一种变电所快速保护系统技术方案

本申请公开了一种变电所快速保护系统，变电所包括主变压器、备用变压器、母线、母联柜和多个馈线柜，其特征在于，该系统包括：第一电流互感器、高压侧开关、低压侧开关、开关弧光探头、第一弧光继电器扩展器、第二弧光继电器扩展器、母联电流互感器和主控单元。该变电所快速保护系统，由于在馈线柜和母联柜内的开关室、母线室和电缆室内均设置有弧光探头，所以当馈线柜或母联柜内的三个相互独立的空间中任意一个出现故障，均可以根据检测到的弧光信号配合检测到的电流对变电所进行断电保护。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及地电力系统继电保护
，特别是涉及一种变电所快速保护系统。
技术介绍
中低压母线故障，特别是在采用馈线柜配电装置的情况下，电弧可能将馈线柜内的器件点燃，引起火灾，造成大面积配电设备烧毁，甚至破坏直流系统，造成更加严重的后果。如果装设快速保护，故障发生后保护立即动作，在电弧燃烧之前将故障清除，供电就可以迅速恢复，损失大大降低。根据继电保护快速性的要求，为了保证变压器及母联开关设备的安全运行，迫切需要配置中低压母线保护。而在电力系统中，按现行保护规程，IlOkV等级变电所一般不配置设中压母线保护，这使得变电所的馈线柜没有主保护。实践证明，馈线柜作为配电网的核心设备，短路故障的发生几率远大于变电所其它设备的短路故障。所以，一旦发生短路故障，因为未配备主保护，现在主要靠变压器后备保护(复合电压过流保护)切除，为了和中低压系统馈线保护在选择性上的配合，变压器后备保护往往带着很大的延时。这样使得馈线柜中的短路故障存在时间很长，常常造成严重破坏。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例提供一种变电所快速保护系统，以实现对变电所进行保护。为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下:一种变电所快速保护系统，所述变电所包括主变压器、备用变压器、母线、母联柜和多个馈线柜，该系统包括:第一电流互感器、高压侧开关、低压侧开关、开关弧光探头、第一弧光继电器扩展器、第二弧光继电器扩展器、母联电流互感器和主控单元，其中:所述母联柜设置在所述母线上，所述母联柜内设置有开关室、母线室和电路互感器CT室，并且所述母联柜中开关室内设置有母联开关；所述母联开关串联在所述母线上，将所述母线分为第一段母线和第二段母线，并且所述主变压器与第一段母线相连接，备用变压器与第二段母线相连接；在所述母联柜中开关室、母线室和CT室内均设置有弧光探头，在母联柜内设置有与母联柜弧光探头相连接的第二弧光继电器，并且所述第二弧光继电器与母联开关相连接； 所述第一电流互感器位于所述主变压器低压侧，用于采集所述主变压器低压侧的电流；所述高压侧开关位于所述主变压器的高压侧，所述低压侧开关位于母线与所述主变压器之间的低压侧；在所述低压侧开关的开关室、CT室内均设置有用于检测其在故障时出现的弧光的开关弧光探头；所述母联电流互感器与所述母线相连接，用于检测所述母线上的母线电流；多个馈线柜分别与所述母线相连接，每个馈线柜内均设置有开关室、母线室和电缆室，在所述馈线柜中开关室内设置有馈线开关，并且在每个馈线柜内开关室、母线室和电缆室均设置有一个馈线柜弧光探头；每个馈线柜内均设置一个与该馈线柜内开关室、电缆室的弧光探头相连接的第一弧光继电器，并且所述第一弧光继电器与所述开关室内设置的馈线开关相连接；所述主控单元的输入端分别与所述第一电流互感器、开关弧光探头相连接，所述主控单元的输出端分别与高压侧开关、低压侧开关相连接，并且输出端与所述第一弧光继电器扩展器、第二弧光继电器扩展器相连接；所述主控单元用于根据所述第一电流互感器采集的电流以及开关探头、馈线柜弧光探头的检测结果分别控制所述高压侧开关、低压侧开关、母联开关以及多个馈线柜中馈线开关的导通或断开。优选地，所述主控单元包括:电流比较器、弧光信号接收电路和第一跳闸电路，其中，所述弧光信号接收电路用于接收所述开关弧光探头、馈线柜弧光探头以及母联柜弧光探头的弧光检测信号；所述电流比较器用于将所述第一电流互感器或母联互感器采集到的电流与给定的电流值相比较，判断是否出现异常；所述第一跳闸电路用于当所述第一电流互感器采集到的电流异常时，如果所述馈线柜的电缆室或开关室开关的负荷侧检测到弧光信号，则生成第一跳闸信号并发送给馈线开关，如果所述第一段母线上的馈线柜母线室或低压侧开关的母线侧检测到弧光信号，则生成第二跳闸信号并发送给低压侧开关，如果所述母联柜母线室检测到弧光信号，则生成第三跳闸信号并发送给母联开关。优选地，所述主控单元还包括:第二跳闸电路，其中，所述第二跳闸电路用于当所述第一电流互感器采集到的电流异常时，如果检测到第一跳闸信号，则生成第四跳闸信号并发送给所述低压侧开关和母联开关，如果检测到第二跳闸信号，则生成第五跳闸信号并发送给高压侧开关，如果检测到第三跳闸信号，则生成第六跳闸信号并发送给低压侧开关。