本發(fā)明屬于電氣技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種電力網(wǎng)絡(luò)式智能保護(hù)裝置。

背景技術(shù)：

電流差動(dòng)保護(hù)的原理是在20世紀(jì)初提出的，迄今為止，已有約90年的歷史，它是最理想的保護(hù)原理，被譽(yù)為具有絕對(duì)選擇性的快速保護(hù)，因?yàn)槠溥x擇性不是靠延時(shí)，不是靠方向，不是靠定值，而是根據(jù)基爾霍夫定律：流向一個(gè)結(jié)點(diǎn)的電流之和為零。

電流差動(dòng)保護(hù)雖然有以上優(yōu)點(diǎn)，但是傳統(tǒng)的全電流差動(dòng)保護(hù)主要有幾點(diǎn)不足：一是在內(nèi)部故障時(shí)動(dòng)作性能將受到負(fù)荷電流的影響，表現(xiàn)為一般狀況會(huì)降低保護(hù)的靈敏度，內(nèi)部高阻故障或高阻故障伴有大負(fù)荷送出時(shí)將導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)；二是線路的分布電容，特別是高壓、超高壓的長(zhǎng)距離線路的分布電容將會(huì)影響電流差動(dòng)判據(jù)的測(cè)量準(zhǔn)確性，表現(xiàn)為空載合閘和外部故障時(shí)分布電容電流將導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)；三是電流差動(dòng)保護(hù)一般用于單條線路，對(duì)于復(fù)雜電路的供電線路連接方式，因數(shù)據(jù)不能實(shí)時(shí)同步等原因，不能有效應(yīng)用，目前僅有三端差動(dòng)的應(yīng)用，多端差動(dòng)目前還處于研究階段。

現(xiàn)有的電流差動(dòng)保護(hù)對(duì)于多點(diǎn)供電、并聯(lián)供電、多級(jí)聯(lián)供電等復(fù)雜供電中存在的保護(hù)配置復(fù)雜，裝置數(shù)量多，定值整定難等問(wèn)題無(wú)法解決。在復(fù)雜供電中如何達(dá)到哪里有故障切除哪里，最大可能的保證無(wú)故障線路的正常供電是目前亟需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種電力網(wǎng)絡(luò)式智能保護(hù)裝置，以解決多點(diǎn)供電、并聯(lián)供電、級(jí)聯(lián)供電等復(fù)雜供電中存在的保護(hù)配置難，定值整定難，故障點(diǎn)不易確定等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)哪里有故障切除哪里，最大可能的保證無(wú)故障線路的正常供電。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種電力網(wǎng)絡(luò)式智能保護(hù)裝置，其中，所述電力網(wǎng)絡(luò)式智能保護(hù)裝置由若干組保護(hù)單元組成，所述保護(hù)單元包括：信號(hào)采集模塊，通信模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、出口控制模塊及cup控制模塊，所述信號(hào)采集模塊輸入端接入所述串并聯(lián)線路供電端，用于采集所述串并聯(lián)線路負(fù)荷電流和電壓；所述信號(hào)采集模塊輸出端連接cup控制模塊，所述cup控制模塊用于接收信號(hào)采集模塊數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行調(diào)配及控制，并進(jìn)行線路故障判別、發(fā)出相應(yīng)指令；所述網(wǎng)絡(luò)模塊與所述通信模塊和cup控制模塊電連接，用于依據(jù)cup控制模塊發(fā)出的控制指令，將裝置動(dòng)作行為發(fā)送到網(wǎng)上，并從網(wǎng)上獲得相鄰單元的信息故障電流方向和裝置動(dòng)作行為，智能選擇、判斷故障位置；所述出口控制模塊與cup控制模塊電連接用于控制本單元開(kāi)關(guān)閉合。

進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述cup控制模塊進(jìn)行串并聯(lián)線路故障判別時(shí)是根據(jù)自身所在保護(hù)單元?jiǎng)幼餍袨榕c相鄰保護(hù)單元?jiǎng)幼餍袨榻Y(jié)合判定線路故障點(diǎn)。

需要特別說(shuō)明的是根據(jù)保護(hù)單元?jiǎng)幼餍袨榕c相鄰保護(hù)單元?jiǎng)幼餍袨榻Y(jié)合判定線路故障點(diǎn)，本質(zhì)是利用“判定故障電流方向與故障動(dòng)作行為方向”兩者結(jié)合作為判據(jù)，本保護(hù)判據(jù)主要表現(xiàn)在與電路中電阻和電流大小均無(wú)關(guān)，只判定故障電流方向和裝置動(dòng)作行為，實(shí)現(xiàn)故障判定的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性，這是目前各種制動(dòng)方法所不具備的。

