电网分布式网络保护方法及保护装置及系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明公开了电网分布式网络保护方法及保护装置及系统，本发明通过采集本设备母线区域的所有电流构成母线差动保护，在母线范围内发生接地短路故障时，保护动作快速切除本体环网柜两侧“握手”开关；通过采集相邻两个环网柜之间的线路电流，构成线路电流差动保护，在线路发生接地故障时，保护动作快速切除故障两侧相邻环网柜“握手”开关。由此构成电网网络保护，其保护具有全覆盖性、高可靠性和灵敏性。本发明可广泛应用于各种供电网络保护系统。
【专利说明】
电网分布式网络保护方法及保护装置及系统
技术领域
[0001] 本发明涉及电网供电领域，尤其涉及一种电网供电保护方法及保护装置及环网 柜。
【背景技术】
[0002] 智能电网中，供电的除了主电网外，可能还有分散分布的双向储能电源和各种新 能源发电电源(如光伏、风电等、燃气发电、柴油发电），因此电网中配电回路潮流分布复杂， 具有不确定性:各回路电流的大小和方向是经常改变的，其短路电流计算中，影响计算的不 确定因素太多，无法估算，因此传统电流保护定值无法给出，这样就不能依靠传统电流保护 互相配合完成电网的保护功能，一旦配电网主回路发生线路故障，保护无法正确动作切除 故障，只能造成全网停电，可靠性非常差。配电网中，传统母线差动保护和光纤差动保护成 本太高，配置复杂，因此各种中压开关柜母线长期处于无保护状态，配电主回路也不可能全 部装设线路光纤差动保护，一旦发生母线故障或主回路线路故障，传统保护装置不能判断 故障点隔离故障，只有整体停电。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种具有故障准确切除功能、具有 全覆盖性、高可靠性和高灵敏性的供电网络保护方法。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明的第二个目的是提供一种有利于故障准确切除功 能、全覆盖性、高可靠性和高灵敏性的供电网络保护装置。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明的第三个目的是提供一种上述保护装置的保护系 统。
[0006] 本发明所采用的技术方案是：
[0007] -种电网分布式网络保护方法，包括步骤：
[0008] S1，预先设定多个线路的差动保护整定值；
[0009] S2，采集供电网络多个线路电流瞬时采样值；
[0010] S3,根据步骤S2所采集的线路电流瞬时采样值，计算出各个线
[0011] 路的差动电流瞬时采样值，然后据此计算出差动电流有效值，
[0012] 将各个线路之间的差动电流有效值和步骤S1中的差动保护整
[0013] 定值做比对，判断线路是否故障；
[0014] S4,切断故障线路相应的开关。
[0015]优选的，所述步骤S1具体为:根据环网柜内母线所有线路各相电流瞬时采样值之 和为零、电缆线路两侧电流瞬时采样值之和为零原理设定差动保护整定值;所述步骤S2具 体为：同步采集环网柜区域多个线路电流瞬时采样值;所述步骤S3具体为:根据步骤S2所采 集的线路电流瞬时采样值，计算出各个线路的差动电流瞬时采样值，然后据此计算出差动 电流有效值，如环网柜内母线所有线路各相电流差动电流有效值大于或等于差动保护整定 值，则判断发生母线短路;如电缆线路两侧差动电流有效值大于或等于差动保护整定值，则 判断环网柜之间线路发生短路故障;所述步骤S4具体为:步骤S3如判断发生母线短路故障， 则切断环网柜内故障两侧握手开关;步骤S3如判断环网柜之间线路发生短路故障，则切断 故障两侧相邻环网柜的握手开关。