优选地,所述主控单元还包括:失灵信号生成电路，所述失灵信号生成电路用于当所述第一电流互感器采集到的电流异常时，并且检测到所述第一跳闸信号、第二跳闸信号、第三跳闸信号、第四跳闸信号、第五跳闸信号或第六跳闸信号中的至少一个，则生成失灵信号并将失灵信号发送给与跳闸信号相对应开关的上一级开关。优选地，所述主控单元还包括:延时控制器，所述延时控制器用于按照预设时间延迟发送所述第四跳闸信号、第五跳闸信号、第六跳闸信号和失灵信号。由以上技术方案可见，本申请实施例提供的该变电所快速保护系统，由于在馈线柜和母联柜内的开关室、母线室和电缆室内均设置有弧光探头，所以当馈线柜或母联柜内的三个相互独立的空间中任意一个出现故障，均可以根据检测到的弧光信号配合检测到的电流对变电所进行断电保护。与现有技术相比，该变电所快速保护系统，由于馈线柜和母联柜中的各个隔室均是相互独立的，利用弧光探头精确定位的特点，考虑中压母线系统的每个隔室、每个死区，综合了吸收电流保护、弧光保护的特点设计一套基于弧光的中压母线快速保护的逻辑方案，最终形成了精确化的馈线柜以及母联柜全覆盖保护系统，填补了目前中压母线主保护缺失的配置现状。另外，该方案无需对现有变电所进行改造，即在不改变原有一、二次设备的前提下，达到保供电与保护设备的最大效益平衡点的目的。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种变电所快速保护系统的结构示意图；图2为本申请实施例提供的主控单元的一种结构示意图；图3为本申请实施例提供的主控单元的另一种结构示意图；图4为本申请实施例提供的主控单元的又一种结构示意图；图5为本申请实施例提供的主控单元的又一种结构示意图。具体实施例方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。施例一:为了保证变电所的安全运行，通常变电所可以设置有两套高压线路，并且在变电所设置主变压器和备用变压器。下面以双变压器的变电所为例，对比本申请实施例提供的该变电所快速保护系统进行说明。图1为本申请实施例提供的一种变电所快速保护系统的结构示意图。如图2所示，图中变电所包括:主变压器CT1、备用变压器CT2、母线M、母联柜(图中未示出)和多个馈线柜(图中未示出)，其中，母线M分别与主变压器CT1、备用变压器CT2相连接，多个馈线柜(每个馈线柜包含开关Q6、Q7、Q8或Q9中的一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变电所快速保护系统，所述变电所包括主变压器、备用变压器、母线、母联柜和多个馈线柜，其特征在于，该系统包括：第一电流互感器、高压侧开关、低压侧开关、开关弧光探头、第一弧光继电器扩展器、第二弧光继电器扩展器、母联电流互感器和主控单元，其中：所述母联柜设置在所述母线上，所述母联柜内设置有开关室、母线室和电路互感器CT室，并且所述母联柜中开关室内设置有母联开关；所述母联开关串联在所述母线上，将所述母线分为第一段母线和第二段母线，并且所述主变压器与第一段母线相连接，备用变压器与第二段母线相连接；在所述母联柜中开关室、母线室和CT室内均设置有母联柜弧光探头，在母联柜内设置有与母联柜弧光探头相连接的第二弧光继电器，并且所述第二弧光继电器与母联开关相连接；所述第一电流互感器位于所述主变压器低压侧，用于采集所述主变压器低压侧的电流；所述高压侧开关位于所述主变压器的高压侧，所述低压侧开关位于母线与所述主变压器之间的低压侧；在所述低压侧开关的开关室、CT室内均设置有用于检测其在故障时出现的弧光的开关弧光探头；所述母联电流互感器与所述母线相连接，用于检测所述母线上的母线电流；多个馈线柜分别与所述母线相连接，每个馈线柜内均设置有开关室、母线室和电缆室，在所述馈线柜中开关室内设置有馈线开关，并且在每个馈线柜内开关室、母线室和电缆室均设置有一个馈线柜弧光探头；每个馈线柜内均设置一个与该馈线柜内开关室、电缆室的弧光探头相连接的第一弧光继电器，并且所述第一弧光继电器与所述开关室内设置的馈线开关相连接；所述主控单元的输入端分别与所述第一电流互感器、开关弧光探头相连接，所述主控单元的输出端分别与高压侧开关、低压侧开关相连接，并且输 出端与所述第一弧光继电器扩展器、第二弧光继电器扩展器相连接；所述主控单元用于根据所述第一电流互感器采集的电流以及开关探头、馈线柜弧光探头的检测结果分别控制所述高压侧开关、低压侧开关、母联开关以及多个馈线柜中馈线开关的导通或断开。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董建达，吴英俊，丁北平，陈琳灿，王磊，方云辉，
申请(专利权)人：国家电网公司，浙江省电力公司，宁波电业局，
类型：发明
国别省市：