本發(fā)明涉及一種保護(hù)系統(tǒng)，尤其是一種集成化配電網(wǎng)站所繼電保護(hù)系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

為可靠有選擇切除故障，配電網(wǎng)站所通常配置多臺(tái)繼電保護(hù)裝置，典型配置如圖1所示，其中，在進(jìn)線5上設(shè)置進(jìn)線開(kāi)關(guān)1以及進(jìn)線電流互感器4，所述進(jìn)線開(kāi)關(guān)1、進(jìn)線電流互感器4均與進(jìn)線保護(hù)裝置6連接；母線7與進(jìn)線5連接，進(jìn)線5上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)出線8，在每個(gè)出線8上均設(shè)置出線開(kāi)關(guān)2以及出線電流互感器3，所述出線開(kāi)關(guān)2、出線電流互感器3與對(duì)應(yīng)出線8的出線保護(hù)裝置9連接，出線保護(hù)裝置9的數(shù)量與連接在母線7上的出線8的數(shù)量相一致，通過(guò)出線保護(hù)裝置9與出線開(kāi)關(guān)2能實(shí)現(xiàn)一一對(duì)應(yīng)的連接配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)出線開(kāi)關(guān)2工作狀態(tài)的控制。

具體工作時(shí)，為確保繼電保護(hù)動(dòng)作的選擇性，上述出線保護(hù)裝置9、進(jìn)線保護(hù)裝置6的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間應(yīng)按級(jí)差配置，出線保護(hù)裝置9的(負(fù)荷側(cè))動(dòng)作時(shí)間最短，進(jìn)線保護(hù)裝置6的(電源側(cè))動(dòng)作時(shí)間最長(zhǎng)。這樣若出線側(cè)發(fā)送故障，則可以使得出線9上的出線開(kāi)關(guān)2跳開(kāi)，防止進(jìn)線開(kāi)關(guān)1的跳閘造成事故擴(kuò)大。

若按照上述要求進(jìn)行保護(hù)整定，假設(shè)出線保護(hù)裝置9的動(dòng)作時(shí)間整定為t_f，則進(jìn)線保護(hù)裝置6的動(dòng)作時(shí)間整定為t_f+Δt，其中Δt為級(jí)差，對(duì)于微機(jī)型繼電保護(hù)裝置規(guī)程推薦取0.3秒。假設(shè)出線保護(hù)0秒動(dòng)作，按照級(jí)差配置，進(jìn)線保護(hù)至少0.3秒動(dòng)作，這樣會(huì)造成站所內(nèi)部設(shè)備故障后主保護(hù)(即進(jìn)線保護(hù)裝置)動(dòng)作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，既不利于快速切除故障，也增加了與主電網(wǎng)繼電保護(hù)整定配合的難度，造成整定困難。

此外，由于配電站所每個(gè)間隔均需配置繼電保護(hù)裝置，設(shè)備數(shù)量多，占用空間大，不利于配電網(wǎng)站所進(jìn)一步縮小占地面積。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種集成化配電網(wǎng)站所繼電保護(hù)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)緊湊，能有效節(jié)約占地面積，并能快速切除故障，防止事故擴(kuò)大，提高保護(hù)的靈敏度，安全可靠。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述集成化配電網(wǎng)站所繼電保護(hù)系統(tǒng)，包括配電站所，所述配電站所包括進(jìn)線、與所述進(jìn)線連接的母線以及若干連接在母線上的出線；所述進(jìn)線上設(shè)置進(jìn)線電流互感器以及進(jìn)線開(kāi)關(guān)，所述每條出線上均安裝有出線電流互感器以及出線開(kāi)關(guān)；

所述進(jìn)線電流互感器、出線電流互感器均與集成站所保護(hù)裝置連接，所述集成站所保護(hù)裝置與進(jìn)線開(kāi)關(guān)、出線開(kāi)關(guān)連接；

