[發(fā)明專利]一種設(shè)備狀態(tài)感知式110kV線路保護系統(tǒng)及實現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710873666.1
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107611945B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓偉;石光;馬偉東;劉磊;牛強;李貞;姜帥;周芝萍;姚肖璇;韓芳芳;李萌
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)河南省電力公司電力科學研究院;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;G01R31/327
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務(wù)所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳

本發(fā)明公開了一種設(shè)備狀態(tài)感知式110kV線路保護系統(tǒng)及實現(xiàn)方法，包括有繼電保護功能模塊、斷路器在線監(jiān)測模塊、綜合分析功能模塊和雙電源切換模塊；所述的繼電保護功能模塊通過光纜分別與合并單元、智能終端、過程層交換機相連接，構(gòu)成繼電保護裝置二次回路。本發(fā)明構(gòu)建主動防御型的110kV線路安全防護系統(tǒng)，實現(xiàn)110kV線路設(shè)備狀態(tài)感知、事故預(yù)警、繼電保護為一體，在減少斷路器故障的發(fā)生同時又快速切除故障，降低智能變電站設(shè)備投資和運維成本，實時保障電網(wǎng)的強壯性，如果繼電保護裝置能夠增加這種設(shè)備狀態(tài)感知的主動防御的報警功能，不僅可以優(yōu)化繼電保護原理，既減少故障的發(fā)生又快速切除故障，而且可以降低變電站設(shè)備投資和運維成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能變電站繼電保護技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種設(shè)備狀態(tài)感知式110kV線路保護系統(tǒng)及實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

目前，繼電保護裝置快速、準確地切除故障元件，只能減少故障帶來的危害而不能減少故障的發(fā)生，是被動的防御方式。隨著電力一次設(shè)備狀態(tài)檢測技術(shù)快速發(fā)展，當一次設(shè)備亞健康時發(fā)出報警信號，實現(xiàn)不停電狀態(tài)檢修，可以減少因設(shè)備故障帶來的停電次數(shù)，此為積極的防御方式。

現(xiàn)有的繼電保護裝置和一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測裝置按功能不同進行獨立配置，這種模式可靠性較高，任一裝置發(fā)生故障時也不會影響其他設(shè)備的正常運行，系統(tǒng)的可擴展性和可維護性較好。但是隨著單個電力元件容量的增加，如何減少元件故障率越來越重要，設(shè)備故障的發(fā)生往往是多種因素積累造成的。但是如果能將狀態(tài)檢測功能與保護功能合一，則保護不僅可以切除故障還可以減少故障的發(fā)生。

目前，國內(nèi)一些學者和設(shè)備制造商提出了高壓線路斷路器狀態(tài)監(jiān)測實現(xiàn)方法，在一定程度上解決了斷路器狀態(tài)監(jiān)測的問題。但是卻沒有利用斷路器狀態(tài)監(jiān)測的技術(shù)優(yōu)點，提升110kV線路繼電保護性能的研究報道。如申請?zhí)朇N201410136413.2的中國專利，發(fā)明專利的名稱為一種高壓線路斷路器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其包括：三相電流互感器、合閘霍爾元件、分閘霍爾元件、直流電壓變送器、操動機構(gòu)壓力變送器、微機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和微機監(jiān)測控制系統(tǒng)；此發(fā)明提供的高壓線路斷路器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的特點：可以及時發(fā)現(xiàn)斷路器的異?，F(xiàn)象，在斷路器尚未發(fā)生故障時，即對斷路器進行狀態(tài)檢修。該系統(tǒng)能夠有效的縮短停電時間，縮小斷路器檢修停電范圍，提高斷路器運行的可靠性。

又如申請?zhí)枮镃N201110263562.1的中國專利，發(fā)明專利的名稱為斷路器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其公開了如下內(nèi)容：一種斷路器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，包括斷路器、斷路器狀態(tài)監(jiān)測模塊和監(jiān)測裝置，斷路器狀態(tài)監(jiān)測模塊通過監(jiān)測斷路器可運動的零部件位置來監(jiān)測斷路器合閘、分閘狀態(tài)或故障脫扣狀態(tài)；斷路器狀態(tài)監(jiān)測模塊以通訊方式將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)測裝置；監(jiān)測裝置對多個斷路器狀態(tài)監(jiān)測模塊進行監(jiān)測。此發(fā)明能夠減少饋線屏內(nèi)的布線，使系統(tǒng)安裝簡潔、維護方便，并能提高系統(tǒng)的可靠性，同時，適應(yīng)了低壓電器智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展要求。

上述兩個發(fā)明專利均提供斷路器狀態(tài)監(jiān)測的技術(shù)解決方案，但是其均為單獨監(jiān)測，均未考慮狀態(tài)監(jiān)測與繼電保護的互相配合，在功能上二者與線路繼電保護均是互相獨立配置的，在設(shè)備投資方面仍需要對繼電保護裝置和斷路器狀態(tài)監(jiān)測裝置進行分別投入，整體投資成本較大，運行維護成本較高；在繼電保護性能方面，沒有利用狀態(tài)監(jiān)測采集的數(shù)據(jù)對繼電保護性能進行互補，硬件配置重復(fù)，接線復(fù)雜，信息共享不充分，缺乏全站系統(tǒng)層的協(xié)調(diào)和功能優(yōu)化。因此，針對上述問題，結(jié)合斷路器狀態(tài)監(jiān)測的技術(shù)特點，研究一種集成度高、造價低的智能變電站設(shè)備狀態(tài)感知式110kV線路保護系統(tǒng)及實現(xiàn)方法，提升智能變電站110kV線路繼電保護性能迫在眉睫。

變電站自動化技術(shù)的快速發(fā)展，IP通信網(wǎng)絡(luò)獲得了廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)處理能力與智能化水平大為提高，能支持更復(fù)雜的高級應(yīng)用，推動了變電站各種技術(shù)向集成性、適應(yīng)性和智能性方向發(fā)展，在保障電網(wǎng)安全運行可靠的前提下，將現(xiàn)有成熟應(yīng)用的功能、設(shè)備進行集成或整合符合技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，為實現(xiàn)智能變電站設(shè)備狀態(tài)感知式110kV線路保護技術(shù)創(chuàng)造了條件。

發(fā)明內(nèi)容