一种电力网络保护装置和系统的制作方法

本发明涉及电网保护技术领域，具体涉及一种电力网络保护装置和系统。

背景技术：

如今电已经深入到千家万户，电网的安全保护问题越来越受到关注。随着通信技术、自动化技术和人工智能技术的发展，电力保护技术也在不断进步。电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产和消费系统。

目前，电力系统保护技术主要是单独针对故障元件进行继电保护，然而，简单的切除故障设备会对整个电力系统产生影响；通过安全自动化装置构建电力系统另一道安全防护，由于继电保护装置与安全自动化装置之间完全分开布置，各装置之间的保护功能相对单一、孤立；再加上安全自动化装置采用事后控制的方式，事故处理速度缓慢。

因此，如何构建一种有效的电气设备网络保护，提高电气设备故障事故的处理速度是目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明公开了一种电力网络保护装置和系统，能够将设备保护与安全自动化控制联系起来，实现快速处理电气设备故障事故的目的。

本发明公开了一种电力网络保护装置，包括：

采集单元、基本保护单元和控制单元；

其中，所述采集单元与所述基本保护单元、所述控制单元通过传输网络连接；所述采集单元用于实时采集与所述网络保护装置的各电气设备的电气量信息，并将采集到的所述电气量信息经所述传输网络发送给所述基本保护单元和所述控制单元；

所述基本保护单元根据接收到的所述电气量信息对所述电气设备中发生故障的设备下达指令进行保护动作；

所述控制单元根据接收到的所述电气量信息下发控制指令，以便进行所述保护动作前后的适应性安全调节控制。

优选的，所述装置，还包括：

智能转换单元；

其中，所述智能转换单元通过所述传输网络与所述基本保护单元和控制单元连接，用于对所述基本保护单元和控制单元的下达的指令进行转化，以获得所述电气设备识别的电气化指令。

优选的，所述采集单元，包括：

光电流互感器；

其中，所述光电流互感器用于采集所述网络保护装置连接的各电气设备的电流信息。

优选的，所述采集单元，包括：

光电压互感器；

其中，所述光电压互感器用于采集所述网络保护装置连接的各电气设备的电压信息。

优选的，所述采集单元、所述基本保护单元以及所述控制单元之间通过光纤传输网络进行通信。

优选的，所述采集单元与所述基本保护单元、所述控制单元通过第一传输网络和第二传输网络连接；

其中，所述第一传输网络和第二传输网络用于同步传输所述采集单元采集的电气量信息，并且还用于传输所述基本保护单元下达的动作指令和所述控制单元下达的控制指令。

本发明公开了一种电力网络保护系统，包括：

发电网络保护单元、输电网络保护单元、变电网络保护单元和配电网络保护单元；

其中，所述发电网络保护单元、输电网络保护单元、变电网络保护单元和配电网络保护单元分别包含一个或多个权利要求1-6任意一项的网络保护装置，所述发电网络保护单元、输电网络保护单元、变电网络保护单元和配电网络保护单元之间进行相互通信。

优选的，所述发电网络保护单元、输电网络保护单元、变电网络保护单元和配电网络保护单元之间通过专网实现相互通信；

其中，所述发电网络保护单元、输电网络保护单元、变电网络保护单元和配电网络保护单元中任一网络保护装置的控制单元下发的控制指令通过专网传送到另一网络保护单元，实现各网络保护单元之间的通信。

优选的，所述系统，还包括：

调度单元；

其中，所述调度单元分别与所述发电网络保护单元、输电网络保护单元、变电网络保护单元和配电网络保护单元连接，用于将所述发电网络保护单元、输电网络保护单元、变电网络保护单元和配电网络保护单元中任一网络保护装置的控制单元下发的控制指令经所述调度单元传送到另一网络保护单元，实现所述发电网络保护单元、输电网络保护单元、变电网络保护单元和配电网络保护单元之间的通信。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：本发明公开了一种电力网络保护装置，其中，采集单元能够实时采集与所在网络保护装置连接的各电气设备的电气量信息，并将采集到的所述电气量信息经传输网络发送给基本保护单元和控制单元，从而将电气设备的保护与安全自动化控制联系起来；所述基本保护单元根据接收到的电气量信息对与所述网络保护装置连接的发生故障的电气设备下达指令进行保护动作，实现对电气设备的网络保护，并且，所述控制单元根据接收到的电气量信息下达控制指令进行所述保护动作前后的调节控制，能够在保护动作后快速进行自适应调节控制各电气量，避免其他电气设备受故障事故的影响，从而提高电气设备故障事故的处理速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例公开的一种电力网络保护装置的结构图；

