保护装置采集各个开关的电流信息，如图4所示。
进一步的，所述差动保护模块包括微机保护测控装置5、网络交换机12和光纤13；配电网模块中的各个开关通过光纤与网络交换机相连接，网络交换机与微机保护测控装置5相连，微机保护测控装置5采集各个开关的电流信息。
光纤的传输方式可分为两种：一种是各个开关之间单独架设点对点的连接光纤用于传输电流采集量及跳闸命令，每个开关还需架设一条至集中交换机的光纤用于与调控云的交互。
另一种是每个开关只架设一条至光纤网络交换机的光纤用于与调控云的交互，同时各个开关的电流采集量及跳闸命令通过集中交换机转发。
所述差动保护模块还可以采用无线传输的方式与配电网模块中的各个开关相连接，采集配电网模块中各个开关的电流实时值；
如图5和图6所示，所述差动保护模块包括微机保护测控装置5、信息交互模块6以及天线7；天线7采集信息并传输至信息交互模块6，信息交互模块6将信息传输至差动保护装置5；
所述信息交互模块6由GPS对时模块8、无线专网信号收发模块9和数据处理模块10组成，天线7将时钟信号传输给GPS对时模块8，时间数据输送到数据数据处理模块10，数据处理模块将时间信号与本地的采集电流数据相结合。
天线7将其他开关采集的电流信号、分合闸信号传输给数据处理模块，供保护装置采集，同时转发本装置采集的电流信号、分合闸信号。
进一步的，所述差动保护模块包括差动保护装置11、信息交互模块6以及天线7；天线7采集信息并传输至信息交互模块6，信息交互模块6将信息传输至差动保护装置11；
所述信息交互模块6由GPS对时模块8、无线专网信号收发模块9和数据处理模块10组成，天线7将时钟信号传输给GPS对时模块8，时间数据输送到数据数据处理模块10，数据处理模块将时间信号与本地的采集电流数据相结合。
进一步的，所述采用差动保护装置11的差动保护模块可以在模块内部进行故障判别和开关控制；
所述差动保护模块内的差动保护装置11通过网络采集同一节点中各开关的电流值用于故障判别，根据故障判别和开关控制的跳闸逻辑确定节点间差流以及节点电源点，由节点电源点处的开关保护装置下达节点内各开关的动作模式，各开关按下达的动作次序依次动作，此时所述差动保护模块内的无线专网信号收发模块9应具有5G“点对点”通讯功能，同时应接入5G无线专网。
所述故障判别和开关控制的跳闸逻辑如下：
(1)设定电流方向：按实际电流的方向设置，对于联络开关则设定某一个线路的流向作为方向；
(2)设定节点电源点：节点电源点分为预设节点电源点和实际节点电源点；
所述预设节点电源点为正常供电方式下，每个节点的流入电流的开关，当供电方式改变，电流流向改变时，预设设定的节点电源点不变；
所述实际节点电源点为供电方式发生变化时，实际流入节点电流的开关，当供电方式发生变化时，实际节点电源点也随之改变；
所述实际节点电源点的位置由预设节点电源点开关的差动保护装置11确定，确定方式为：预设节点电源点开关的差动保护装置11采集到的节点内各开关中的实时电流In＞0的开关为实际节点电源点，当节点不通过电流时，则默认预设节点电源点为实际节点电源点；
(3)预设节点电源点开关的开关保护装置采集节点内其他开关的电流后，计算差流，向其他开关发送本节点实际电源点开关位置以及分、合闸信号；
非预设节点电源点的开关向预设节点电源点的开关发送本开关的电流以及跳闸信号，如果开关不是联络开关则电流取反上送，如果开关是联络开关则电流根据方向设置情况分别上送；
(4)故障时发生节点内出现差流后的跳闸逻辑为：先跳开电流值为0的开关，再跳开流出电流的开关，跳开顺序为根据故障前后的电流突变值大小来决定，电流突变值大的优先跳开(若两个开关的电流突变值相同，则同时跳开)再跳开实际节点电源点开关，若故障电流依然存在，则跳开上级节点的实际电源点开关。
进一步的，所述采用差动保护装置11或微机保护测控装置5的差动保护模块还可以在调控云中进行故障判别和开关控制；