進(jìn)一步改進(jìn)在于，可根據(jù)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)通道模式選擇聯(lián)網(wǎng)模式，所述通信模塊包括載波通信模塊、光纖、網(wǎng)線等現(xiàn)有電力通訊模式。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：采用“網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的原理和通訊技術(shù)”相結(jié)合的思想，由信號(hào)采集模塊，通信模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、出口控制模塊及cup控制模塊組成保護(hù)單元，若干保護(hù)單元接入串并聯(lián)線路，cup控制模塊進(jìn)行串并聯(lián)線路故障判別時(shí)，利用“判定故障電流方向與故障動(dòng)作行為方向”兩者結(jié)合作為判據(jù)，本保護(hù)判據(jù)主要表現(xiàn)在與電路中電阻和電流大小均無(wú)關(guān)，只判定故障電流方向和裝置動(dòng)作行為，實(shí)現(xiàn)故障判定的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性，這是目前各種制動(dòng)方法所不具備的，實(shí)現(xiàn)了哪里有故障切除哪里，最大可能的保證無(wú)故障線路的正常供電，解決了多點(diǎn)供電、并聯(lián)供電、多級(jí)聯(lián)供電等復(fù)雜供電中存在的保護(hù)配置難，定值整定難，故障點(diǎn)不易確定等問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1本發(fā)明電力網(wǎng)絡(luò)式智能保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本發(fā)明光纖作為傳輸介質(zhì)一種實(shí)施方式；

圖3本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)裝置一種實(shí)施例線路原理框圖；

圖4本發(fā)明故障判定的一種實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，提供了一種電力網(wǎng)絡(luò)式智能保護(hù)裝置，其中，所述電力網(wǎng)絡(luò)式智能保護(hù)裝置由若干組保護(hù)單元組成，所述保護(hù)單元包括：信號(hào)采集模塊11，通信模塊12、網(wǎng)絡(luò)模塊13、出口控制模塊14及cup控制模塊10，所述信號(hào)采集模塊11輸入端接入所述串并聯(lián)線路供電端，用于采集所述串并聯(lián)線路負(fù)荷電流和電壓；所述信號(hào)采集模塊11輸出端連接cup控制模塊10，所述cup控制模塊10用于接收信號(hào)采集模塊11數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)模塊13進(jìn)行調(diào)配及控制，并進(jìn)行線路故障判別、發(fā)出相應(yīng)指令；所述網(wǎng)絡(luò)模塊13與所述通信模塊12和cup控制模塊10電連接，用于依據(jù)cup控制模塊10發(fā)出的控制指令，發(fā)出控制動(dòng)作并將動(dòng)作行為發(fā)送到網(wǎng)上，并從網(wǎng)上獲得相鄰單元的信息故障電流方向和裝置動(dòng)作行為，智能選擇、判斷故障位置；所述出口控制模塊14與cup控制模塊10電連接用于控制本單元開(kāi)關(guān)閉合。所述cup控制模塊12進(jìn)行串并聯(lián)線路故障判別時(shí)是根據(jù)自身所在保護(hù)單元?jiǎng)幼餍袨榕c相鄰保護(hù)單元?jiǎng)幼餍袨榻Y(jié)合判定線路故障點(diǎn)。

如圖2所示，需要特別說(shuō)明的是，在一種改進(jìn)的實(shí)施方式中，使用光纖作為傳輸介質(zhì)，抗干擾能力更強(qiáng)，數(shù)據(jù)傳輸速率也更高，各保護(hù)單元從網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)抓取有關(guān)信息，實(shí)時(shí)判斷各自動(dòng)作行為，從而快速切除故障，隔離故障點(diǎn)，保證無(wú)故障線路正常供電。

如圖3所示，本發(fā)明電力網(wǎng)絡(luò)式保護(hù)裝置線路原理框圖，在一種實(shí)施方式中，cup控制模塊端口包括ad輸入模塊、出口跳閘模塊、通信接口模塊、和調(diào)試接口，同時(shí)設(shè)置故障跳閘指示燈，用以顯示故障線路，起到故障指示的作用。

如表1所示，為采用圖1所示的實(shí)施方式，10kv進(jìn)行仿真的結(jié)果，對(duì)10kv系統(tǒng)故障類(lèi)型考慮了兩相接地短路，兩相短路，三相接地，三相短路等四種，每個(gè)故障點(diǎn)都考慮了上述四種故障方式。對(duì)各種相間故障過(guò)渡電阻影響很小，本發(fā)明提出的基于故障電流啟動(dòng)保護(hù)和方向選擇的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)均可靠動(dòng)作，準(zhǔn)確切除故障點(diǎn)。

表110kv仿真結(jié)果

如表2所示，為采用圖1所示的實(shí)施方式，400v（tn系統(tǒng)）進(jìn)行仿真的結(jié)果，對(duì)400v系統(tǒng)故障類(lèi)型考慮了單相接地，兩相接地短路，兩相短路，三相接地，三相短路等五種，每個(gè)故障點(diǎn)都考慮了上述五種故障方式。

