CN212210480U - 一种配电线路的故障保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种配电线路的故障保护电路，所述电路包括：10kV电源模块、配电终端模块和变压器模块，配电终端模块包括主干线回路和支线回路；变压器模块包括第一变压器和第二变压器；主干线回路包括依次串联的第一配电终端模组、第二配电终端模组、第三配电终端模组和第四配电终端模组，主干线回路通过第一配电终端模组的一端连接10kV电源模块，主干线回路通过第四配电终端模组的一端连接第二变压器；支线回路包括第五配电终端模组，第五配电终端模组的一端连接在第二配电终端模组与第三配电终端模组的串联导线上，第五配电终端模组的另一端连接第一变压器。所述电路采用光纤对等通信使得各配电终端交互故障闭锁信息，实现多级线路保护配合。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力技术领域，尤其涉及一种配电线路的故障保护电路。
背景技术
目前现有的分布式区域纵联保护技术中，先确定每个智能配电终端的保护范围，再确定与邻近的哪些智能配电终端交换信息，确保能够检测隔离出保护范围内任意点故障。但在实际配电网中，网络拓扑结构和运行方式经常改变，配电终端的保护关联域也发生相应的改变。由于10kV配电网中线路分支较多，负荷转移、消减支路频繁，网络结构容易变化，当任意一个节点的状况发生变化后，首先将变化状态上传至保护主机，由保护主机重新计算关联域，随后再将新计算的保护关联域下发至各个智能配电终端。因此，将该分布式区域纵联保护技术投入使用时，维护成本高昂，且需要运维人员具备较高的技能水平，而运维人员普遍难以胜任该项工作。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种配电线路的故障保护电路，在各级配电终端之间采用光纤对等通信模式交互故障闭锁信息，极大地减少通信量，实现高可靠性的配电网多级纵联保护配合，降低越级跳闸的风险。
为了解决上述问题，本实用新型提出了一种配电线路的故障保护电路，所述电路包括：10kV电源模块、配电终端模块和变压器模块，其中：
所述配电终端模块包括主干线回路和支线回路；
所述变压器模块包括第一变压器和第二变压器；
所述主干线回路包括依次串联的第一配电终端模组、第二配电终端模组、第三配电终端模组和第四配电终端模组，所述主干线回路通过所述第一配电终端模组的一端与所述10kV电源模块相连接，所述主干线回路通过所述第四配电终端模组的一端与所述第二变压器相连接；
所述支线回路包括第五配电终端模组，所述第五配电终端模组的一端连接在所述第二配电终端模组与所述第三配电终端模组的串联导线上，所述第五配电终端模组的另一端与所述第一变压器相连接。
可选的，所述第一配电终端模组包括第一配电终端和第一开关，所述第一配电终端与所述第一开关连接；
所述第二配电终端模组包括第二配电终端和第二开关，所述第二配电终端与所述第二开关连接；
所述第三配电终端模组包括第三配电终端和第三开关，所述第三配电终端与所述第三开关连接；
所述第四配电终端模组包括第四配电终端和第四开关，所述第四配电终端与所述第四开关连接；
所述第五配电终端模组包括第五配电终端和第五开关，所述第五配电终端与所述第五开关连接。
可选的，所述第一配电终端、所述第二配电终端、所述第三配电终端、所述第四配电终端和所述第五配电终端之间通过光纤网络通信连接。
可选的，所述第一配电终端、所述第二配电终端、所述第三配电终端、所述第四配电终端和所述第五配电终端均内置蓄电池。
可选的，所述第一配电终端、所述第二配电终端、所述第三配电终端、所述第四配电终端和所述第五配电终端的内部均包含故障检测电路。
在本实用新型实施例中，基于配电线路发生故障的情况下，各级配电终端对故障进行独立检测，再采用光纤对等通信模式交互故障闭锁信息，各配电终端基于收集到的故障闭锁信息进行闭锁逻辑判断，自动增加起远后备作用的保护动作延时，实现故障隔离。相比于现有技术中的等待主站搜集故障信息进行故障判断再下发命令而言，保护速度较快、通信量较少，且保护结构灵活性高，实现高可靠性的多级配网延时电流保护的智能配合。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本实用新型实施例公开的配电线路的故障保护电路的原理框图；