集成站所保護(hù)裝置根據(jù)出線電流電流互感器采集的出線電流確定對(duì)應(yīng)的出 線線路故障時(shí)，集成站所保護(hù)裝置立即控制對(duì)應(yīng)的出線開(kāi)關(guān)處于跳開(kāi)狀態(tài)，以進(jìn)行所需的出線故障保護(hù)；

集成站所保護(hù)裝置對(duì)母線采用差動(dòng)保護(hù)，集成站所保護(hù)裝置根據(jù)進(jìn)線電流互感器采集的進(jìn)線電流以及出線電流互感器采集的出線電流確定配電站所的母線故障時(shí)，集成站所保護(hù)裝置立即控制進(jìn)線開(kāi)關(guān)以及所有的出線開(kāi)關(guān)均處于跳開(kāi)狀態(tài)，以進(jìn)行所需的母線故障保護(hù)。

所述集成站所保護(hù)裝置根據(jù)進(jìn)線電流互感器采集的進(jìn)行電流、出線電流互感器采集的出線電流確定配電站所母線故障的方法為：

其中，I_i為進(jìn)線電流，I_j為第j條出線對(duì)應(yīng)的出線電流，m為連接在母線上所有出線的總數(shù)，Iopo為差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)值；S為制動(dòng)系數(shù)。

集成站所保護(hù)裝置采用多段式出線故障過(guò)流保護(hù)方式對(duì)每條出線進(jìn)行出線故障保護(hù)，集成站所保護(hù)裝置進(jìn)行多段式出線故障過(guò)流保護(hù)的方法為：

I_j≥I_jt，zd

其中，I_j為第j條出線的出線電流，I_jt,zd為第j條出線的第t段過(guò)流保護(hù)整定值。

集成站所保護(hù)裝置控制對(duì)應(yīng)的出線開(kāi)關(guān)處于跳開(kāi)狀態(tài)，或控制出線開(kāi)關(guān)、進(jìn)線開(kāi)關(guān)均處于跳開(kāi)狀態(tài)，但對(duì)應(yīng)的出線開(kāi)關(guān)拒動(dòng)，或出線開(kāi)關(guān)、進(jìn)線開(kāi)關(guān)均拒動(dòng)時(shí)，集成站所保護(hù)裝置通過(guò)進(jìn)線電流互感器采集進(jìn)線電流I_i，若進(jìn)行電流I_i大于拒動(dòng)保護(hù)整定電流值I_izd時(shí)，則在經(jīng)過(guò)固定延時(shí)t_izd后，集成站所保護(hù)裝置控制進(jìn)線開(kāi)關(guān)處于跳開(kāi)狀態(tài)。

所述集成站所保護(hù)裝置內(nèi)設(shè)置差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)條件，所述差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)條件為：

其中，I_i為進(jìn)線電流，I_j為第j條出線對(duì)應(yīng)的出線電流，m為連接在母線上所有出線的總數(shù)，Iopo為差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)值；在進(jìn)線電流I_i、出線電流I_j滿足差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)條件時(shí)，集成站所保護(hù)裝置對(duì)母線采用差動(dòng)保護(hù)。

所述集成站所保護(hù)裝置內(nèi)設(shè)置出線保護(hù)啟動(dòng)條件，所述出線保護(hù)啟動(dòng)條件為：

其中，I_i為進(jìn)線電流，I_j為第j條出線對(duì)應(yīng)的出線電流，m為連接在母線上所有出線的總數(shù)，I_jt,zd為第j條出線的第t段過(guò)流保護(hù)整定值，I_izd為拒動(dòng)保護(hù)整定電流值I_izd；

