配电网多段环网线路纵联分相差动保护装置.pdf

本发明涉及一种配电网多段环网线路纵联分相差动保护装置，其在安装有断路器的电源侧配置侧差动保护电路，在安装有负荷开关处配置中间联络器；侧差动保护电路包括第一差动保护电路以及第二差动保护电路；第一差动保护电路采集所在电源侧的第一差动保护信息，第二差动保护电路采集所在电源侧的第二差动保护信息，中间联络器能采集所在位置的中间差动保护信息，中间联络器能将所述中间差动保护信息分别传输至第一差动保护电路以及第二差动保护电路内，且第一差动保护电路的第一差动保护信息与第二差动保护电路内的第二差动保护信息能通过中间联络器进行交换；本发明结构紧凑，能有效解决多段线路下的保护，适应范围广，安全可靠。

1.  一种配电网多段环网线路纵联分相差动保护装置，其特征是：在安装有断路器的电源侧配置侧差动保护电路，在安装有负荷开关处配置中间联络器（2）；侧差动保护电路包括用于控制第一断路器（4）开关状态的第一差动保护电路（1）以及用于控制第二断路器（5）开关状态的第二差动保护电路（3），所述第一差动保护电路（1）、第二差动保护电路（3）位于中间联络器（2）的两侧，与且第一差动保护电路（1）、第二差动保护电路（3）通过光纤与中间联络器（2）连接通讯；
第一差动保护电路（1）采集所在电源侧的第一差动保护信息，第二差动保护电路（3）采集所在电源侧的第二差动保护信息，中间联络器（2）能采集所在位置的中间差动保护信息，中间联络器（2）能将所述中间差动保护信息分别传输至第一差动保护电路（1）以及第二差动保护电路（3）内，且第一差动保护电路（1）的第一差动保护信息与第二差动保护电路（3）内的第二差动保护信息能通过中间联络器（2）进行交换；
第一差动保护电路（1）能根据第一差动保护信息、中间差动保护信息以及第二差动保护信息控制第一断路器（4）的开关状态，第二差动保护电路（3）能根据第一差动保护信息、中间差动保护信息以及第二差动保护信息控制第二断路器（5）的开关状态。

2.  根据权利要求1所述的配电网多段环网线路纵联分相差动保护装置，其特征是：所述中间联络器（2）包括联络处理器（22）以及联络器低通滤波器（20），联络器低通滤波器（20）能对采集到母线电压以及负荷开关所在线路的线路电流进行滤波，联络器低通滤波器（20）通过联络器AD转换电路（21）与联络处理器（22）的输入端连接，联络器处理器（22）还与双路光纤通讯接口（24）连接。

3.  根据权利要求1所述的配电网多段环网线路纵联分相差动保护装置，其特征是：所述第一差动保护电路（1）包括保护处理器（17）以及保护低通滤波器（15），所述保护低通滤波器（15）能对采集到的母线电压以及断路器所在线路的线路电流进行滤波器，保护低通滤波器（15）通过保护AD转换电路（15）与保护处理器（17）的输入端连接，保护处理器（17）还与光纤通讯接口（18）连接。