图2是本发明另一实施例公开的一种电力网络保护装置的结构图；

图3是本发明实施例公开的一种电力网络保护系统的结构图；

图4是本发明另一实施例公开的一种电力网络保护系统的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种电力网络保护装置101，参见图1，所述装置包括：

采集单元102、基本保护单元103和控制单元104；

其中，所述采集单元102与所述基本保护单元103、所述控制单元104通过传输网络连接；所述采集单元102实时采集与所述网络保护装置101连接的各电气设备的电气量信息，并将采集到的所述电气量信息经所述传输网络发送给所述基本保护单元103和所述控制单元103。其中电气量信息是指在电力系统中与电有直接关系的参数，常见有电压值，电流值、频率、阻抗、电容等等。本实施例中，优选的电气量采用稳定性较好的光电流、光电压电气量，分别由光电流互感器、光电压互感器采集得到。

所述基本保护单元103根据接收到的所述电气量信息对所述电气设备中发生故障的设备下达指令进行保护动作；其中，保护动作主要是对发生故障的电气设备进行断开隔离，主要是将与电气设备连接的继电器、断路器或者隔离开关等一次设备进行断开操作，从而实现对电气设备的隔离保护。

所述控制单元104根据接收到的所述电气量信息下发控制指令，以进行所述保护动作前后的适应性安全调节控制；其中，所述适应性安全调节控制主要是指防止电力系统失去稳定和避免电力系统发生大面积停电而进行的自动保护控制，如备用电源自投、自动联切负荷、自动低频(低压)减负荷、事故减功率、事故切机、电气制动、自动解列、振荡解列及自动快速调节励磁等。

需要说明的是，所述采集单元102与所述基本保护单元103、所述控制单元104和电气设备共同组成一个网络。其中，所述采集单元102能采集网络中各电气设备的所有电气量，并将采集到的电气量提供给基本保护单元103及控制单元104，这样，电气设备的保护功能不再是孤立的，而是统一采集网络中各电气设备的电气量信息，再由基本控制单元103根据采集到的电气量信息对发生故障的设备下达指令进行隔离保护，这样大大减少了电力系统中装置的数量，简化回路结构，需要支付的装置成本和人工成本降低。并且控制单元104也是实时获取网络中各电气量信息，当基本保护单元103对发生故障的电气设备进行切除动作之前，控制单元104会根据电气量信息下发控制指令，根据提前设定的自适应性安全控制策略进行切除动作前的适应性安全调节控制，从而避免隔离故障设备对电力系统产生影响。也就是说，本实例中的控制单元104能够在保护动作前实施安全调节控制，对隔离故障电气设备可能受到影响的其他设备进行保护，这样在基本保护单元103对故障电气设备进行隔离保护后，电力系统内的各电气量依然保持平衡。本实施例中的控制单元104针对单纯的事后控制来说，电气设备故障事故的处理速度得到提高。

本实施例中，采集单元102能够实时采集与所在网络保护装置101连接的各电气设备的电气量信息，并将采集到的所述电气量信息经传输网络发送给基本保护单元103和控制单元104，从而将电气设备的保护与安全自动化控制联系起来；所述基本保护单元103根据接收到的电气量信息对与所述网络保护装置101连接的发生故障的电气设备下达指令进行保护动作，实现对电气设备的网络保护，并且，所述控制单元104根据接收到的电气量信息下达控制指令进行所述保护动作前后的调节控制，能够在保护动作前自适应调节控制各电气量，避免其他电气设备受故障事故的影响，从而提高电气设备故障事故的处理速度。

优选的，另一实施例中，参见图2，所述电力网络保护装置，还包括：

智能转换单元105；其中，所述智能转换单元105通过所述传输网络与所述基本保护单元103和控制单元104连接，用于对所述基本保护单元103和控制单元104的下达的指令进行转化，以获得所述电气设备识别的电气化指令。

需要说明的是，基本保护单元103和控制单元104通过传输网络下达的控制指令，优选的，传输网络为光纤传输网络，所以基本保护单元103和控制单元104下达的控制指令为数字化信号，而光信号不能直接作用于电气设备，需要经所述智能转换单元105转化成电气化命令才能都被电气设备识别。