在進(jìn)線電流I_i、出線電流I_j滿足出線保護(hù)啟動(dòng)條件時(shí)，集成站所保護(hù)裝置通 過(guò)出線電流電流互感器采集的出線電流確定對(duì)應(yīng)的出線線路故障時(shí)，集成站所保護(hù)裝置立即控制對(duì)應(yīng)的出線開(kāi)關(guān)處于跳開(kāi)狀態(tài)，以進(jìn)行所需的出線故障保護(hù)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)將進(jìn)線電流互感器、進(jìn)線開(kāi)關(guān)、所有的出線電流互感器以及所有的出線開(kāi)關(guān)全部與集成站所保護(hù)裝置連接，通過(guò)集成站所保護(hù)裝置控制進(jìn)線開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及出線開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)所需的出線故障保護(hù)以及母線故障保護(hù)，從而能夠有效節(jié)約占地面積，同時(shí)也能降低與主電網(wǎng)保護(hù)整定配合的難度，降低成本，有效防止事故擴(kuò)大，提高保護(hù)的靈敏度，安全可靠。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有配電站所保護(hù)的示意圖。

圖2為本發(fā)明配電站所保護(hù)的示意圖。

圖3為本發(fā)明集成站所保護(hù)裝置的邏輯框圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1-進(jìn)線開(kāi)關(guān)、2-出線開(kāi)關(guān)、3-出線電流互感器、4-進(jìn)線電流互感器、5-進(jìn)線、6-進(jìn)行保護(hù)裝置、7-母線、8-出線、9-出線保護(hù)裝置、10-集成站所保護(hù)裝置、11-第一或門(mén)、12-第二或門(mén)、13-第一與門(mén)、14-第二與門(mén)、15-第三與門(mén)以及16-計(jì)時(shí)器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖2所示：為了能有效節(jié)約占地面積，并能快速切除故障，防止事故擴(kuò)大，提高保護(hù)的靈敏度，本發(fā)明包括配電站所，所述配電站所包括進(jìn)線5、與所述進(jìn)線5連接的母線7以及若干連接在母線7上的出線8；所述進(jìn)線5上設(shè)置進(jìn)線電流互感器4以及進(jìn)線開(kāi)關(guān)1，所述每條出線8上均安裝有出線電流互感器3以及出線開(kāi)關(guān)2；

所述進(jìn)線電流互感器4、出線電流互感器3均與集成站所保護(hù)裝置10連接，所述集成站所保護(hù)裝置10與進(jìn)線開(kāi)關(guān)1、出線開(kāi)關(guān)2連接；

集成站所保護(hù)裝置10根據(jù)出線電流電流互感器3采集的出線電流確定對(duì)應(yīng)的出線線路故障時(shí)，集成站所保護(hù)裝置10立即控制對(duì)應(yīng)的出線開(kāi)關(guān)2處于跳開(kāi)狀態(tài)，以進(jìn)行所需的出線故障保護(hù)；

集成站所保護(hù)裝置10對(duì)母線7采用差動(dòng)保護(hù)，集成站所保護(hù)裝置10根據(jù)進(jìn)線電流互感器4采集的進(jìn)線電流以及出線電流互感器3采集的出線電流確定配電站所的母線故障時(shí)，集成站所保護(hù)裝置10立即控制進(jìn)線開(kāi)關(guān)1以及所有的出線開(kāi)關(guān)2均處于跳開(kāi)狀態(tài)，以進(jìn)行所需的母線故障保護(hù)。

具體地，母線7與進(jìn)線5的一端連接，出線8的一端均與母線7連接，通過(guò)進(jìn)線5能夠?qū)⑼獠侩娫匆?，通過(guò)進(jìn)線5、母線7以及出線8構(gòu)成供電網(wǎng)絡(luò)；通過(guò)進(jìn)線電流互感器4能夠采集進(jìn)線5上流過(guò)的進(jìn)線電流，通過(guò)出線電流互感器3能夠采集對(duì)應(yīng)出線8上流過(guò)的出線電流。通過(guò)進(jìn)線開(kāi)關(guān)1能夠?qū)崿F(xiàn)控制進(jìn)線5與母線7間的連接，通過(guò)對(duì)應(yīng)出線開(kāi)關(guān)2能夠?qū)崿F(xiàn)控制對(duì)應(yīng)出線8的供電狀態(tài)；進(jìn)線開(kāi)關(guān)1、出線開(kāi)關(guān)2一般采用繼電器，進(jìn)線開(kāi)關(guān)1處于跳開(kāi)狀態(tài)時(shí)，能切斷母線7與進(jìn)線5之間的連接，出線開(kāi)關(guān)2處于跳開(kāi)狀態(tài)時(shí)，能切斷對(duì)應(yīng) 出線8與母線7之間的連接。