所述调控云中设置配网差动判定模块，所有开关采集电流值通过差动保护模块上传至调控云，调控云根据故障判别和开关控制的跳闸逻辑，确定节点间差流以及节点电源点根据结果下达开关动作命令，开关保护不参与差动保护的计算动作，此时开关的微机保护测控装置5)只需配置普通的线路微机保护测控装置即可。
所述故障判别和开关控制的跳闸逻辑如下：
(1)设定电流方向：按实际电流的方向设置，对于联络开关则设定某一个线路的流向作为方向；
(2)设定节点电源点：节点电源点分为预设节点电源点和实际节点电源点；
所述预设节点电源点为正常供电方式下，每个节点的流入电流的开关，当供电方式改变，电流流向改变时，预设设定的节点电源点不变；
所述实际节点电源点为供电方式发生变化时，实际流入节点电流的开关，当供电方式发生变化时，实际节点电源点也随之改变；
所述实际节点电源点的位置由预设节点电源点开关的差动保护装置11或微机保护测控装置5确定，确定方式为：预设节点电源点开关的差动保护装置11或微机保护测控装置5采集到的节点内各开关的实时电流In＞0的开关为实际节点电源点，当节点不通过电流时，则默认预设节点电源点为实际节点电源点；
(3)预设节点电源点开关的开关保护装置采集节点内其他开关的电流后，计算差流，向其他开关发送本节点实际电源点开关位置以及分、合闸信号；
非预设节点电源点的开关向预设节点电源点的开关发送本开关的电流以及跳闸信号，如果开关不是联络开关则电流取反上送，如果开关是联络开关则电流根据方向设置情况分别上送；
(4)故障时发生节点内出现差流后的跳闸逻辑为：先跳开电流值为0的开关，再跳开流出电流的开关，跳开顺序为根据故障前后的电流突变值大小来决定，电流突变值大的优先跳开(若两个开关的电流突变值相同，则同时跳开)，再跳开实际节点电源点开关，若故障电流依然存在，则跳开上级节点的实际电源点开关。
结合图12，一种基于配电网全线差动保护系统的差动保护方法，包括以下步骤：
步骤1：预设节点电源点开关的开关保护装置采集节点其他开关的实时电流后，计算差流，实时判断本节点差流值，若存在差流，则继续执行步骤2，否则结束循环；
步骤2：预设节点电源点开关的开关保护装置向节点内电流值为0的开关发送跳闸指令，节点内电流值为0的开关跳开；
步骤3:等待t时间后，预设节点电源点开关的开关保护装置判断本节点内是否仍然存在差流，若存在差流值，则继续执行步骤4，否则结束循环；
步骤4：预设节点电源点开关的开关保护装置根据故障前后的电流突变值的大小依次向本节点内的开关发送跳闸指令；
步骤5：预设节点电源点开关的开关保护装置判断本节点内是否仍然存在差流，若存在差流值，则执行步骤6，否则结束循环；
步骤6：预设节点电源点开关的开关保护装置向本节点内的实际节点电源点开关发送跳闸指令；
步骤7：预设节点电源点开关的开关保护装置判断本节点内是否仍然存在差流，若存在差流值，则执行步骤8，否则结束循环；
步骤8：预设节点电源点开关的开关保护装置向上级节点实际电源点开关发送跳闸指令。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述和说明。
实施例
结合图7，线路S1包含的配网开关A、B、C、D、E的电流方向都设定为从变电站流出的实际方向，S2包含的配网开关U、V、W的电流方向也都设定为从变电站流出的实际方向，联络开关F设置的与线路S1的方向相同。
根据图8中的配网开关的5个节点，制作了如图9所示的配网开关信息流向图，对于N1节点A为预设节点电源点、对于N2节点C为预设节点电源点、N3节点B为预设节点电源点、N4节点V为预设节点电源点、N5节点U为预设节点电源点。
在开关与电流互感器之间发生故障会存在开关不能正确反应故障的死区问题，死区分为两类：电流互感器在前型死区和电流互感器在后型死区。
如图10为电流互感器在前型死区，在F开关的电流互感器在F开关之前，他们之间发生故障，因为F开关的电流互感器LF有电流所以节点N1没有差流，节点N1的电源点开关不会动作，即使跳开节点N2的所有开关故障依然存在，此时N2节点需要判断在本节点开关跳开关后是否存在差流，若存在需跳开上级节点电源点开关。
