CN114530834A - 一种配电网线路电流闭锁式不完全差动保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配电网线路电流闭锁式不完全差动保护方法，适用于配电网系统中长距离、多分段、多分支架空线路，包括：对配电网长距离架空线路进行主干线路和分支线路划分，同时按照出线断路器和分段断路器进行区域划分，分区内的主干线采用多端差动保护方法，确保分区内主干线故障的快速、准确切除；对于分区内的分支线故障，由对应的支线的过流保护或熔断器实现故障精准隔离；本发明可以避免故障下不同分区的断路器越级跳闸，缩小故障停电范围，提升供电可靠性；另一方面也可以确保同一分区内主干线与分支线保护选择性，实现配电网长距离、多分段、多分支架空输电线路故障区段定位和故障隔离，极大提升配电网故障隔离的精准性。
Description
技术领域
本发明涉及一种配电网线路电流闭锁式不完全差动保护方法，属于电力系统配电网继电保护技术领域。
背景技术
配电网直接面向终端用户供电，是社会生活中不可或缺的一部分，其稳定运行关系着用户的基本用电利益。长期以来，研究者多关注输电系统的安全、可靠运行，对配电网的继电保护研究往往忽视较多。由于配电网多是辐射式供电，为此仅采用简单的三段式电流保护，造成多级保护定值配合困难，保护可靠性、选择性和速动性不足，保护之间的级差整定不当时，极易发生越级跳闸现象；当前，随着大量分布式电源接入配电网，配电网结构由单电源供电模式变成多电源供电模式，使得配电网变得非常复杂，可能造成传统式三段式保护失效，进一步影响了保护的选择性和速动性，特别是多电源情况下，电流方向的不确定性，使得传统的配电自动化手段已经不能满足配网保护的选择性的要求，对于配电网系统中长距离、多分段、多分支的复杂线路，保护的速动性与选择性之间的矛盾在这种情况下显得更为突出。
针对复杂配电网线路故障准确定位和隔离问题，通过区域划分，区域内配置差动保护功能，可迅速识别故障点并跳开故障点上级断路器，从而实现故障的迅速定位和隔离。然而，对于多分支的配电网线路，完全差动保护需按多端配置，这对于继电保护二次设备提出了很高的要求，也无疑增加了设备投资的成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种配电网线路电流闭锁式不完全差动保护方法，。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
本发明提供了一种配电网线路电流闭锁式不完全差动保护方法，适用于配电网系统中长距离、多分段、多分支架空线路，包括：
对配电网长距离、多分段、多分支架空线路进行主干线路和分支线路划分；
按照主干线路上的相邻分段断路器进行保护区域划分；
对同一分区内的主干线路和分支线路分别配置保护功能，具体配置如下：
分区内主干线路的保护装置配置多端差动保护功能，主干线路发生故障时由多端差动保护功能实现故障隔离，
分区内分支线路的保护装置配置过流保护功能，未配置保护装置的分支线路配置熔断器，分支线路发生故障时由分支线路过流保护或熔断器实现故障隔离，
分区内分支线路的保护装置同时配置故障时发闭锁信号功能，保护装置判别出分支线路发生故障时发出闭锁信号，闭锁主干线路的差动保护；
完成线路上所有保护分区内的保护功能配置。
进一步的，所述主干线路和分支线路划分方法如下：
架空线路中级联分段断路器数量最多的线路确定为主干线路，按要求配置多端差动保护功能；
除确定的主干线路外，级联多个分段断路器的复杂长分支线路均按照主干线路的处理方式，配置多端差动保护功能，同时还需配置过流保护功能；
通过断路器连接在主干线或复杂长分支线路上的负荷、小电源构成的线路划分为分支线路，按要求配置过流保护功能或配置熔断器。
进一步的，所述主干线路和分支线路划分方法还包括：将复杂长分支线路按照分支线路的处理方式，单独配置过流保护功能。
进一步的，所述保护区域划分的具体方法如下：
主干线路中相邻的两个分段断路器及它们之间所有分支线的首个断路器共同构成一个保护区域。
进一步的，所述分区内主干线路的保护装置配置多端差动保护功能，具体配置方法如下：
一般情况下，仅在分区内两分段断路器之间配置双端差动保护功能；
当分区内存在部分分支线路正常运行时负荷电流较大时，对应分支线路的出线断路器和两个分段断路器共同配置多端差动保护功能。
进一步的，所述分支线路的保护装置配置过流保护功能，未配置保护装置的分支线路配置熔断器，具体方法如下：
对于未配置差动保护功能的分支线路，配置过流保护功能，实现该分支线路故障的隔离；
对于未配置保护装置的分支线路，根据该分支线路的负荷情况，配置相应的熔断器，用于隔离该分支线路故障。