本發(fā)明實(shí)施例中，對(duì)于連接在母線7上的所有出線8，集成站所保護(hù)裝置10均能進(jìn)行所需的出線故障保護(hù)，即集成站所保護(hù)裝置10通過(guò)出線電流互感器3獲取任意出線8上的出線電流，若集成站所保護(hù)裝置10根據(jù)出線電流確定對(duì)應(yīng)的出線8為出線故障時(shí)，集成站所保護(hù)裝置10立即使得對(duì)應(yīng)出線8上的出線開(kāi)關(guān)2處于跳開(kāi)狀態(tài)，達(dá)到對(duì)處于出線故障狀態(tài)的出線8保護(hù)；避免現(xiàn)有保護(hù)中保護(hù)動(dòng)作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致的問(wèn)題。

集成站所保護(hù)裝置10對(duì)于母線7采用差動(dòng)保護(hù)方式，在對(duì)母線7進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)時(shí)，集成站所保護(hù)裝置10通過(guò)進(jìn)線電流互感器4采集的進(jìn)線電流以及出線電流互感器3采集的出線電流確定配電站所的母線故障時(shí)，集成站所保護(hù)裝置10立即控制進(jìn)線開(kāi)關(guān)1以及所有的出線開(kāi)關(guān)2均處于跳開(kāi)狀態(tài)，以進(jìn)行所需的母線故障保護(hù)。

綜上，通過(guò)將進(jìn)線電流互感器4、進(jìn)線開(kāi)關(guān)1、所有的出線電流互感器3以及所有的出線開(kāi)關(guān)2全部與集成站所保護(hù)裝置10連接，通過(guò)集成站所保護(hù)裝置10控制進(jìn)線開(kāi)關(guān)1的開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及出線開(kāi)關(guān)2的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)所需的出線故障保護(hù)以及母線故障保護(hù)，從而能夠有效節(jié)約占地面積，同時(shí)也能降低與主電網(wǎng)保護(hù)整定配合的難度，適應(yīng)性好。

進(jìn)一步地，所述集成站所保護(hù)裝置10根據(jù)進(jìn)線電流互感器4采集的進(jìn)行電流、出線電流互感器3采集的出線電流確定配電站所母線故障的方法為：

其中，I_i為進(jìn)線電流，I_j為第j條出線8對(duì)應(yīng)的出線電流，m為連接在母線7上所有出線8的總數(shù)，Iopo為差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)值；S為制動(dòng)系數(shù)。

本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)進(jìn)線電流I_i、出線電流I_j滿足上述關(guān)系時(shí)，集成站所保護(hù)裝置10進(jìn)行母線故障保護(hù)，即立即使得進(jìn)線開(kāi)關(guān)1以及所有的出線開(kāi)關(guān)2均處于跳開(kāi)狀態(tài)。差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)值Iopo一般按躲過(guò)最大支路負(fù)荷電流及單相接地故障下最大的接地電流整定，制動(dòng)系數(shù)S按躲過(guò)區(qū)外故障最大不平衡電流整定，差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)值Iopo、制動(dòng)系數(shù)S具體的整定過(guò)程與具體的工作場(chǎng)合相關(guān)，具體的整定過(guò)程為本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，此處不再贅述。