图2是本实用新型实施例公开的配电线路的故障保护电路的示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
图1是本实用新型实施例中的配电线路的故障保护电路的原理框图。
本实用新型提供了一种配电线路的故障保护电路，所述故障保护电路包括10kV电源模块、配电终端模块和变压器模块，其中：
所述配电终端模块包括主干线回路和支线回路；所述变压器模块包括第一变压器和第二变压器；
所述主干线回路包括依次串联的第一配电终端模组、第二配电终端模组、第三配电终端模组和第四配电终端模组，所述主干线回路通过所述第一配电终端模组的一端与所述10kV电源模块相连接，所述主干线回路通过所述第四配电终端模组的一端与所述第二变压器相连接；
所述支线回路包括第五配电终端模组，所述第五配电终端模组的一端连接在所述第二配电终端模组与所述第三配电终端模组的串联导线上，所述第五配电终端模组的另一端与所述第一变压器相连接。
所述故障保护电路实现多级纵联保护功能时，存在一个前提条件：所述配电终端模块中的所述第一配电模组、所述第二配电模组、第三配电模组、所述第四配电模组和所述第五配电模组已经由配电主站整定各保护动作所对应的保护定值，且分别设定代表保护动作优先级的唯一纵联码。
实施过程中，通过所述10kV电源模块为所述故障保护电路提供稳定的输入电压，当所述变压器模块发生故障时，所述配电终端模块中的各配电模组将通过内置电路进行检测判断，输出确定执行的保护动作，各配电模组之间通过对等通讯模式交互各自的纵联码以及所述保护动作的闭锁信息，各配电模组通过闭锁逻辑判断，对应地增加被闭锁保护功能的延时，以此实现上下级保护的配合。
具体的，图2示出了本实用新型实施例中的配电线路的故障保护电路，所述第一配电终端模组包括第一配电终端和第一开关K1，所述第一配电终端与所述第一开关K1连接；所述第二配电终端模组包括第二配电终端和第二开关K2，所述第二配电终端与所述第二开关K2连接；所述第三配电终端模组包括第三配电终端和第三开关K3，所述第三配电终端与所述第三开关K3连接；所述第四配电终端模组包括第四配电终端和第四开关K4，所述第四配电终端与所述第四开关K4连接；所述第五配电终端模组包括第五配电终端和第五开关K5，所述第五配电终端与所述第五开关K5连接。
需要说明的是，所述第一配电终端控制所述第一开关K1的断开与闭合，所述第二配电终端控制所述第二开关K2的断开与闭合，所述第三配电终端控制所述第三开关K3的断开与闭合，所述第四配电终端控制所述第四开关K4的断开与闭合，所述第五配电终端控制所述第五开关K5的断开与闭合。
切除所述变压器模块中的第一变压器T1或者第二变压器T2的故障，需要所述配电终端模块中的各配电终端的配合：当某一配电终端通过闭锁逻辑判断自身的纵联码大于接收到的其它配电终端所对应的纵联码时，将控制对应的开关执行跳闸命令，同时被闭锁保护的纵联码相对较小的配电终端自动增加动作延时。
具体的，所述第一配电终端、所述第二配电终端、所述第三配电终端、所述第四配电终端和所述第五配电终端的内部均包含故障检测电路，所述故障检测电路包括电流取样单元、比较鉴别单元、处理单元、信号单元及执行单元。在所述变压器模块发生故障时，某一配电终端利用所述电流取样单元获取配电线路上的当前电流采样信号，将所述当前电流采样信号发送至所述比较鉴别单元中与上一个电流采样信号进行比较，所述比较鉴别单元基于所述当前电流采样信号异常对所述故障电流匹配对应的保护动作，并生成故障脉冲信号输入所述处理单元，此时所述处理单元将生成所述保护动作的闭锁信息，再利用所述信号单元基于对等通信模式将所述闭锁信息和纵联码发送至同一配电线路的其它配电终端。当所述某一配电终端通过所述信号单元接收到所述其它配电终端的闭锁信息和纵联码时，在所述执行单元中进行纵联码的比较，所述执行单元基于纵联码的比较结果判断是否对所述某一配电终端自动增加所述保护动作的动作延时，最后控制对应的开关执行跳闸命令。
