CN219164244U - 电网保护电路及发电机组 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电网保护电路及发电机组，该电网保护电路中：发电机产生三相电，并通过三相输出端输出，每相输出端电连接有一相断路器；每相断路器与电网的输入端电连接；电网的输出端与断路器群之间通过电连接线与电网母线保护装置电连接；每相断路器还与电网母线保护装置的电连接；对于发电机的又一端，发电机、电压互感器、电流互感器依次电连接，电流互感器与发变组非电量保护装置电连接；发电机又一端与发电机电气量保护装置电连接，发电机电气量保护装置与发变组非电量保护装置电连接；发变组非电量保护装置与电网母线保护装置电连接。由本申请实施例可知，本申请技术方案提高了发电机组所包括的全部设备的安全性。

Description

电网保护电路及发电机组

技术领域

本申请涉及发电设备技术领域，尤其涉及一种电网保护电路及发电机组。

背景技术

发电机机组的工作过程一般为发电机发电，然后通过电线输送给电网，电网再将电分配给不同的被供电设备。无论是发电机发电，还是电的输送，在每个过程中，都需要保证发电机，电网及其它相关设备的安全性。

目前一般通过检测发电机的三相输出是否与电网母线的三相电线输入连接，以判断发电机组是否安全。显然这种判断方法只能判断出发电机与母线的之间的连接情况，不能完全保证发电机与电网母线之间的安全性，更不能确保整个发电机组的安全性。

实用新型内容

本申请提供一种电网保护电路及发电机组，用以解决现有技术中发电机组安全性低的问题。

第一方面，本申请提供一种电网保护电路，该电网保护电路包括：发电机、电压互感器、电流互感器、第一断路器、第二断路器、第三断路器、断路器群、被供电设备群、电网母线保护装置、发电机电气量保护装置、发变组非电量保护装置及电流表；

发电机用于产生三相电，三相电通过发电机的第一端输出，第一端包括三相输出端，分别为A相输出端、B相输出端和C相输出端，A相输出端与第一断路器的第一端电连接、B相输出端与第二断路器的第一端电连接，C相输出端与第三断路器的第一端电连接，第一断路器、第二断路器、第三断路器的第二端与发变组非电量保护装置的第二端电连接；

第一断路器、第二断路器、第三断路器的第三端分别与电网的三相母线输入端电连接；电网的每一相输出端电连接断路器群中的一个断路器的一端，断路器群中的每一个断路器的另一端与被供电设备电连接；

电网母线的三相输入端分别与电网母线保护装置的第一端电连接；

第一断路器、第二断路器、第三断路器的第三端还与电网母线保护装置的第三端电连接；

发电机的第二端与电压互感器的一端电连接、电压互感器的另一端与电流互感器的一端电连接，电流互感器的另一端与发变组非电量保护装置的第一端电连接；

发电机的第三端与发变组非电量保护装置的第三端电连接；

发电机的第四端与发电机电气量保护装置的一端电连接，发电机电气量保护装置的另一端与发变组非电量保护装置的第四端电连接；

发变组非电量保护装置的第五端与电网母线保护装置的第二端电连接；

所述电网保护电路还包括电流表，所述电流表的第一端与所述发电机的第三端连接，所述电流表的第二端与所述发变组非电量保护装置的第三端连接，用于测量所述发电机的三相电流，并将测量的电流值发送给所述发变组非电量保护装置。

可选地，电网保护电路还包括第一报警装置，第一报警装置与发变组非电量保护装置的第六端电连接，用于当发变组非电量保护装置产生保护动作时，产生报警。

可选地，第一报警装置为第一报警灯。

可选地，第一报警装置为第一音频发生器。

可选地，第一报警装置为第一显示器，第一显示器用于通过文字显示的方式产生报警。

可选地，电网保护电路还包括第二报警装置，第二报警装置的第一端与电流表的第三端电连接，用于接收电流表反馈的电流值，并当反馈的电流值大于第一预设值时，产生报警。

可选地，第二报警装置包括第二报警灯、第二音频发声器和第二显示器中的至少一种。

可选地，电网保护电路还包括电流表，电流表的第一端与发电机的第三端电连接，电流表的第二端与发变组非电量保护装置的第三端电连接，用于测量发电机的三相电流，并将测量的电流值发送给发变组非电量保护装置。