為增強(qiáng)集成站所保護(hù)裝置10對(duì)母線7進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)的可靠性，在集成站所保護(hù)裝置10內(nèi)設(shè)置差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)條件，只有觸發(fā)并使得集成站所保護(hù)裝置10進(jìn)入差動(dòng)保護(hù)時(shí)，集成站所保護(hù)裝置10才對(duì)母線7進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)方式的母線故障保護(hù)。具體地，集成站所保護(hù)裝置10內(nèi)的差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)條件為：

其中，I_i為進(jìn)線電流，I_j為第j條出線8對(duì)應(yīng)的出線電流，m為連接在母線7上 所有出線8的總數(shù)，Iopo為差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)值。

進(jìn)一步地，集成站所保護(hù)裝置10采用多段式出線故障過(guò)流保護(hù)方式對(duì)每條出線8進(jìn)行出線故障保護(hù)，集成站所保護(hù)裝置10進(jìn)行多段式出線故障過(guò)流保護(hù)的方法為：

I_j≥I_jt，zd

其中，I_j為第j條出線8的出線電流，I_jt,zd為第j條出線8的第t段過(guò)流保護(hù)整定值。

本發(fā)明實(shí)施例中，集成站所保護(hù)裝置10對(duì)出線8一般進(jìn)行兩段式或三段式過(guò)流保護(hù)，即t的最大取值為2或3，為第j條出線8的第t段過(guò)流保護(hù)整定值I_jt,zd的大小以及整定過(guò)程可以根據(jù)實(shí)際使用需要進(jìn)行設(shè)定，具體整定過(guò)程為本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，此處不再贅述。

為增強(qiáng)集成站所保護(hù)裝置10對(duì)出線8進(jìn)行出線故障保護(hù)的可靠性，在集成站所保護(hù)裝置10內(nèi)設(shè)置出線保護(hù)啟動(dòng)條件，所述出線保護(hù)啟動(dòng)條件為：

其中，I_i為進(jìn)線電流，I_j為第j條出線8對(duì)應(yīng)的出線電流，m為連接在母線7上所有出線8的總數(shù)，I_jt,zd為第j條出線8的第t段過(guò)流保護(hù)整定值，I_izd為拒動(dòng)保護(hù)整定電流值I_izd；

在進(jìn)線電流I_i、出線電流I_j滿足出線保護(hù)啟動(dòng)條件時(shí)，集成站所保護(hù)裝置10通過(guò)出線電流電流互感器3采集的出線電流確定對(duì)應(yīng)的出線線路故障時(shí)，集成站所保護(hù)裝置10立即控制對(duì)應(yīng)的出線開(kāi)關(guān)2處于跳開(kāi)狀態(tài)，以進(jìn)行所需的出線故障保護(hù)。

進(jìn)一步地，集成站所保護(hù)裝置10控制對(duì)應(yīng)的出線開(kāi)關(guān)3處于跳開(kāi)狀態(tài)，或控制出線開(kāi)關(guān)3、進(jìn)線開(kāi)關(guān)1均處于跳開(kāi)狀態(tài)，但對(duì)應(yīng)的出線開(kāi)關(guān)3拒動(dòng)，或出線開(kāi)關(guān)3、進(jìn)線開(kāi)關(guān)1均拒動(dòng)時(shí)，集成站所保護(hù)裝置10通過(guò)進(jìn)線電流互感器4采集進(jìn)線電流I_i，若進(jìn)行電流I_i大于拒動(dòng)保護(hù)整定電流值I_izd時(shí)，則在經(jīng)過(guò)固定延時(shí)t_izd后，集成站所保護(hù)裝置10控制進(jìn)線開(kāi)關(guān)1處于跳開(kāi)狀態(tài)。

