[发明专利]配电网区域保护方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统的保护方法和系统，特别是一种配电网的故障检测方法和系统。

背景技术

随着经济的高速发展，社会对电力的需求量越来越大，电力用户对配电网的供电可靠性、电能质量、工作效率和优质服务等方面的要求也越来越高。利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量与供电部门的工作管理有机地融合在一起改进供电质量是智能电网的发展趋势。

配电网保护控制设备和系统能够快速检测到电网故障或异常运行状况，并迅速作出处置，这对于配电网的安全稳定运行有着重要的作用。现有技术的配电网保护控制设备要么无法适应于配电网结构复杂、运行方式多变、保护定值无法整定的情况，要么配套投资巨大、配电网难以承受，因此不能适应于各种复杂配电网架构情况下的配电网故障检测控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种配电网区域保护方法和系统，要解决的技术问题是快速高效准确的检测配电网的故障并隔离故障。

本发明采用以下技术方案：一种配电网区域保护方法，包括以下步骤：

一、在配电网的主干线上的各个分段开关或箱式变电站中安装线路保护终端，分段开关将主干线分割成区段，在配电网的主干线的变电站或开闭所中安装区域保护终端；

二、线路保护终端和区域保护终端通过通信网络建立通信链接；在线路保护终端和区域保护终端中设置一个主设备，作为采样时钟的控制源，使得其他线路保护终端和区域保护终端的时钟与主设备一致；

三、线路保护终端实现区段主干线的差动保护：该区段的各个线路保护终端分别采集各自分段开关的电压和电流的模拟信号，转换为数字信号后将之发送至处于同一区段各侧的边界开关配置的线路保护终端，各个线路保护终端计算该区段的差动电流和制动电流，当差动电流与制动电流之比大于设定值时，该线路保护终端认为区段内有故障，控制跳开该边界开关，设定值为0.5倍线路的额定电流；

区域保护终端实现配电网主干线及其附属分支线的后备保护：线路保护终端采集开关处的交流量信息和开关量信息转换为数字信号后，发至区域保护终端，区域保护终端计算被保护对象区段的故障特征信号，检测到被保护线路上某区段的各侧电流中仅有一侧发生过流，则向该主干线区段的各边界开关配置的线路保护终端发送跳闸信号，线路保护终端接收到区域保护终端的跳闸信号后，控制边界开关跳开，隔离故障点。

本发明的方法主干线上的分段开关数量为：1≤分段开关数量≤3。

本发明的方法主干线中存在“T”形连接分支线，在“T”形连接处的主干线两侧、在分支线上分别设有分段开关。

本发明的方法线路保护终端和区域保护终端通过以太无源光网络建立通信链接。

本发明的方法线路保护终端和区域保护终端的以太网通信端口通过以太网通讯线接入到无源光网络单元的以太网通信端口，无源光网络单元的无源光纤网络通信口通过多模光纤连接到光线路终端。

本发明的方法交流量信息是电压、电流模拟量信息：分段开关的电压A相、电压B相、电压C相、电流A相、电流B相、电流C相；所述开关量信息为远方跳闸信号、远方合闸信号、故障信息信号、保护起动信号、差动标记信号、电流互感器断线信号、保护退出信号。

本发明的方法差动电流为区段各边界开关电流的相量之和，制动电流为区段各边界开关的模值之和。

本发明的方法线路保护终端认为区段内有故障，控制经不少于100毫秒延时跳开该边界开关。

一种配电网区域保护系统，所述配电网区域保护系统，在配电网的主干线上设置分段开关，在“T”形连接处的主干线两侧、在分支线上分别设有分段开关，在分段开关或箱式变电站中连接有线路保护终端，线路保护终端的交流量信息采集端口分别连接至分段开关或箱式变电站的电压信号和电流信号输出端子，线路保护终端的开关量输入端口通过电缆连接至分段开关的开关信号输出端子；在配电网的主干线的变电站或开闭所中配置区域保护终端；所述线路保护终端和区域保护终端形成网络通信连接，在线路保护终端和区域保护终端中设置一个主设备，主设备向其他的线路保护终端和区域保护终端发送采样同步脉冲报文，使各终端的时钟与主设备一致。

本发明的系统分段开关数量为：1≤分段开关数量≤3；所述线路保护终端和区域保护终端形成以太无源光网络通信连接。