需要说明的是，所述第一配电终端、所述第二配电终端、所述第三配电终端、所述第四配电终端和所述第五配电终端之间通过光纤相连，实现对等通信，在各配电终端之间进行纵联码和闭锁信息的交换。
需要说明的是，所述故障检测电路为现有技术，在本实用新型实施例中，对所述故障检测电路的各单元的具体电路设计不展开详细的介绍。
另外，所述第一配电终端、所述第二配电终端、所述第三配电终端、所述第四配电终端和所述第五配电终端均内置蓄电池作为后备电源。
具体实施过程中，首先说明所述第一配电终端、所述第二配电终端、所述第三配电终端、所述第四配电终端和所述第五配电终端的纵联码依次从小到大进行设定，以所述第一变压器T1的低压侧发生相间短路故障为例：所述第一配电终端、所述第二配电终端和所述第五配电终端检测到故障电流且满足过流3段保护；所述第一配电终端、所述第二配电终端和所述第五配电终端分别向同一配电线路的其它配电终端发送自身的纵联码以及所述过流3段保护的闭锁信息；同一配电线路的所有配电终端对接收到的纵联码进行比较，基于所述第五配电终端的纵联码最大，判断出所述第一配电终端、所述第二配电终端、所述第三配电终端和所述第四配电终端被闭锁过流3段保护功能，执行在延时定值的基础上自动增加闭锁延时定值；达到第五配电终端的过流3段保护的延时定值时，所述第五配电终端控制所述第五开关K5执行跳闸命令，切除所述第一变压器T1的相间短路故障。
在本实用新型实施例中，基于配电线路发生故障的情况下，各级配电终端对故障进行独立检测，再采用光纤对等通信模式交互故障闭锁信息，各配电终端基于收集到的故障闭锁信息进行闭锁逻辑判断，自动增加起远后备作用的保护动作延时，实现故障隔离。相比于现有技术中的等待主站搜集故障信息进行故障判断再下发命令而言，保护速度较快、通信量较少，且保护结构灵活性高，实现高可靠性的多级配网延时电流保护的智能配合。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。
以上对本实用新型实施例所提供的一种配电线路的故障保护电路进行了详细介绍，本文中采用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (5)
1.一种配电线路的故障保护电路，其特征在于，所述电路包括：10kV电源模块、配电终端模块和变压器模块；
所述配电终端模块包括主干线回路和支线回路；
所述变压器模块包括第一变压器和第二变压器；
所述主干线回路包括依次串联的第一配电终端模组、第二配电终端模组、第三配电终端模组和第四配电终端模组，所述主干线回路通过所述第一配电终端模组的一端与所述10kV电源模块相连接，所述主干线回路通过所述第四配电终端模组的一端与所述第二变压器相连接；
所述支线回路包括第五配电终端模组，所述第五配电终端模组的一端连接在所述第二配电终端模组与所述第三配电终端模组的串联导线上，所述第五配电终端模组的另一端与所述第一变压器相连接。
2.根据权利要求1所述的配电线路的故障保护电路，其特征在于，
所述第一配电终端模组包括第一配电终端和第一开关，所述第一配电终端与所述第一开关连接；
所述第二配电终端模组包括第二配电终端和第二开关，所述第二配电终端与所述第二开关连接；
所述第三配电终端模组包括第三配电终端和第三开关，所述第三配电终端与所述第三开关连接；
所述第四配电终端模组包括第四配电终端和第四开关，所述第四配电终端与所述第四开关连接；
所述第五配电终端模组包括第五配电终端和第五开关，所述第五配电终端与所述第五开关连接。
3.根据权利要求2所述的配电线路的故障保护电路，其特征在于，所述第一配电终端、所述第二配电终端、所述第三配电终端、所述第四配电终端和所述第五配电终端之间通过光纤进行连接。
4.根据权利要求3所述的配电线路的故障保护电路，其特征在于，所述第一配电终端、所述第二配电终端、所述第三配电终端、所述第四配电终端和所述第五配电终端均内置蓄电池。
5.根据权利要求4所述的配电线路的故障保护电路，其特征在于，所述第一配电终端、所述第二配电终端、所述第三配电终端、所述第四配电终端和所述第五配电终端的内部均包含故障检测电路。
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