第二方面，本申请提供一种发电机组，该发电机组包括如上述第一方面任意一项所描述的电网保护电路。

由上述内容可知，本申请实施例通过电网保护装置接收是否非全相检测结果、发电机运行状态、及发电机电气量保护装置是否产生保护动作，从而根据这些检测结果来确定是否通过电网母线保护装置执行对整个电网设备的保护；相较于现有技术中通过检测发电机的三相输出是否与电网母线的三相电线连接，仅能保护发电机与电网之间的安全性；本申请实施例提供的技术方案通过使用多个检测结果后，可以实现对整个发电机组所包括的全部设备的安全性进行保护，提高整个发电机组设备的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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他的附图。

图1为本申请一实施例提供的一种电网保护电路的结构示意图；

图2为本申请另一实施例提供的一种电网保护电路的结构示意图；

图3为本申请又一实施例提供的一种电网保护电路的结构示意图。

图中：第一断路器1、第二断路器2、第三断路器3、电流表5、第一报警装置6、发电机100、电压互感器200、电流互感器300、发变组非电量保护装置500、发电机电气量保护装置600、断路器群700、电网母线保护装置800、供电设备群900。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，也属于本申请保护的范围。

图1是根据本申请实施例示出的一种电网保护电路。如图1所示，该电网保护电路包括：发电机100、电压互感器200、电流互感器300、第一断路器1、第二断路器2、第三断路器3、断路器群700、被供电设备群900、电网母线保护装置800、发电机电气量保护装置600、发变组非电量保护装置500及电流表5。

其中，发电机100用于产生三相电，三相电通过发电机100的第一端输出，第一端包括三相输出端，分别为A相输出端、B相输出端和C相输出端，A相输出端与第一断路器1的第一端电连接、B相输出端与第二断路器2的第一端电连接，C相输出端与第三断路器3的第一端电连接，第一断路器1、第二断路器2、第三断路器3的第二端与发变组非电量保护装置500的第二端电连接。

第一断路器1、第二断路器2、第三断路器3的第三端分别与电网的三相母线输入端电连接；电网的每一相输出端电连接断路器群700中的一个断路器的一端，断路器群700中的每一个断路器的另一端与被供电设备电连接。

电网母线的三相输入端分别与电网母线保护装置800的第一端电连接。

第一断路器1、第二断路器2、第三断路器3的第三端还与电网母线保护装置800的第三端电连接。

发电机100的第二端与电压互感器200的一端电连接、电压互感器200的另一端与电流互感器300的一端电连接，电流互感器300的另一端与发变组非电量保护装置500的第一端电连接。

发电机100的第三端与发变组非电量保护装置500的第三端电连接。

发电机100的第四端与发电机电气量保护装置600的一端电连接，发电机电气量保护装置600的另一端与发变组非电量保护装置500的第四端电连接。

发变组非电量保护装置500的第五端与电网母线保护装置800的第二端电连接。

电流表5的第一端与发电机100的第三端电连接，电流表5的第二端与发变组非电量保护装置500的第三端电连接。

上述提及的各电器设备之间的电连接，包括了一次设备之间的连接，也包括一次设备与二次设备之间的连接。其中，一次设备之间通过高压电缆连接，一次设备与二次设备之间通过二次电缆连接。

在本请中，发电机100、第一断路器1、第二断路器2、第三断路器3、断路器群700、被供电设备群900、电网为一次设备，也即它们之间的连接为高压电缆，高压电缆一般包括铜排、钢心铝绞线等，在使用时可以根据实际情况选择对应的高压电缆进行连接。

在本申请中，电压互感器200、电流互感器300、电网母线保护装置800、发电机电气量保护装置600、发变组非电量保护装置500及电流表5为二次设备，也即其与一次设备之间通过二次电缆连接。二次电缆一般较细，用于弱电输送。

进一步地，各电器设备设置有对应的电连接端子，并通过电连接端子实现电连接。

另外，还需要说明的是，在一次设备及一次设备之间输送的是高压电，如果需要将一次设备的电输送到二次设备时，均需要通过电压互感器和电流互感器对一次设备的电压进行降压，然后才能送到二次设备。为了描述方便，本申请中的相关描述及附图只示出了部分电压互感器和电流互感器。

