[发明专利]一种配电网分布式差动保护系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及配电网差动保护技术，具体的说，是涉及一种配电网分布式差动保护系统及方法。

背景技术

随着光伏电站等分布式电源接入配电网的增多，致使配电网中的功率潮流方向产生不确定性，以往基于电流幅值和方向原理的配电网故障识别和隔离方法越来越不能满足现场运行的要求，有必要引入基于电流或功率的差动保护作为配电网保护配置方案。

但是如果将现有的变电站中的差动保护应用到配电网，还存在着以下技术困难：

1)配电网中的断路器相距较远，通过电缆把电流连接到一个集中的保护装置中具有相当的技术难度；

2)如果采用智能变电站中合并单元分布式同步采样模式，配电网中数量庞大的断路器又难以配置卫星钟对时系统；

3)光纤纵差保护中针对异地两个或三个断路器的主从式采样同步方法，不适合于网络拓扑运行状态有较大不确定性的配电网应用场景。

有鉴于此，有必要提供一种针对配电网的分布式差动保护系统及方法，来解决上述技术问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种配电网分布式差动保护系统及方法，通过有线或无线通讯网络将所需模拟量数据向差动保护所有断路器分享，所有各个保护测控装置之间同时响应，本发明具有不受配电网潮流方向影响、不受网络拓扑运行状态变化影响等优势，具有较好的选择性、灵活性、可靠性以及快速动作能力。

为了实现上述目的，本申请的其中一个技术方案提供了一种配电网分布式差动保护系统，该系统包括位于配电网各个区域电网的范围边界上的用于断开故障电流的断路器，每个断路器处均配置有一台保护测控装置，所述保护测控装置用于对该断路器处的电压、电流等模拟量进行等时间间隔的采样，各个所述保护测控装置之间通过通信装置实现采样数据的共享，且各个所述保护测控装置之间对电压、电流等采样数据进行同步处理。

进一步的，所述分布式差动保护系统还包括远程调度主机，用于接收每个保护测控装置输出的数据，进行相应的报警和显示，同时向每个保护测控装置发送同步数据，所述远程调度主机通过所述通信装置与所述保护测控装置进行的交互。

进一步的，每个所述断路器均配置有用于向保护测控装置提供供电电源、电压电流信号的互感器设备。

进一步的，所述通信装置包括有线及无线通信装置。

本分布式差动保护装置系统内所有保护测控装置之间具有同步的动作行为，在差动保护区内故障时同时动作跳开各自对应断路器，在差动保护区外故障时同时保持本差动保护不动作。

本申请的另一技术方案还提供了一种基于上述配电网分布式差动保护系统的差动保护方法，该方法包括以下步骤：

1)各个保护测控装置分别对其各自对应的断路器的电流、电压等模拟量进行等时间间隔采样；

2)各个所述保护测控装置之间通过通信装置实现采样数据的同步处理、转换；

3)所述保护测控装置实时判别转换后的数据是否满足差动保护判据，并将判别结果发送给区域内的其他保护测控装置，实现数据共享；

4)各个所述保护测控装置判断本装置差动保护数据是否满足差动保护判据，并在达到最小动作实现后，跳开与其对应的断路器。

进一步的，步骤1)中，所述模拟量包括电流、电压数据。

进一步的，步骤2)中，每个所述保护测控装置按照预先统一制定的固定采样点号计算电压电流向量数据。

进一步的，步骤2)中，所述保护测控装置将计算出的电压电流向量数据按照预先统一规定的基准电压为零度进行向量转换。

进一步的，步骤2)中，各个所述保护测控装置之间数据同步的误差在许可范围内。

进一步的，步骤3)中，所述差动保护判据为：以被保护区域内电流矢量和作为动作电流Id，以被保护区域内的电流有效值之和作为动作电流Ir，当Id超过设定的最小门槛值Iset1，且Id与Ir的比值超过设定的比率差动系数k时，认为满足差动保护判据。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明通过有线或无线通讯网络将所需模拟量数据向差动保护所有断路器分享，且实现了各个保护测控装之间的数据同时流转，实时共享，避免了以往由于各个断路器之间相距较远，需采用电缆把电流连接到一个集中保护装置处的麻烦，也降低了技术难度；