如图11为电流互感器在后型死区，在F开关的电流互感器在F开关之后，他们之间发生故障，因为F开关的电流互感器LF没有电流所以节点N1有差流，节点N1的电源点开关会动作，但故障发生在节点N2保护范围内只要跳开开关F即可，这样就发生了越级跳闸。所以在发生故障存在差流的时候，故障应先逐一跳开负荷开关，直到差流消失为止，跳闸顺序应已开关测量电流的突变值来决定。
如图13所示，对于本实施例，设置在S1线路由S2线路供电下的故障情况，K1故障发生在开关A、B、C之间，K2故障发生在开关C和联络开关之间，现在针对两种故障对逻辑执行情况进行说明，假设故障电流20A。
K1故障：由于是线路S2供电给线路S1，设定的电流采集方向相反所以采集的电流IF＝-20A、IC＝-20A、IA＝0A、IB＝0A。
节点N1的预设节点电源点为A,开关C的电流至×(-1)后发送给开关A的电流为20A>0，所以判定开关C为实际节点电源点。根据动作逻辑开关A向自身和开关B发送跳闸命令后，差流依然存在，之后开关A向开关C发出跳闸命令，故障消失。
K2故障：由于是线路S2供电给线路S1，设定的电流采集方向相反所以采集的电流IF＝-20A、IC＝-20A、IA＝0A、IB＝0A。
节点N1的预设节点电源点为A,开关C的电流至×(-1)后发送给开关A的电流为20A>0，所以判定开关C为实际节点电源点。
节点N2的预设节点电源点为C,开关F的电流至×(-1)后发送给开关C的电流为20A>0，所以判定开关F为实际节点电源点。
根据动作逻辑开关A向自身和开关B发送跳闸命令后，差流依然存在，之后开关A向开关C发出跳闸命令，故障依然存在，开关A向N1实际节点电源点C发出跳上级电源点的命令，开关C向N2的实际节点电源点开关F发出跳闸命令，故障消失。
其故障信息流如图14所示。
本发明将差动保护的原理运用到配网故障的判别中，使配电网能更好的判断故障范围，选择跳闸的开关更为精准，从而能缩小故障停电范围。

Claims (8)

1.一种配电网全线差动保护系统，其特征在于，包括配电网模块和差动保护模块；
所述配电网模块包括变电站开关、配网开关、开关对应的电流互感器和导线，用于完成配电；
所述差动保护模块用于采集配电网模块中各个开关的电流实时值，并判断故障点，发送跳闸命令至配电网模块中，跳开相应开关；
所述差动保护模块在模块内部进行故障判别和开关控制；
差动保护模块内的差动保护装置(11)通过网络采集同一节点中各开关的电流值用于故障判别，根据故障判别和开关控制的跳闸逻辑确定节点间差流以及节点电源点，由节点电源点处的开关保护装置下达节点内各开关的动作模式，各开关按下达的动作次序依次动作；
所述故障判别和开关控制的跳闸逻辑如下：
(1)设定电流方向：按实际电流的方向设置，对于联络开关则设定某一个线路的流向作为正方向；
(2)设定节点电源点：节点电源点分为预设节点电源点和实际节点电源点；
所述预设节点电源点为正常供电方式下，每个节点的流入电流的开关，当供电方式改变，电流流向改变时，预设设定的节点电源点不变；
所述实际节点电源点为供电方式发生变化时，实际流入节点电流的开关，当供电方式发生变化时，实际节点电源点也随之改变；
所述实际节点电源点的位置由预设节点电源点开关的差动保护装置(11)确定，确定方式为：预设节点电源点开关的差动保护装置(11)采集到的节点内各开关中的实时电流In＞0的开关为实际节点电源点，当节点不通过电流时，则默认预设节点电源点为实际节点电源点；
(3)预设节点电源点开关的开关保护装置采集节点内其他开关的电流后，计算差流，向其他开关发送本节点实际电源点开关位置以及分、合闸信号；
非预设节点电源点的开关向预设节点电源点的开关发送本开关的电流以及跳闸信号，如果开关不是联络开关则电流取反上送，如果开关是联络开关则电流根据方向设置情况分别上送；