进一步地，上述提及的一端、另一端、第一端、第二端、第三端等即为所述电连接端子。

当然电连接端子的数量根据其需要进行确定，电连接端子的数量大于或等于需要进行电连接的数量。

使用时，首先通过发电机100发电，一般为三相电，即A相、B相和C相。这三相电通过发电机100的第一端输出，也即发电机100的第一端需要包括三相电输出端，分别为A相输出端、B相输出端和C相输出端。其中，A相输出端通过第一断路器1将A相电输送给电网的A相输入端；B相输出端通过第二断路器2将B相电输送给电网的B相输入端，C相输出端通过第三断路器3将C相电输送给电网的C相输入端，电网再通过断路器群700将电输送给不同的被供电设备群900，实现供电需求。

在发电机100为被供电设备群900供电的过程中，第一断路器1、第二断路器2、第三断路器3中的分接点和合接点确定发电机100输出的三相是否均与电网输入端电连接，并将连接结果通过开关量的形式发送给发变组非电量保护装置500，发变组非电量保护装置500记录该开关量，记为第一开关量。

其中，开关量可以包括1和0，其中，1表示第一断路器1、第二断路器2、第三断路器3的三相均与电网输入端电连接，0表示第一断路器1、第二断路器2、第三断路器3的三相中存在至少一个不与电网输入端电连接的情况。

进一步地，开关量1和0可以通过开关电路实现，当开关电路导通时，确定开关量为1，当开关电路断开时，开关量为0。

进一步地，在发电机100为被供电设备群900供电的过程中，电压互感器200为发电机100从其第二端输出的电进行降压，然后再经过电流互感器300进行降低电流，通过低电流为发变组非电量保护装置500供电，这样工作人员在操作发变组非电量保护装置500时，也不会接触到高压电，保障了工作人员的安全性。

进一步地，电流互感器300通过电缆将发电机100发的电输送给发变组非电量保护装置500，发变组非电量保护装置500检测电流的相电流值，当相电流值低于正常电流值的预设值时，比如，低于正常值的20％时，确定该对应的断路器断开。

示例性地，发变组非电量保护装置500检测到A相电流的电流值为5A，B相电流的电流值为0.2A，C相电流的电流值为5A，则确定A相或B电流为正常电流，B相对应的断路器断开，也即第二断路器断开。

因此，当发变组非电量保护装置500检测到存在断开的断路器时，生成一个开关量，并将该记为第二开关量。

其中，第二开关量的实现方法与第一开关量类似，在此不做赘述。

进一步地，在发电机100为被供电设备群900供电的过程中，发变组非电量保护装置500实时检测发电机100是否处于运行状态，并记录运行状态。

在本申请实施例中，结合发电机100机端的电流互感器和电流表5检测发电机是否处于运行状态。发电机100机端电流互感器和电流表5共同配合，用于测量发电机100的三相电流的电流值的大小，并将测量的电流值发送给发变组非电量保护装置500，从而使得发变组非电量保护装置500根据接收的发电机100的电流值的大小确定发电机100是否处于运行状态。

由于发电机100机端电流互感器和电流表5检测到的电流可能是其附近的某一设备的感应电流，因此，一般当电流表5检测到的三相电流中每一相电流均大于预设值时，才确定发电机100处于工作状态，否则，处于非工作状态。

此处提及的电流互感器(图中未示出)用于降低电流，以便电流表5可以检测电流。

预设值可以为额定电流的10％，当然也可以根据实际情况设置为其它值，本申请实施例对此不做限制。

示例性地，额定电流为3.96A，则预设值为0.396A。

发变组非电量保护装置500根据检测结果确定一个开关量，记为第三开关量。比如，检测到三相电流均大于预设值时，确定一个开关量1，存在一相电流小于预设值时，确定一个开关量0。

其中，第三开关量的实现方法与第一开关量类似，在此不做赘述。

发电机100机端电流互感器和电流表可以精确的检测到发电机100的产生的电流，因此可以通过发电机100机端电流互感器和电流表5的测量值精确判断发电机100是否处于运行状态。