优选的，另一实施例中，参见图2，所述采集单元102与所述基本保护单元103、所述控制单元104通过第一传输网络和第二传输网络连接；

其中，所述第一传输网络和第二传输网络用于同步传输所述采集单元102采集的电气量信息，并且还用于传输所述基本保护单元103下达的动作指令和所述控制单元104下达的控制指令。

本实施例中，采用第一传输网络和第二传输网络同时进行数据传输，保证了数据传输的可靠性，也就是说，当第一传输网络或第二传输网络遭到损坏，数据可以通过另一传输网络进行传输，确保基本保护单元103下达的动作指令和控制单元104下达的控制指令传送到相应的电气设备，从而提高网络保护的可靠性。

优选的，另一实施例中，公开了一种电力网络保护系统111，参见图3，所述系统包括：

发电网络保护单元106、输电网络保护单元107、变电网络保护单元108和配电网络保护单元109；

其中，所述发电网络保护单元106、输电网络保护单元107、变电网络保护单元108和配电网络保护单元109分别包含一个或多个上述实施例中包含网络保护装置101。例如，发电网络保护单元106针对多个发电厂的电气设备进行保护，考虑到地理条件的限制，每个发电厂都要布置一个网络保护装置，以便于保护装置的管理。所述发电网络保护单元106、输电网络保护单元107、变电网络保护单元108和配电网络保护单元109之间进行相互通信。

需要说明的是，按照潮流方向，将网络保护分为发电网络保护、输电网络保护、变电网络保护、配电网络保护四级，对应的保护单元即为发电网络保护单元106、输电网络保护单元107、变电网络保护单元108和配电网络保护单元109。其中，发电网络保护单元106是针对发电厂的网络保护，输电网络保护单元107是对送变电线路的网络保护，变电网络保护单元108是对供变电所的网络保护，配电网络保护单元109是对配电有关电气设备的网络保护。

优选的，所述发电网络保护单元106、输电网络保护单元107、变电网络保护单元108和配电网络保护单元109之间通过专网实现相互通信；其中，所述发电网络保护单元106、输电网络保护单元107、变电网络保护单元108和配电网络保护单元109中任一网络保护装置的控制单元下发的控制指令通过专网传送到另一网络保护单元，实现各网络保护单元之间的通信。

本实施例中，通过将整个电力系统按功能划分为发电网络保护单元106、输电网络保护单元107、变电网络保护单元108和配电网络保护单元109四部分网络保护，并且各网络保护单元之间通过专网进行相互通信。例如，与发电网络保护单元106连接的电气设备发生故障，如果切除这个故障设备，会对与输电网络保护单元107连接的电气设备产生影响。当发电网络保护单元106内的某一网络保护装置的采集单元采集到异常电气量信息，相应的基本保护单元在进行隔离故障设备动作之前，为保证整个电力系统的电气量的稳定性，相应的控制单元将控制指令通过专网传输到输电网络保护单元107内的控制单元中，所述输电网络保护单元107内的控制单元再根据控制指令进行相应的安全调节控制，从而保证整个电力系统的稳定性。

优选的，另一实施例中，参见图4，所述电力网络保护系统，还包括：

调度单元110；

其中，所述调度单元110分别与所述发电网络保护单元106、输电网络保护单元107、变电网络保护单元108和配电网络保护单元109连接，用于将所述发电网络保护单元106、输电网络保护单元107、变电网络保护单元108和配电网络保护单元109中任一网络保护装置的控制单元下发的控制指令经所述调度单元110传送到另一网络保护单元，实现所述发电网络保护单元106、输电网络保护单元107、变电网络保护单元108和配电网络保护单元109之间的通信。

需要说明的是，本实施例中任一网络保护单元下发的控制指令都要经过调度单元110才能发送到其他网络保护单元中，也就是说，所述调度单元110能够根据接收的控制指令信息，将所述控制指令下发到相应的网络保护单元进行安全调节控制，实现各网络保护单元之间的自适应调节控制，从而保证整个电力系统的稳定性。相对于各网络保护单元之间通过专网进行通信，通过调度单元110实现各网路保护单元之间的相互通信成本低，只需在现有的调度平台上增加控制指令的调度功能，利用现有的传输网络就可以实现各网络保护单元之间的相互通信，而通过在各网络保护单元之间重新铺设专网来实现相互通信成本较高，并且施工复杂。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。