具體工作時(shí)，存在集成站所保護(hù)裝置10控制出線開(kāi)關(guān)3跳開(kāi)，或出線開(kāi)關(guān)3、進(jìn)線開(kāi)關(guān)1均跳開(kāi)，但可能進(jìn)線開(kāi)關(guān)1或出線開(kāi)關(guān)3依然處于閉合狀態(tài)，為了確保配電站所的供電可靠性，集成站所保護(hù)裝置10通過(guò)進(jìn)線電流互感器4采集進(jìn)線電流I_i，若進(jìn)行電流I_i大于拒動(dòng)保護(hù)整定電流值I_izd時(shí)，則在經(jīng)過(guò)固定延時(shí)t_izd后，集成站所保護(hù)裝置10控制進(jìn)線開(kāi)關(guān)1處于跳開(kāi)狀態(tài)。具體實(shí)施時(shí)，拒動(dòng)保護(hù)整定電流值I_izd應(yīng)躲過(guò)最大負(fù)荷整定，固定延時(shí)t_izd由保護(hù)動(dòng)作時(shí)間、開(kāi)關(guān)跳開(kāi)時(shí)間和必要的時(shí)間裕度構(gòu)成，固定延時(shí)t_izd可取母線7上出線最長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間外加100ms延時(shí)確定，具體的時(shí)間大小可以根據(jù)實(shí)際需要確定，具體為本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，此處不再贅述。

如圖3所示，為本發(fā)明集成站所保護(hù)裝置10的邏輯電路圖，具體包括第一或門(mén)11以及第二或門(mén)12，第一或門(mén)11的輸出端與第二與門(mén)14的一輸入端連接，第二或門(mén)12的輸出端與第三與門(mén)15的一輸入端連接，第一與門(mén)13的一輸入端、 第二與門(mén)14的另一輸入端以及第三與門(mén)15的另一輸入端均接收保護(hù)啟動(dòng)信號(hào)，第一與門(mén)13的另一輸入端接收滿足母線故障保護(hù)的確定信號(hào)，第一或門(mén)11的輸入端分別接收三相線路的出線8的出線電流與對(duì)應(yīng)第t段過(guò)流保護(hù)整定值的比較結(jié)果，第二或門(mén)12的輸入端用于接收三相線路的進(jìn)線5上的進(jìn)線電流與拒動(dòng)保護(hù)整定電流值的比較結(jié)果。

第一與門(mén)13的輸出端輸出母線故障保護(hù)信號(hào)，根據(jù)母線故障保護(hù)信號(hào)使得進(jìn)線開(kāi)關(guān)1以及所有的出線開(kāi)關(guān)2處于跳開(kāi)狀態(tài)。第二與門(mén)14的輸出端輸出出線故障保護(hù)信號(hào)，根據(jù)出線故障保護(hù)信號(hào)使得對(duì)應(yīng)的出線開(kāi)關(guān)2處于跳開(kāi)狀態(tài)。第三與門(mén)15的輸出端與計(jì)時(shí)器16的輸入端連接，計(jì)數(shù)器16經(jīng)固定時(shí)間t_izd后輸出拒動(dòng)保護(hù)控制信號(hào)，根據(jù)拒動(dòng)保護(hù)控制信號(hào)使得進(jìn)線開(kāi)關(guān)1處于跳開(kāi)狀態(tài)。

本發(fā)明通過(guò)將進(jìn)線電流互感器4、進(jìn)線開(kāi)關(guān)1、所有的出線電流互感器3以及所有的出線開(kāi)關(guān)2全部與集成站所保護(hù)裝置10連接，通過(guò)集成站所保護(hù)裝置10控制進(jìn)線開(kāi)關(guān)1的開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及出線開(kāi)關(guān)2的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)所需的出線故障保護(hù)以及母線故障保護(hù)，從而能夠有效節(jié)約占地面積，同時(shí)也能降低與主電網(wǎng)保護(hù)整定配合的難度，降低成本，有效防止事故擴(kuò)大，提高保護(hù)的靈敏度，安全可靠。