配电网多段环网线路纵联分相差动保护装置
技术领域
本发明涉及一种分相差动保护装置，尤其是一种配电网多段环网线路纵联分相差动保护装置，属于电力系统继电保护的技术领域。
背景技术
目前，为解决配电网线路故障时的绝对选择性问题，需要使用光纤差动保护。现有差动保护装置安装在线路两侧，当检测出线路内部有故障时，跳开线路两侧断路器。配电网中，大量存在负荷开关，仅能手动操作分合负荷电流，不能配置保护。如果需要应用差动保护，需要将负荷开关更换成断路器才能应用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种配电网多段环网线路纵联分相差动保护装置，其结构紧凑，能有效解决多段线路下的保护，适应范围广，安全可靠。
按照本发明提供的技术方案，所述配电网多段环网线路纵联分相差动保护装置，在安装有断路器的电源侧配置侧差动保护电路，在安装有负荷开关处配置中间联络器；侧差动保护电路包括用于控制第一断路器开关状态的第一差动保护电路以及用于控制第二断路器开关状态的第二差动保护电路，所述第一差动保护电路、第二差动保护电路位于中间联络器的两侧，与且第一差动保护电路、第二差动保护电路通过光纤与中间联络器连接通讯；
第一差动保护电路采集所在电源侧的第一差动保护信息，第二差动保护电路采集所在电源侧的第二差动保护信息，中间联络器能采集所在位置的中间差动保护信息，中间联络器能将所述中间差动保护信息分别传输至第一差动保护电路以及第二差动保护电路内，且第一差动保护电路的第一差动保护信息与第二差动保护电路内的第二差动保护信息能通过中间联络器进行交换；
第一差动保护电路能根据第一差动保护信息、中间差动保护信息以及第二差动保护信息控制第一断路器的开关状态，第二差动保护电路能根据第一差动保护信息、中间差动保护信息以及第二差动保护信息控制第二断路器的开关状态。
所述中间联络器包括联络处理器以及联络器低通滤波器，联络器低通滤波器能对采集到母线电压以及负荷开关所在线路的线路电流进行滤波，联络器低通滤波器通过联络器AD转换电路与联络处理器的输入端连接，联络器处理器还与双路光纤通讯接口连接。
所述第一差动保护电路包括保护处理器以及保护低通滤波器，所述保护低通滤波器能对采集到的母线电压以及断路器所在线路的线路电流进行滤波器，保护低通滤波器通过保护AD转换电路与保护处理器的输入端连接，保护处理器还与光纤通讯接口连接。
本发明的优点：在安装有断路器的电源侧配置侧差动保护电路，在安装有负荷开关处配置中间联络器，所述侧差动保护电路位于中间联络器的两侧，且侧差动保护电路通过光纤与中间联络器连接通讯；结构紧凑，能有效解决多段线路下的保护，适应范围广，安全可靠。
附图说明
图1为本发明的一种具体实施电路原理图。
图2为本发明侧差动保护电路的结构框图。
图3为本发明中间联络器的结构框图。
附图标记说明：1-第一差动保护电路、2-中间联络器、3-第二差动保护器、4-第一断路器、5-第二断路器、6-第一电压互感器、7-第二电压互感器、8-第三电压互感器、9-第一电流传感器、10-第二电流传感器、11-第三电流传感器、12-第四电流传感器、13-第一负荷开关、14-第二负荷开关、15-保护低通滤波器、16-保护AD转换电路、17-保护处理器、18-光纤通讯接口、19-第一光耦隔离电路、20-联络器低通滤波器、21-联络器AD转换电路、22-联络处理器、23-第二光耦隔离电路以及24-双路光纤通讯接口。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，为了能有效解决多段线路下的保护，本发明在安装有断路器的电源侧配置侧差动保护电路，在安装有负荷开关处配置中间联络器2；侧差动保护电路包括用于控制第一断路器4开关状态的第一差动保护电路1以及用于控制第二断路器5开关状态的第二差动保护电路3，所述第一差动保护电路1、第二差动保护电路3位于中间联络器2的两侧，与且第一差动保护电路1、第二差动保护电路3通过光纤与中间联络器2连接通讯；
第一差动保护电路1采集所在电源侧的第一差动保护信息，第二差动保护电路3采集所在电源侧的第二差动保护信息，中间联络器2能采集所在位置的中间差动保护信息，中间联络器2能将所述中间差动保护信息分别传输至第一差动保护电路1以及第二差动保护电路3内，且第一差动保护电路1的第一差动保护信息与第二差动保护电路3内的第二差动保护信息能通过中间联络器2进行交换；
第一差动保护电路1能根据第一差动保护信息、中间差动保护信息以及第二差动保护信息控制第一断路器4的开关状态，第二差动保护电路3能根据第一差动保护信息、中间差动保护信息以及第二差动保护信息控制第二断路器5的开关状态。
具体地，在一变电站设置第一断路器4，在另一变电站设置第二断路器5，在两变电站之间具有开闭所。在第一断路器4所在的线路上设置第一电流传感器9，通过第一电流传感器9能获得第一断路器4所在线路的线路电流I1。同时，通过第一电压互感器6来采集母线电压PT1。第一差动保护电路1接收线路电路I1以及母线电压PT1，第一差动保护电路1的输出端与第一断路器4的线圈连接，以能控制第一断路器4的开关状态。