进一步地，在发电机100为电网供电的过程中，还通过发电机电气量保护装置600检测发电机100的电气量是否符合要求，并生成对应的开关量，记为第四开关量，并将第四开关量发送给发变组非电量保护装置500。

其中，第四开关量的实现方法与第一开关量类似，在此不做赘述。

其中，电气量可以为电流、电压、频率、阻抗等。

进一步地，在本申请中，电气量可以为电流，当发电机100的电流大于预设值时，电流过大存在危险，则电流不符合要求，发电机电气量保护装置600发生跳闸，产生开关量1，当电流的大小符合要求时，发电机电气量保护装置600不发生跳闸，产生开关量0。

当发变组非电量保护装置500接收到各开关量时，通过各开关量确定一个新的开关量，第五开关量。第五开关量用于是否需要启动电网保护操作，当需要启动电网保护操作时，第五开关量为1，当不需要启动电网保护操作时，第五开关量为0。

进一步，可以设置第一开关量为0，第二开关量为0，第三开关量为0，第四开关量为1时，发变组非电量保护装置500生成第五开关量1，否则为0。

其中，第五开关量的实现方法与第一开关量类似，在此不做赘述。

进一步地，发变组非电量保护装置500将该第五开关量发送给电网母线保护装置800。电网母线保护装置800结合电网母线的三相电流确定是否启动电网母线保护操作。

进一步地，电网母线保护装置800根据第五开关量和电网母线的电流生成第六开关量，当第六开关量为1时，执行电网母线保护操作，当第六开关量为0时，不执行电网母线保护操作。

进一步地，第六开关量为1可以为当电网母线的三相电流中存在某一相电流的电流值小于预设值，且第五开关量为1，否则第六开关量为0。

进一步地，该电网母线保护操作可以为断开第一断路器1、第二断路器2、第三断路器3，以停止为电网供电。

进一步地，该保护操作根据设定时间立即断开断路器群700内包括的所有断路器与其对应的被供电设备之间的电连接，也即停止为供电设备供电，该操作还可以包括停止发电机100发电，以保护整个供电机组包括的所有供电设备的安全性。

在电力系统中，不允许长时间处于非全相运行状态。非全相运行会产生较大的负序及零序电流，负序电流流过发电机，引起附加损耗，阻尼环严重过热；而非全相运行引起的三相电流不平衡，会使发电机、变压器个别绕组通过的电流较大，引起过热甚至烧毁电机等现象。因此需要在设定时间内断开断路器，设定时间一般较短，比如，2秒。

本申请实施例通过发变组非电量保护装置接收是否非全相检测结果、发电机运行状态及发电机电气量保护装置是否产生保护动作，从而根据这些检测结果来确定是否通过电网母线保护装置执行对整个电网设备的保护；相较于现有技术中通过检测发电机的三相输出是否与电网母线的三相电线连接，仅能保护发电机与电网之间的安全性；本申请实施例提供的技术方案通过使用多个检测结果后，可以实现对整个发电机组所包括的全部设备的安全性进行保护，提高整个发电机组设备的安全性。

可选地，参见图2，发变组非电量保护装置500为PSC974保护装置，发电机电气量保护装置600为985B保护装置。

可选地，参见图3，电网保护电路还包括第一报警装置6，第一报警装置6与发变组非电量保护装置500的第六端电连接，用于当发变组非电量保护装置500产生保护动作时，产生报警。