(4)故障时发生节点内出现差流后的跳闸逻辑为：先跳开电流值为0的开关，再跳开流出电流的开关，跳开顺序为根据故障前后的电流突变值大小来决定，电流突变值大的优先跳开，再跳开实际节点电源点开关，若故障电流依然存在，则跳开上级节点的实际电源点开关。
2.根据权利要求1所述的配电网全线差动保护系统，其特征在于，所述差动保护模块采用光纤传输的方式与配电网模块中的各个开关相连接，采集配电网模块中各个开关的电流实时值；
所述差动保护模块包括差动保护装置(11)、网络交换机(12)和光纤(13)；配电网模块中的各个开关通过光纤与网络交换机相连接，网络交换机与差动保护装置相连，差动保护装置采集各个开关的电流信息。
3.据权利要求1所述的配电网全线差动保护系统，其特征在于，所述差动保护模块采用无线传输的方式与配电网模块中的各个开关相连接，采集配电网模块中各个开关的电流实时值；
所述差动保护模块包括差动保护装置(11)、信息交互模块(6)以及天线(7)；天线(7)采集信息并传输至信息交互模块(6)，信息交互模块(6)将信息传输至差动保护装置(11)；
所述信息交互模块(6)包括GPS对时模块(8)、无线专网信号收发模块(9)和数据处理模块(10)，天线(7)将时钟信号传输给GPS对时模块(8)，时间数据输送到数据处理模块(10)，数据处理模块(10)将时间信号与本地的采集电流数据相结合。
4.一种配电网全线差动保护系统，其特征在于，包括配电网模块和差动保护模块；
所述配电网模块包括变电站开关、配网开关、开关对应的电流互感器和导线，用于完成配电；
所述差动保护模块用于采集配电网模块中各个开关的电流实时值，并判断故障点，发送跳闸命令至配电网模块中，跳开相应开关；
所述差动保护模块在模块内部进行故障判别和开关控制；
所述故障判别和开关控制的跳闸逻辑如下：
(1)设定电流方向：按实际电流的方向设置，对于联络开关则设定某一个线路的流向作为方向；
(2)设定节点电源点：节点电源点分为预设节点电源点和实际节点电源点；
所述预设节点电源点为正常供电方式下，每个节点的流入电流的开关，当供电方式改变，电流流向改变时，预设设定的节点电源点不变；
所述实际节点电源点为供电方式发生变化时，实际流入节点电流的开关，当供电方式发生变化时，实际节点电源点也随之改变；
所述实际节点电源点的位置由预设节点电源点开关的微机保护测控装置(5)确定，确定方式为：预设节点电源点开关的微机保护测控装置(5)采集到的节点内各开关的实时电流In＞0的开关为实际节点电源点，当节点不通过电流时，则默认预设节点电源点为实际节点电源点；
(3)预设节点电源点开关的采集节点内其他开关的电流后，计算差流，向其他开关发送本节点实际电源点开关位置以及分、合闸信号；
非预设节点电源点的开关向预设节点电源点的开关发送本开关的电流以及跳闸信号，如果开关不是联络开关则电流取反上送，如果开关是联络开关则电流根据方向设置情况分别上送；
(4)故障时发生节点内出现差流后的跳闸逻辑为：先跳开电流值为0的开关，再跳开流出电流的开关，跳开顺序为根据故障前后的电流突变值大小来决定，电流突变值大的优先跳开，再跳开实际节点电源点开关，若故障电流依然存在，则跳开上级节点的实际电源点开关。
5.根据权利要求4所述的配电网全线差动保护系统，其特征在于，所述差动保护模块采用光纤传输的方式与配电网模块中的各个开关相连接，采集配电网模块中各个开关的电流实时值；
所述差动保护模块包括微机保护测控装置(5)、网络交换机(12)和光纤(13)；配电网模块中的各个开关通过光纤与网络交换机相连接，网络交换机与微机保护测控装置(5)相连，微机保护测控装置(5)采集各个开关的电流信息。
6.据权利要求4所述的配电网全线差动保护系统，其特征在于，所述差动保护模块采用无线传输的方式与配电网模块中的各个开关相连接，采集配电网模块中各个开关的电流实时值；
所述差动保护模块包括微机保护测控装置(5)、信息交互模块(6)以及天线(7)；天线(7)采集信息并传输至信息交互模块(6)，信息交互模块(6)将信息传输至微机保护测控装置(5)；
