CN203135427U - 变电站母差保护系统 - Google Patents

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CN 201320159592
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Inventor
宋杰
鲍伟
沈冰
陈建民
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State Grid Corp of China SGCC
Shanghai Municipal Electric Power Co
East China Power Test and Research Institute Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
Shanghai Municipal Electric Power Co
East China Power Test and Research Institute Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及母差保护系统，变电站母差保护系统，包括一母差保护器，母差保护器包括断路器、智能控制单元、电子式互感器、合并单元、处理器模块，智能控制单元的一端连接断路器，另一端通过光纤以太网连接处理器模块；电子式互感器的输出端通过光纤以太网连接合并单元，合并单元通过光纤以太网连接处理器模块。本实用新型结构简单、成本低。

Description

变电站母差保护系统
技术领域
本实用新型涉及电力电网技术领域，尤其涉及母差保护系统。
背景技术
近年来，随着IEC61850标准的推行和应用，以及通信与网络技术的发展，推动了智能变电站站控层、间隔层和过程层信息流的网络报文技术以及智能化变电站配置描述语言(Substation Configuration Description Language，SCL)的出现和运用。智能变电站改变了传统变电站的结构组成、运行方式和维护手段，常规变电站的测试方法和调试手段虽已十分成熟，但不能很好地解决智能变电站新出现的问题，尤其是IEC61850标准对智能电子设备(IntelligentElectronic Device，IED)的互操作性和互换性提出了很高的要求，要求不同供货商提供的IED能够实现“即插即用”。因此，研究和开发适应IEC61850标准环境下的智能变电站测试方法和平台有着重要的理论意义和实用价值。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种变电站母差保护系统，以解决上述技术问题。
本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
变电站母差保护系统，包括一母差保护器，所述母差保护器包括断路器、智能控制单元、合并单元、电子式互感器、处理器模块，其特征在于，所述智能控制单元的一端连接断路器，另一端通过光纤以太网连接处理器模块；
电子式互感器的输出端通过光纤以太网连接合并单元，合并单元通过光纤以太网连接处理器模块。本实用新型结构简单、成本低。
所述电子式互感器优选光电式互感器。
为了防止区外故障时电流互感器饱和造成保护误动作，所述母差保护器还设有电流互感器饱和判别元件。为了防止出口继电器抖动、误碰中间继电器、运行人员误操作等因素而造成误跳断路器，所述母差保护器还设有一复压闭锁元件，所述复压闭锁元件连接所述处理器模块。
所述处理器模块包括一动微处理器单元、一保护微处理器单元，所述动微处理器单元连接所述电子式互感器、所述合并单元，所述保护微处理器单元连接所述合并单元。
附图说明
图1为本实用新型的部分电路框图；
图2为智能变电站新型母差保护逻辑框图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。
参照图1，变电站母差保护系统，包括一母差保护器，母差保护器包括断路器、智能控制单元、电子式互感器、合并单元、处理器模块，智能控制单元的一端连接断路器，另一端通过光纤以太网连接处理器模块；电子式互感器的输出端通过光纤以太网连接合并单元，合并单元通过光纤以太网连接处理器模块。
在母线上连接的每条进线和出线断路器的智能控制单元上设置方向判别功能，母线保护装置通过接受各智能控制单元上传的GOOSE信息来判别区内和区外故障。当母线发生区内故障时，则所有进线或出线的断路器的智能控制单元均判为正方向或无故障(弱馈侧)，此时母线保护判为区内故障，进入小差判别程序；当母线发生区外故障时，则至少有一条进线或出线断路器的智能控制单元判为反向故障，母线保护接收GOOSE信息判为母线区外故障。
传统母差保护包括启动元件和比率制动元件，启动元件按躲过稳态运行时最大不平衡电流进行整定：
Id＝Krel(K1+K2+K3)Ie
(2-1)
比率制动元件按躲过区外故障时最大不平衡电流进行整定：
Ir＝(K1+K2+K3)Iunbk.max
(2-2)
式中：Id---差动启动电流；
Krel---可靠系数；
K1----CT的相对误差；
K2----二次系统的交流电缆传输及调整误差；
K3----CT暂态特性不同引起的误差；
Ie-----稳态运行时系统的额定电流；
Ir-----比率制动电流；
Iunbk.max--区外故障时最大不平衡电流。
本实用新型由于采用光电式互感器，不需考虑CT饱和等问题，处理器模块和智能控制单元及GOOSE信息流的应用，防止母差保护误动作的复压闭锁元件也无需进行考虑，简化了母差保护的逻辑，如图2所示。
智能变电站中用光缆代替了传统的二次电缆，传统变电站中采样环节产生的调整误差就不复存在，而且光电互感器的暂态特性稳定，不存在因暂态特性不同引起的误差，因此智能变电站中母差保护的启动元件和比率制动元件按以下原则进行整定：
启动元件：
Id＝KrelK1Ie
比率制动元件：
Ir＝K1Iunbk.max
基于智能变电站的新型母差保护原理大大简化了保护逻辑，提高了母差保护的灵敏度和可靠性。
为了防止区外故障时电流互感器饱和造成保护误动作，母差保护器还设有电流互感器饱和判别元件。为了防止出口继电器抖动、误碰中间继电器、运行人员误操作等因素而造成误跳断路器，母差保护器还设有一复压闭锁元件，复压闭锁元件连接处理器模块。
处理器模块包括一动微处理器单元、一保护微处理器单元，动微处理器单元连接电子式互感器、合并单元，保护微处理器单元连接合并单元。
动微处理器单元、保护微处理器单元共同连接一双口RAM存储模块和CPLD模块，CPLD模块连接一用于接收外部开关量输入的光电耦合模块。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.变电站母差保护系统，包括一母差保护器，所述母差保护器包括断路器、智能控制单元、合并单元、电子式互感器、处理器模块，其特征在于，所述智能控制单元的一端连接断路器，另一端通过光纤以太网连接处理器模块；
电子式互感器的输出端通过光纤以太网连接合并单元，合并单元通过光纤以太网连接处理器模块。
2.根据权利要求1所述的变电站母差保护系统，其特征在于，所述电子式互感器优选光电式互感器。
3.根据权利要求1所述的变电站母差保护系统，其特征在于，所述母差保护器还设有一复压闭锁元件，所述复压闭锁元件连接所述处理器模块。
4.根据权利要求1所述的变电站母差保护系统，其特征在于，所述处理器模块包括一动微处理器单元、一保护微处理器单元，所述动微处理器单元连接所述电子式互感器、所述合并单元，所述保护微处理器单元连接所述合并单元。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105470931A (zh) * 2015-12-25 2016-04-06 国家电网公司 一种不受母线数据不同步影响的母线差动保护方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105470931A (zh) * 2015-12-25 2016-04-06 国家电网公司 一种不受母线数据不同步影响的母线差动保护方法
CN105470931B (zh) * 2015-12-25 2017-12-26 国家电网公司 一种不受母线数据不同步影响的母线差动保护方法

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