表2400v仿真結(jié)果

針對(duì)本發(fā)明提出的根據(jù)自身所在保護(hù)單元?jiǎng)幼餍袨榕c相鄰保護(hù)單元?jiǎng)幼餍袨榻Y(jié)合判定線路故障點(diǎn)保護(hù)新原理，做了大量的仿真實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)仿真數(shù)據(jù)分析，以及與其它保護(hù)原理相比較，得出了本發(fā)明判定線路故障點(diǎn)不受過(guò)渡電阻大小和故障電流大小的影響，外部故障可根據(jù)動(dòng)作行為準(zhǔn)確判斷故障點(diǎn)。

如圖4結(jié)合表3所示，下面結(jié)合一種實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明所述線路故障判定依據(jù)，本實(shí)施例我們有如下約定：有故障電流，電流正方向，保護(hù)行為標(biāo)志1；有故障電流，電流反方向，保護(hù)行為標(biāo)志0；無(wú)故障電流，保護(hù)行為標(biāo)志0；負(fù)荷開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作條件，有故障電流動(dòng)作；保護(hù)根據(jù)判斷結(jié)果，確定保護(hù)是主保護(hù)、后備保護(hù)；本實(shí)施例電流正方向的確定，定義電流順時(shí)針為正方向，實(shí)際實(shí)施時(shí)也可根據(jù)實(shí)際接線進(jìn)行調(diào)整。

當(dāng)線路中存在故障時(shí)，如：故障點(diǎn)在4位置，s開(kāi)關(guān)有故障電流，電流正方向，保護(hù)行為標(biāo)志1，判定s開(kāi)關(guān)左右兩側(cè)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作行為和電流方向，如果s左側(cè)開(kāi)關(guān)啟動(dòng)1個(gè)開(kāi)關(guān)，s右側(cè)啟動(dòng)1個(gè)開(kāi)關(guān)，且均判定有故障電流，電流正方向，則s開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)入后備。

如故障點(diǎn)在3位置，s開(kāi)關(guān)保護(hù)裝置有故障電流，電流正方向，保護(hù)行為標(biāo)志1，s左側(cè)保護(hù)裝置啟動(dòng)一個(gè)，且電流方向?yàn)檎?，s左保護(hù)動(dòng)作行為標(biāo)志1，s右側(cè)保護(hù)裝置啟動(dòng)一個(gè)，且電流方向?yàn)榉?，保護(hù)動(dòng)作行為標(biāo)志0，s開(kāi)關(guān)保護(hù)裝置動(dòng)作，跳開(kāi)s開(kāi)關(guān)；同樣s右側(cè)保護(hù)裝置依據(jù)故障判定，跳開(kāi)s右側(cè)開(kāi)關(guān)，切除故障3。

同理所有故障都是先判定s開(kāi)關(guān)左右兩側(cè)開(kāi)關(guān)啟動(dòng)數(shù)量即s開(kāi)關(guān)左右兩側(cè)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作行為，再判定s開(kāi)關(guān)左右兩側(cè)的開(kāi)關(guān)電流方向，s開(kāi)關(guān)根據(jù)故障電流方向與相鄰開(kāi)關(guān)故障動(dòng)作啟動(dòng)行為來(lái)判定故障點(diǎn)位置，并實(shí)時(shí)上傳自身動(dòng)作行為，鄰近保護(hù)單元實(shí)時(shí)判定，發(fā)出指令切除故障點(diǎn)。

表3故障判定表

綜上所述，本發(fā)明一種電力網(wǎng)絡(luò)式智能保護(hù)裝置，采用“網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的原理和通訊技術(shù)”的結(jié)合的思想，由信號(hào)采集模塊，通信模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、出口控制模塊及cup控制模塊組成保護(hù)單元，若干保護(hù)單元接入串并聯(lián)線路，cup控制模塊進(jìn)行串并聯(lián)線路故障判別時(shí)，利用“判定故障電流方向與裝置動(dòng)作行為”兩者結(jié)合作為判據(jù)，本保護(hù)判據(jù)主要表現(xiàn)在與電路中電阻和電流大小均無(wú)關(guān)，只判定故障電流方向和裝置動(dòng)作行為，實(shí)現(xiàn)故障判定的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性，這是目前各種制動(dòng)方法所不具備的，實(shí)現(xiàn)了哪里有故障切除哪里，最大可能的保證無(wú)故障線路的正常供電，解決了多點(diǎn)供電、并聯(lián)供電、多級(jí)聯(lián)供電等復(fù)雜供電中存在的保護(hù)配置難，定值整定難，故障點(diǎn)不易確定等問(wèn)題。

以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所提出的方法進(jìn)行了示例性描述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想。對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。