产生报警后可以提醒工作人员发电机组出现问题，以便尽早维修或执行其它操作。

可选地，第一报警装置6为第一报警灯。

当第一报警装置为报警灯时，通过亮灯或闪烁等方法作出报警。

可选地，第一报警装置6为第一音频发生器。

当第一报警装置6为音频发生器时，通过语音播报的方法进行提醒，比如，播报的语音可以为“电网已停止工作”，当然还可以为其它类似内容，本申请实施例对此不做限制。

可选地，第一报警装置6为第一显示器，第一显示器用于通过文字显示的方式产生报警。

可选地，电网保护电路还包括第二报警装置，第二报警装置的第一端与电流表5的第三端电连接，用于接收电流表5反馈的电流值，并当反馈的电流值大于第一预设值时，产生报警。

可选地，第二报警装置包括第二报警灯、第二音频发声器和第二显示器中的至少一种。

其中，第二报警灯、第二音频发声器和第二显示器的作用与上述第一报警灯、第一音频发声器和第一显示器的作用类似，在此不做赘述。

本申请实施例还提供一种发电机组，该发电机组包括上述实施例示出的任意一项的电网保护电路。

由上述内容可知，本申请实施例提供的发电机组包括上述实施例示出的任意一项的电网保护电路，因此也包括发变组非电量保护装置，通过发变组非电量保护装置接收是否非全相检测结果、发电机运行状态、及发电机电气量保护装置是否产生保护动作，从而根据这些检测结果来确定是否通过电网母线保护装置执行对整个电网设备的保护；相较于现有技术中通过检测发电机的三相输出是否与电网母线的三相电线连接，仅能保护发电机与电网之间的安全性；本申请实施例提供的技术方案通过使用多个检测结果后，可以实现对整个发电机组所包括的全部设备的安全性进行保护，提高整个发电机组设备的安全性。

最后应说明的是，本申请技术方案中没有描述的内容均可以使用现有技术实现。另外，以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种电网保护电路，其特征在于，所述电网保护电路包括：发电机、电压互感器、电流互感器、第一断路器、第二断路器、第三断路器、断路器群、被供电设备群、电网母线保护装置、发电机电气量保护装置、发变组非电量保护装置及电流表；

所述发电机用于产生三相电，所述三相电通过发电机的第一端输出，所述第一端包括三相输出端，分别为A相输出端、B相输出端和C相输出端，所述A相输出端与所述第一断路器的第一端电连接、所述B相输出端与所述第二断路器的第一端电连接，所述C相输出端与所述第三断路器的第一端电连接，所述第一断路器、第二断路器、第三断路器的第二端与所述发变组非电量保护装置电连接；

所述第一断路器、第二断路器、第三断路器的第三端分别与所述电网的三相母线输入端电连接；所述电网的每一相输出端电连接所述断路器群中的一个断路器的一端，所述断路器群中的每一个断路器的另一端与被供电设备电连接；

电网母线的三相输入端分别与电网母线保护装置(800)的第一端电连接；

第一断路器、第二断路器、第三断路器的第三端还与电网母线保护装置的第三端电连接；

所述发电机的第二端与所述电压互感器的一端电连接、所述电压互感器的另一端与电流互感器的一端电连接，所述电流互感器的另一端与所述发变组非电量保护装置的第一端电连接；

所述发电机的第三端与所述发变组非电量保护装置的第三端电连接；

所述发电机的第四端与所述发电机电气量保护装置的一端电连接，所述发电机电气量保护装置的另一端与所述发变组非电量保护装置的第四端电连接；

所述发变组非电量保护装置的第五端与所述电网母线保护装置的第二端电连接；

所述电网保护电路还包括电流表，所述电流表的第一端与所述发电机的第三端连接，所述电流表的第二端与所述发变组非电量保护装置的第三端连接，用于测量所述发电机的三相电流，并将测量的电流值发送给所述发变组非电量保护装置。

2.根据权利要求1所述的电网保护电路，其特征在于，所述电网保护电路还包括第一报警装置，所述第一报警装置与所述发变组非电量保护装置的第六端电连接，用于当所述发变组非电量保护装置产生保护动作时，产生报警。

3.根据权利要求2所述的电网保护电路，其特征在于，所述第一报警装置为第一报警灯。

4.根据权利要求2所述的电网保护电路，其特征在于，所述第一报警装置为第一音频发生器。

5.根据权利要求2所述的电网保护电路，其特征在于，所述第一报警装置为第一显示器，所述第一显示器用于通过文字显示的方式产生报警。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的电网保护电路，其特征在于，所述电网保护电路还包括第二报警装置，所述第二报警装置的第一端与所述电流表的第三端连接，用于接收所述电流表反馈的电流值，并当所述反馈的电流值大于第一预设值时，产生报警。

7.根据权利要求6所述的电网保护电路，其特征在于，所述第二报警装置包括第二报警灯、第二音频发声器和第二显示器中的至少一种。

8.一种发电机组，其特征在于，所述发电机组包括如权利要求1-7任意一项所述的电网保护电路。

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