进一步的，所述分区内分支线路的保护装置同时配置故障时发闭锁信号功能，具体方法如下：
主干线路差动保护动作增加适当延时，确保分支线路发生故障时由分支线路的过流保护或熔断器实现分支线路的故障隔离，分支线路判出故障后立即向分区内主干线路保护装置发送闭锁信号，主干线路保护装置收到闭锁信号后闭锁差动保护，直到闭锁信号返回后重新开放差动保护，避免差动保护误动导致停电范围扩大。
进一步的，所述多端差动保护通过光纤、自组网或5G通信的方式交互数据，从而实现多端差动保护功能。
进一步的，所述多端差动保护功能为两端或三端差动保护。
进一步的，所述熔断器的选择，具体方法如下：
IRN＝ηIfmax
其中，IRN为熔断器额定电流，Ifmax为该分支线路正常运行时的最大负荷电流，η为可靠性系数，所述η取值为1.1～1.2。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
本发明提供一种配电网线路电流闭锁式不完全差动保护方法，适用于配电网系统中长距离、多分段、多分支架空线路，通过对配电网长距离架空线路进行主干线路和分支线路划分，同时按照出线断路器和分段断路器进行区域划分；分区内的主干线采用多端(两端或三端)差动保护方法，确保分区内主干线故障的快速、准确切除；对于分区内的分支线故障，由对应的支线的过流保护或熔断器实现故障精准隔离。本发明一方面可以避免故障下不同分区的断路器越级跳闸，缩小故障停电范围；另一方面也可以确保同一分区内主干线与分支线保护选择性，极大提升配电网故障隔离的精准性；此外，本发明适用于无线通信的数据传输方式，在快速无线网络通讯和智能配电网时代具有广泛的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例提供的典型配电网线路示意图；
图2是本发明实施例提供的典型配电网线路主干线、区域划分及保护配置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
本实施例介绍一种配电网线路电流闭锁式不完全差动保护方法，包括：
适用于配电网系统中长距离、多分段、多分支架空线路，包括以下步骤：
1)对配电网长距离、多分段、多分支架空线路进行主干线路和分支线路划分；
2)按照主干线路上的相邻分段断路器进行保护区域划分；
3)对同一分区内的主干线路和分支线路分别配置保护功能，具体配置如下：
3.1)分区内主干线路的保护装置配置多端差动保护功能，主干线路发生故障时由多端差动保护功能实现故障隔离；
3.2)分区内分支线路的保护装置配置过流保护功能，未配置保护装置的分支线路根据该分支线路负荷情况配置熔断器，分支线路发生故障时由分支线路过流保护或熔断器实现故障隔离；
3.3)分区内分支线路的保护装置同时配置故障时发闭锁信号功能，保护装置判别出分支线路发生故障时发出闭锁信号，闭锁主干线路的差动保护
4)完成线路上所有保护分区内的保护功能配置。
具体的，所述主干线路和分支线路划分方法如下：
1)架空线路中级联分段断路器数量最多的线路确定为主干线路，按要求配置多端差动保护功能；
2)除上述确定的主干线路外，级联多个(大于等于2个)分段断路器的复杂长分支线路可以按照主干线路的处理方式，配置多端差动保护功能，同时还需配置过流保护功能，复杂长分支线路也可以按照分支线路的处理方式，即单独配置过流保护功能；
3)通过断路器连接在主干线或复杂长分支线路上的负荷、小电源等构成的线路划分为分支线路，按要求配置过流保护功能或配置熔断器。
具体的，所述保护区域划分的具体方法如下：
主干线路中相邻的两个分段断路器及它们之间所有分支线的首个断路器共同构成一个保护区域。
具体的，所述分区内主干线路保护装置配置多端差动保护功能，具体配置方法如下：
1)一般情况下，仅在分区内两分段断路器之间配置双端差动保护功能；
2)当分区内存在部分分支线路正常运行时负荷电流较大时，对应分支线路的出线断路器和两个分段断路器共同配置多端差动保护功能。
具体的，所述分支线路保护装置配置过流保护功能，未配置保护装置的分支线路配置熔断器，具体方法如下：
1)对于未配置差动保护功能的分支线路，配置过流保护功能，实现该分支线路故障的隔离；
2)对于未配置保护装置的分支线路，需根据该分支线路的负荷情况，配置相应的熔断器，用于隔离该分支线路故障。
具体的，所述分支线路故障发信闭锁主干线路差动保护，具体方法如下：
主干线路差动保护动作增加适当延时，确保分支线路发生故障时由分支线路的过流保护或熔断器实现分支线路的故障隔离，分支线路判出故障后立即向分区内主干线路保护装置发送闭锁信号，主干线路保护装置收到闭锁信号后闭锁差动保护，直到闭锁信号返回后重新开放差动保护，避免差动保护误动导致停电范围扩大。