所述信息交互模块(6)包括GPS对时模块(8)、无线专网信号收发模块(9)和数据处理模块(10)，天线(7)将时钟信号传输给GPS对时模块(8)，时间数据输送到数据处理模块(10)，数据处理模块(10)将时间信号与本地的采集电流数据相结合。
7.根据权利要求1或4所述的配电网全线差动保护系统，其特征在于，所述差动保护模块在调控云中进行故障判别和开关控制；
所述调控云中设置配网差动判定模块，所有开关采集电流值通过差动保护模块上传至调控云，调控云根据故障判别和开关控制的跳闸逻辑，确定节点间差流以及节点电源点根据结果下达开关动作命令。
8.一种基于配电网全线差动保护系统的差动保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：预设节点电源点开关的开关保护装置采集节点其他开关的实时电流后，计算差流，实时判断本节点差流值，若存在差流，则继续执行步骤2，否则结束循环；
所述预设节点电源点为正常供电方式下，每个节点的流入电流的开关，当供电方式改变，电流流向改变时，预设设定的节点电源点不变；
实际节点电源点为供电方式发生变化时，实际流入节点电流的开关，当供电方式发生变化时，实际节点电源点也随之改变；
所述实际节点电源点的位置由预设节点电源点开关的差动保护装置确定，确定方式为：预设节点电源点开关的差动保护装置采集到的节点内各开关中的实时电流In＞0的开关为实际节点电源点，当节点不通过电流时，则默认预设节点电源点为实际节点电源点；
步骤2：预设节点电源点开关的开关保护装置向节点内电流值为0的开关发送跳闸指令，节点内电流值为0的开关跳开；
步骤3:等待t时间后，预设节点电源点开关的开关保护装置判断本节点内是否仍然存在差流，若存在差流值，则继续执行步骤4，否则结束循环；
步骤4：预设节点电源点开关的开关保护装置根据故障前后的电流突变值的大小依次向本节点内的开关发送跳闸指令；
步骤5：预设节点电源点开关的开关保护装置判断本节点内是否仍然存在差流，若存在差流值，则执行步骤6，否则结束循环；
步骤6：预设节点电源点开关的开关保护装置向本节点内的实际节点电源点开关发送跳闸指令；
步骤7：预设节点电源点开关的开关保护装置判断本节点内是否仍然存在差流，若存在差流值，则执行步骤8，否则结束循环；
步骤8：预设节点电源点开关的开关保护装置向上级节点实际电源点开关发送跳闸指令。
CN202110637266.7A 2021-06-08 2021-06-08 一种配电网全线差动保护系统 Active CN113346464B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110637266.7A CN113346464B (zh) 2021-06-08 2021-06-08 一种配电网全线差动保护系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110637266.7A CN113346464B (zh) 2021-06-08 2021-06-08 一种配电网全线差动保护系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113346464A CN113346464A (zh) 2021-09-03
CN113346464B true CN113346464B (zh) 2022-07-19

Family

ID=77475207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110637266.7A Active CN113346464B (zh) 2021-06-08 2021-06-08 一种配电网全线差动保护系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113346464B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103354353A (zh) * 2013-06-24 2013-10-16 国家电网公司 一种智能配电网全线速动主保护判别系统及方法