所述负荷开关包括第一负荷开关13以及第二负荷开关14，第一负荷开关13的一端与第一断路器4连接，第二负荷开关14的一端与第二断路器5连接。在第一负荷开关13所在的线路上设置第二电流传感器10，以通过第二电流传感器10获得第一负荷开关13所在线路的线路电流I2。在第二负荷开关14所在的线路上设置第三电流传感器11，以通过第三电流传感器11获得第二负荷开关14所在线路的线路电流I3。通过第二电压互感器7来采集开闭所的母线电压PT2，中间联络器2同时接收线路电流I2、线路电路I3以及母线电压PT2。正常情况下，线路电流I2与线路电流I1相同。中间联络器2与第一负荷开关13以及第二负荷开关14连接，以能控制第一负荷开关13以及第二负荷开关14的开关状态。
在第二断路器5所在的线路设置第四电流传感器12，以通过第四电流传感器12获得第二断路器5所在线路的线路电流I4，通过第三电压互感器8来采集变电站的母线电压PT3，第二差动保护电路3同时接收线路电流I4以及母线电压PT3，且第二差动保护电路3的输出端与第二断路器5的线圈连接，以能控制第二断路器5的开关状态。
工作时，第一差动保护电路1、中间联络器2与第二差动保护电路3配合，来控制第一断路器4、第二断路器5、第一负荷开关13以及第二负荷开关14的状态，以实现对线路的保护。具体地：
第一断路器4与第一负荷开关13之间发生故障的判断逻辑：线路电流I1与线路电流I2的累加值大于第一设定阈值、线路电流I1与线路电流I4的累加和大于第二设定阈值，则通过第一差动保护电路1断开第一断路器4且通过第二差动保护电路3断开第二断路器5。当开闭所的第一负荷开关13已更换为断路器时，需要跳开第一断路器4和第一负荷开关13。第一设定阈值、第二设定阈值的大小根据线路的工作状态进行确定，具体设定过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
第二断路器5与第二负荷开关14之间发生故障的判断逻辑：线路电流I3与线路电流I4的累加和大于第三设定阈值、线路电流I1与线路电流I4的累加值大于第四设定阈值，则通过第一差动保护电路1断开第一断路器，通过第二差动保护电路3断开第二断路器5。当开闭所的第二负荷开关14已更换为断路器时，需要跳开第一断路器4和第二负荷开关14。第三设定阈值、第四设定阈值的大小根据线路的工作状态进行确定，具体设定过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
开闭所内发生故障的判断条件：线路电流I1与线路电流I2的累加值小于第五设定阈值、线路电流I3与线路电流I4的累加值小于第六设定阈值、线路电流I2与线路电流I3的累加值大于第七设定阈值时，则通过第一差动保护电路1断开第一断路器4，通过第二差动保护电路3断开第二断路器5。当开闭所的第一负荷开关13以及第二负荷开关14已更换为断路器时，线路纵差保护不再第一断路器4以及第二断路器5，而由开闭所内的第一负荷开关13以及第二负荷开关14实施断开保护。第五设定阈值、第六设定阈值以及第七设定阈值的大小根据线路的工作状态进行确定，具体设定过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
如图3所示，所述中间联络器2包括联络处理器22以及联络器低通滤波器20，联络器低通滤波器20能对采集到母线电压以及负荷开关所在线路的线路电流进行滤波，联络器低通滤波器20通过联络器AD转换电路21与联络处理器22的输入端连接，联络器处理器22还与双路光纤通讯接口24连接。
本发明实施例中，联络处理器22可以采用常用的微处理器，联络器低通滤波器20以及联络器AD转换电路21均可以采用常用的电路结构，经过联络器低通滤波器20以及联络器AD转换电路21处理后的数据能够被联络处理器22所识别，联络处理器22通过双路光纤通讯接口24以及光纤能与两侧的侧差动保护电路进行光纤通讯。联络处理器22还通过第二光耦隔离电路23来接收开关量。
如图2所示，所述第一差动保护电路1包括保护处理器17以及保护低通滤波器15，所述保护低通滤波器15能对采集到的母线电压以及断路器所在线路的线路电流进行滤波器，保护低通滤波器15通过保护AD转换电路15与保护处理器17的输入端连接，保护处理器17还与光纤通讯接口18连接。
本发明实施例中，第一差动保护电路1与第二差动保护电路3采用相同的结构，保护处理器17可以采用常用的微处理器，保护处理器17通过光纤通讯接口18以及光纤能与中间联络器2进行光纤通讯，保护处理器17能通过第一光耦隔离电路19接接收开关量。
本发明在安装有断路器的电源侧配置侧差动保护电路，在安装有负荷开关处配置中间联络器2，所述侧差动保护电路位于中间联络器2的两侧，且侧差动保护电路通过光纤与中间联络器2连接通讯；结构紧凑，能有效解决多段线路下的保护，适应范围广，安全可靠。