[0016] -种电网分布式网络保护装置，包括:保护控制单元，用于接收多个现地单元采集 的电流值，并控制现地单元执行断路动作；多个现地单元，所述现地单元包括线路电流采集 装置和控制断路器开关装置，所述电流采集装置用于采集线路电流值，所述控制断路器开 关装置用于根据保护控制单元的命令执行断路动作。
[0017] 优选的，所述保护控制单元和多个现地单元之间通过以太网连接。
[0018] 优选的，所述控制断路器开关装置为继电器。
[0019]优选的，所述保护控制单元还包括无线通信模块，所述无线通信模块用于与外部 设备连接。
[0020] 优选的，所述无线通信模块为GPRS无线通信模块、3G/4G无线通信模块或WIFI无线 通信模块。
[0021] -种应用于电网分布式网络的保护系统，包括多个依次连接的环网柜，所述环网 柜均设置有如权利要求3至7任一项所述的电网分布式网络保护装置。
[0022]优选的，相邻环网柜的保护控制单元之间相互连接。
[0023] 优选的，还包括配调中心，所述保护控制单元均通过无线通信模块与配调中心连 接。
[0024]本发明的有益效果是：
[0025] 本发明通过采集本设备母线区域的所有电流构成母线差动保护，在母线范围内发 生接地短路故障时，保护动作快速切除本体环网柜两侧"握手"开关;通过采集相邻两个环 网柜之间的线路电流，构成线路电流差动保护，在线路发生接地故障时，保护动作快速切除 故障两侧相邻环网柜"握手"开关。由此构成电网网络保护，其保护具有全覆盖性、高可靠性 和灵敏性。
[0026] 本发明可广泛应用于各种供电网络保护系统。
【附图说明】
[0027]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明：
[0028]图1是本发明保护装置一种实施例的电路结构示意图；
[0029]图2是本发明系统一种实施例正常工作状态示意图；
[0030]图3是本发明系统发生环网柜内母线短路故障示意图；
[0031 ]图4是本发明系统发生环网柜之间线路短路故障示意图。
【具体实施方式】
[0032]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。
[0033] -种电网分布式网络保护装置，包括:保护控制单元，用于接收多个现地单元采集 的电流值，并控制现地单元执行断路动作；多个现地单元，所述现地单元包括线路电流采集 装置和控制断路器开关装置，所述电流采集装置用于采集线路电流值，所述控制断路器开 关装置用于根据保护控制单元的命令执行断路动作。
[0034] 优选的，所述保护控制单元和多个现地单元之间通过以太网连接。
[0035] 优选的，所述控制断路器开关装置为继电器。
[0036]优选的，所述保护控制单元还包括无线通信模块，所述无线通信模块用于与外部 设备连接。
[0037]优选的，所述无线通信模块为GPRS无线通信模块、3G/4G无线通信模块或WIFI无线 通信模块。
[0038] -种应用于电网分布式网络的保护系统，包括多个依次连接的环网柜，所述环网 柜均设置有如权利要求3至7任一项所述的电网分布式网络保护装置。
[0039] 优选的，相邻环网柜的保护控制单元之间相互连接。
[0040] 优选的，还包括配调中心，所述保护控制单元均通过无线通信模块与配调中心连 接。
[0041] 如图1所示，以具有多个环网柜的微电网系统为例，详述系统组成。
[0042] 元件1:保护控制单元
[0043] 保护控制单元1与数据总线2相联，总线与所有现地单元3相联接，保护控制单元1 通过数据总线2控制所有现地单元3实现同步采样，并收全部采样数据信息;其中，数据总线 2为以太网总线。
[0044] 保护控制单元1将收取的全部采样数据信息（电流值），用于构建本环网柜母线差 动保护；