具体的，所述多端差动保护可通过光纤、自组网或5G通信的方式交互数据，从而实现多端差动保护功能。
具体的，所述多端差动保护可确保分区内主干线故障的快速、准确切除。
具体的，所述分区内的分支线故障，由对应分支线路的过流保护或熔断器实现故障精准隔离。
具体的，所述熔断器的选择，具体方法如下：
IRN＝ηIfmax
其中，IRN为熔断器额定电流，Ifmax为该分支线路正常运行时的最大负荷电流，η为可靠性系数，η通常取值为1.1～1.2。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种配电网线路电流闭锁式不完全差动保护方法，适用于配电网系统中长距离、多分段、多分支架空线路，其特征在于，包括：
对配电网长距离、多分段、多分支架空线路进行主干线路和分支线路划分；
按照主干线路上的相邻分段断路器进行保护区域划分；
对同一分区内的主干线路和分支线路分别配置保护功能，具体配置如下：
分区内主干线路的保护装置配置多端差动保护功能，主干线路发生故障时由多端差动保护功能实现故障隔离，
分区内分支线路的保护装置配置过流保护功能，未配置保护装置的分支线路配置熔断器，分支线路发生故障时由分支线路过流保护或熔断器实现故障隔离，
分区内分支线路的保护装置同时配置故障时发闭锁信号功能，保护装置判别出分支线路发生故障时发出闭锁信号，闭锁主干线路的差动保护；
完成线路上所有保护分区内的保护功能配置。
2.根据权利要求1所述的一种配电网线路电流闭锁式不完全差动保护方法，其特征在于，所述主干线路和分支线路划分方法如下：
架空线路中级联分段断路器数量最多的线路确定为主干线路，按要求配置多端差动保护功能；
除确定的主干线路外，级联多个分段断路器的复杂长分支线路均按照主干线路的处理方式，配置多端差动保护功能，同时还需配置过流保护功能；
通过断路器连接在主干线或复杂长分支线路上的负荷、小电源构成的线路划分为分支线路，按要求配置过流保护功能或配置熔断器。
3.根据权利要求2所述的一种配电网线路电流闭锁式不完全差动保护方法，其特征在于，所述主干线路和分支线路划分方法还包括：将复杂长分支线路按照分支线路的处理方式，单独配置过流保护功能。
4.根据权利要求1所述的一种配电网线路电流闭锁式不完全差动保护方法，其特征在于，所述保护区域划分的具体方法如下：
主干线路中相邻的两个分段断路器及它们之间所有分支线的首个断路器共同构成一个保护区域。
5.根据权利要求1所述的一种配电网线路电流闭锁式不完全差动保护方法，其特征在于，所述分区内主干线路的保护装置配置多端差动保护功能，具体配置方法如下：
一般情况下，仅在分区内两分段断路器之间配置双端差动保护功能；
当分区内存在部分分支线路正常运行时负荷电流较大时，对应分支线路的出线断路器和两个分段断路器共同配置多端差动保护功能。
6.根据权利要求1所述的一种配电网线路电流闭锁式不完全差动保护方法，其特征在于，所述分支线路的保护装置配置过流保护功能，未配置保护装置的分支线路配置熔断器，具体方法如下：
对于未配置差动保护功能的分支线路，配置过流保护功能，实现该分支线路故障的隔离；
对于未配置保护装置的分支线路，根据该分支线路的负荷情况，配置相应的熔断器，用于隔离该分支线路故障。
7.根据权利要求1所述的一种配电网线路电流闭锁式不完全差动保护方法，其特征在于，所述分区内分支线路的保护装置同时配置故障时发闭锁信号功能，具体方法如下：
主干线路差动保护动作增加适当延时，确保分支线路发生故障时由分支线路的过流保护或熔断器实现分支线路的故障隔离，分支线路判出故障后立即向分区内主干线路保护装置发送闭锁信号，主干线路保护装置收到闭锁信号后闭锁差动保护，直到闭锁信号返回后重新开放差动保护，避免差动保护误动导致停电范围扩大。
8.根据权利要求4所述的一种配电网线路电流闭锁式不完全差动保护方法，其特征在于，所述多端差动保护通过光纤、自组网或5G通信的方式交互数据，从而实现多端差动保护功能。
9.根据权利要求8所述的一种配电网线路电流闭锁式不完全差动保护方法，其特征在于，所述多端差动保护功能为两端或三端差动保护。
10.根据权利要求5所述的一种配电网线路电流闭锁式不完全差动保护方法，其特征在于，所述熔断器的选择，具体方法如下：
IRN＝ηIfmax
其中，IRN为熔断器额定电流，Ifmax为该分支线路正常运行时的最大负荷电流，η为可靠性系数，所述η取值为1.1～1.2。
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