CN108963995A (zh) * 2018-07-25 2018-12-07 贵州电网有限责任公司 一种配电网反应相间故障的区域差动保护装置及保护方法
CN109193590A (zh) * 2018-10-22 2019-01-11 南京丰道电力科技有限公司 一种配电网环形差动保护方法及装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103354353A (zh) * 2013-06-24 2013-10-16 国家电网公司 一种智能配电网全线速动主保护判别系统及方法
CN108963995A (zh) * 2018-07-25 2018-12-07 贵州电网有限责任公司 一种配电网反应相间故障的区域差动保护装置及保护方法
CN109193590A (zh) * 2018-10-22 2019-01-11 南京丰道电力科技有限公司 一种配电网环形差动保护方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN113346464A (zh) 2021-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108051706B (zh) 备用电源自动投入装置故障识别方法和系统
CN103117537B (zh) 配电网区域保护方法和系统
CN101621216B (zh) 一种基于iec61850的区域电网数据共享的保护系统
CN101980418B (zh) 变电站继电保护系统二次接线在线检测系统
CN107730093B (zh) 一种电网事故复电路径的系统与方法
CN102255380B (zh) 智能变电站自适应备用电源自动投入装置及其方法
CN101621217B (zh) 一种区域电网数据共享的保护系统
CN111049112B (zh) 一种10kV环网配电线路自动化故障隔离及自愈的控制系统及方法
CN103457249B (zh) 一种智能配电网分布式纵联保护方法及系统
CN104701991B (zh) 智能变电站继电保护装置的检修方法
CN104993596A (zh) 基于嵌入式多arm处理器的配电网自动化远方终端装置
CN111682508A (zh) 一种适用于区域配电网的差动保护与快速自愈的方法
CN108963959A (zh) 基于LoRa的集中式地区电网备自投控制系统及控制方法
CN104578065B (zh) 配电智能采集投切装置的合环控制方法
CN112271698B (zh) 风电厂集电线路及箱变的综合保护系统及方法
CN109103859B (zh) 一种支持4g通讯的配网差动保护测控装置
CN113346464B (zh) 一种配电网全线差动保护系统
CN112968431A (zh) Can总线光纤互联网+10kv馈线故障自动处理系统及方法
CN109861384A (zh) 220kV电网拓扑结构实时自动跟踪识别方法
CN110244182B (zh) 一种适用于电气化铁路多分支线路的故障定位方法及系统
CN109193952A (zh) 一种基于gprs通信的配电网馈线终端及故障检测保护方法
CN107846077A (zh) 智能化铁路配电所保护控制系统及其运行方法
CN106291251B (zh) 一种基于单元制配电网的故障定位方法
CN111987801B (zh) 变电站开关控制系统和变电站开关控制方法
CN215580545U (zh) 一种可进行自组网的电力dtu装置

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