[0045] 以相邻两个环网柜之间连接线路差动保护为例，保护控制单元1通过无线通信或 光纤通信与安装于相邻环网柜的保护控制单元进行通信，控制现地单元3对两环网柜之间 的连接电缆进行电流值的同步采样，采样同步精度要求达到10微秒以内，收取连接电缆线 路两侧的电流采样值数据，构成线路差动保护;保护控制单元1在判断出现短路故障后，将 跳闸（切断开关)指令输送给预设的现地单元3执行跳闸。同理在母线差动保护动作后，跳开 本环网柜2个"握手开关"；在环网柜之间电缆线路的线路差动保护动作之后，跳开两个相邻 环网柜与电缆联接的"握手开关"。
[0046] 保护控制单元1通过GPRS公网通信(无线通信模块)与配调中心建立联系，在任意 保护动作之后，即把保护动作信息报告给调度。
[0047]元件2:数据通信总线
[0048] 数据总线2连接一个环网柜或配电设备单元内所有现地单元3和一台保护控制单 元1，为以太网线。现地单元按环网柜内开关数量分散配置，一般为4、6、8、12。
[0049] 元件3:现地单元
[0050] 现地单元3与数据通信总线2相联，通过总线与保护控制单元相联；
[0051] 1台现地单元3只采集环网柜内一条线路的三相电流值，只通过一只继电器输出一 个跳闸接点给该线路的控制断路器开关装置；
[0052] 1台环网柜配置现地装置3的数量由开关数量（回路数)决定，分散配置，一般为4、 6、8、12,不受数量限制。
[0053] 一种电网分布式网络保护方法，包括步骤:S1，预先设定多个线路的差动保护整定 值;S2，采集供电网络多个线路电流瞬时采样值;S3，根据步骤S2所采集的线路电流瞬时采 样值，计算出各个线路的差动电流瞬时采样值，然后据此计算出差动电流有效值，将各个线 路之间的差动电流有效值和步骤S1中的差动保护整定值做比对，判断线路是否故障;S4,切 断故障线路相应的开关。
[0054] 优选的，所述步骤S1具体为:根据环网柜内母线所有线路各相电流瞬时采样值之 和为零、电缆线路两侧电流瞬时采样值之和为零原理设定差动保护整定值;所述步骤S2具 体为：同步采集环网柜区域多个线路电流瞬时采样值;所述步骤S3具体为:根据步骤S2所采 集的线路电流瞬时采样值，计算出各个线路的差动电流瞬时采样值，然后据此计算出差动 电流有效值，如环网柜内母线所有线路各相电流差动电流有效值大于或等于差动保护整定 值，则判断发生母线短路;如电缆线路两侧差动电流有效值大于或等于差动保护整定值，则 判断环网柜之间线路发生短路故障;所述步骤S4具体为:步骤S3如判断发生母线短路故障， 则切断环网柜内故障两侧握手开关;步骤S3如判断环网柜之间线路发生短路故障，则切断 故障两侧相邻环网柜的握手开关。
[0055] 下面详述本发明工作原理。
[0056] 如图2所示，包括1号至3号环网柜，控制断路器开关装置12、21、22、23、24、31，利用 多个电流采集装置分别同步采集电流值Il2、I21、I22、I31。
[0057]如果我们规定:流入开关柜的电流为正，则流出开关柜的电流为负。
[0058]根据柯西可夫电流定律：
[0059]正常运行情况下或外部故障时，环网柜内母线所有线路电流之和为零(采样值之 和或向量之和为零），电缆线路两侧电流之和为零(采样值之和或向量之和为零）。
[0060] 对于环网柜内有：每.!该=_、.这!银.=:為' 、錢尤该
[0061 ] 对于环网柜之间线路：Il2-l21 = 0、l22_l31 = 0;
[0062] 在发生母线短路时，其电流和为短路电流Ik。
[0063] 对于环网柜：1；技汉=?、= k ' !f:%=暴
[0064] 对于环网柜之间线路：Il2-l21 = 0、l22_l31 = 0;
[0065] 在环网柜线路之间发生短路故障时，线路两侧电流之差为短路电流Ik。
[0066] 对于环网柜：,致^窺:=登.s'趙:【爐s◎ .、纖.=:益.;.
[0067] 对于环网柜之间线路：Il2-l21 = lK、l22_l31 = 0;
[0068] 而最小的短路电流都远远大于线路上运行的最大负荷电流，因此非常方便的由此 构成母差保护和线路电流差动保护。
[0069] 母线差动保护和线路电流差动保护满足关系式：
[0070] Id= E I^Iset
[0071] 式中
[0072] Id为差动电流；EI为母线电流之和或线路电流之和；Iset为预设的差动保护整定 值。
[0073] 应用举例
[0074]如图3所示，当2号环网柜母线发生接地故障，上述保护判据中，只有2号环网柜保 护控制单元判断母线故障，则切断控制断路器开关装置21和22，1号和3号环网柜不受短路 故障影响正常工作。
[0075] 如图4所示，当1号环网柜和2号环网柜之间电缆线路发生故障，上保护判据中，1号 环网柜保护单元判断右侧线路故障，则切断现地单元的控制断路器开关装置12,2号环网柜 保护单元判断左侧线路故障，则切断现地单元的控制断路器开关装置21，由于故障被有效 隔离，三台环网柜的供电未受影响。
[0076] 本发明通过采集本设备母线区域的所有电流构成母线差动保护，在母线范围内发 生接地短路故障时，保护动作快速切除本体环网柜两侧"握手"开关;通过采集相邻两个环 网柜之间的线路电流，构成线路电流差动保护，在线路发生接地故障时，保护动作快速切除 故障两侧相邻环网柜"握手"开关。由此构成电网网络保护，其保护具有全覆盖性、高可靠性 和灵敏性。
[0077] 本发明可广泛应用于各种供电网络保护系统。
[0078]以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施 例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替 换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1. 一种电网分布式网络保护方法，其特征在于，包括步骤： Sl，预先设定多个线路的差动保护整定值； 52, 采集供电网络多个线路电流瞬时采样值； 53, 根据步骤S2所采集的线路电流瞬时采样值，计算出各个线路的差动电流瞬时采样 值，然后据此计算出差动电流有效值，将各个线路之间的差动电流有效值和步骤Sl中的差 动保护整定值做比对，判断线路是否故障； 54, 切断故障线路相应的开关。2. 根据权利要求1所述的一种电网分布式网络保护方法，其特征在于， 所述步骤Sl具体为:根据环网柜内母线所有线路各相电流瞬时采样值之和为零、电缆 线路两侧电流瞬时采样值之和为零原理设定差动保护整定值； 所述步骤S2具体为：同步采集环网柜区域多个线路电流瞬时采样值； 所述步骤S3具体为:根据步骤S2所采集的线路电流瞬时采样值，计算出各个线路的差 动电流瞬时采样值，然后据此计算出差动电流有效值，如环网柜内母线所有线路各相电流 差动电流有效值大于或等于差动保护整定值，则判断发生母线短路;如电缆线路两侧差动 电流有效值大于或等于差动保护整定值，则判断环网柜之间线路发生短路故障； 所述步骤S4具体为:步骤S3如判断发生母线短路故障，则切断环网柜内故障两侧握手 开关;步骤S3如判断环网柜之间线路发生短路故障，则切断故障两侧相邻环网柜的握手开 关。3. -种电网分布式网络保护装置，其特征在于，包括： 保护控制单元，用于接收多个现地单元采集的电流值，并控制现地单元执行断路动作； 多个现地单元，所述现地单元包括线路电流采集装置和控制断路器开关装置，所述电 流采集装置用于采集线路电流值，所述控制断路器开关装置用于根据保护控制单元的命令 执行断路动作。4. 根据权利要求3所述的一种电网分布式网络保护装置，其特征在于，所述保护控制单 元和多个现地单元之间通过以太网连接。5. 根据权利要求4所述的一种电网分布式网络保护装置，其特征在于，所述控制断路器 开关装置为继电器。6. 根据权利要求3至5任一项所述的一种电网分布式网络保护装置，其特征在于，所述 保护控制单元还包括无线通信模块，所述无线通信模块用于与外部设备连接。7. 根据权利要求6所述的一种电网分布式网络保护装置，其特征在于，所述无线通信模 块为GPRS无线通信模块、3G/4G无线通信模块或WIFI无线通信模块。8. -种应用于电网分布式网络的保护系统，其特征在于，包括多个依次连接的环网柜， 所述环网柜均设置有如权利要求3至7任一项所述的电网分布式网络保护装置。9. 根据权利要求8所述的一种应用于电网分布式网络的保护系统，其特征在于，相邻环 网柜的保护控制单元之间相互连接。10. 根据权利要求8或9所述的一种应用于电网分布式网络的保护系统，其特征在于，还 包括配调中心，所述保护控制单元均通过无线通信模块与配调中心连接。
【文档编号】H02H7/26GK105958452SQ201610513923
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】郭鸿, 林顺先, 周国琦, 陈国璋, 吴承业
【申请人】深圳市科陆电子科技股份有限公司, 深圳市科陆通用技术有限公司