中压母差保护装置的制作方法

本发明是关于差动保护技术，特别是关于一种中压母差保护装置。

背景技术：

据统计，我国300mw及以上发电机组近2000台，全国10kv用户总容量约29.17亿千伏安。据估算，电网与电厂侧10kv(6kv)母线约10万段，因此，中压母线在配电网结构中具有举足轻重的作用。但现有的中压配电母线均未配置成熟的快速保护装置，而且母线短路电流水平较高，负荷开关操作频繁，易发生短路故障，且一旦发生短路故障，极易引发母线严重烧损的恶性事故，修复故障长达数月时间。

常规母线差动保护装置，由于其间隔数受限，一般三相ct(电流互感器)的情况下，仅满足不足26间隔的要求，对于每段中压间隔过多的母线不适用。另外，如果间隔过多，cpu的占有率将会过高，影响装置快速性、可靠性及稳定性。

技术实现要素：

本发明提供了一种中压母差保护装置，以进行高数量间隔的中压配电母线的差动保护。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种中压母差保护装置，该中压母差保护装置包括：多个支路电流采集单元，差动保护单元及ct监控选判装置；所述支路电流采集单元的输出端连接所述差动保护单元，母线的进线通过一ct连接所述差动保护单元；

多个负荷支路ct的二次侧各分相电流及二次侧零序电流同极性穿入对应的所述支路电流采集单元进行电磁合流，所述支路电流采集单元将产生的电磁合流送入所述差动保护单元；

所述进线的电流接入所述差动保护单元；

所述差动保护单元根据所述进线的电流、分相电流的电磁合流及断线电流的电磁合流进行母线故障判别及ct断线闭锁母差保护；

所述ct监控选判装置根据所述负荷支路ct的二次侧零序电流，进行断线判别。

一实施例中，所述ct监控选判装置包括：

多个微型剩余电流互感器，所述负荷支路ct的二次侧电流同极穿入对应所述微型剩余电流互感器；

微处理器，连接所述微型剩余电流互感器，接收所述微型剩余电流互感器输出的电压量，根据所述电压量进行断线判别。

一实施例中，所述差动保护单元具体用于：所述差动保护单元根据所述进线的电流及分相电流的电磁合流判断电流值是否达到差动保护定值；并在电流值达到差动保护定值时判断断线电流的电磁合流是否为零。

一实施例中，如果断线电流的电磁合流为零，开放所述差动保护单元出口。

一实施例中，如果所述微处理器判别发生ct断线，则进行回路异常报警，并定位故障支路。

一实施例中，所述支路电流采集单元，差动保护单元及ct监控选判装置集成至一个屏柜中。

利用本发明，可以进行高数量间隔的中压配电母线的差动保护，大幅降低了母差保护cpu负载率，提高了保护装置的可靠性。

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为本发明实施例的中压母差保护装置的结构示意图；

图2为电流采集单元11的电磁合流示意图；

图3为差动保护单元12的结构示意图；

图4为本发明实施例的ct监控选判装置的结构示意图。

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。

图1为本发明实施例的中压母差保护装置的结构示意图，如图1所示，该中压母差保护装置包括：支路电流采集单元11，差动保护单元12、ct监控选判装置13、支路电流采集单元20。其中，支路电流采集单元11的输出端连接差动保护单元12，母线15的进线16通过一电流互感器(ct)14连接差动保护单元12。图1中，l1及l2分别代表不同负载支路。

一实施例中，支路电流采集单元可以采用穿心式电流互感器。

多个负荷支路(图中仅示出了ct17及ct18两个支路，负荷支路的数量不以此为限)的二次侧各分相电流同极性穿入对应的支路电流采集单元11进行电磁合流，支路电流采集单元11将产生的电磁合流通过线路19送入差动保护单元12。

需要说明的是，由于负荷支路ct17及ct18的二次侧具有三相，本发明需要提供三个支路电流采集单元11，多个负荷支路ct17的二次侧相同相别分相电流及二次侧零序电流同极性穿入对应其中一个支路电流采集单元11。即，负荷支路ct17的二次侧a相及ct18的二次侧的a相同极性穿入同一个支路电流采集单元11，负荷支路ct17的二次侧b相及ct18的二次侧的b相同极性穿入另一个支路电流采集单元11，负荷支路ct17的二次侧c相及ct18的二次侧的c相同极性穿入第三个支路电流采集单元11，图1中仅示出了负荷支路ct17的二次侧a相及ct18的二次侧的a相同极性穿入同一个支路电流采集单元11的情况。

多个负荷支路ct17及ct18的二次侧零序电流同极性穿入支路电流采集单元20，然后分别回到负荷支路ct17及ct18的n相端。

每个负荷支路的a、b、c三相电流，从对应的支路电流采集单元11穿出后，都需要进行三相合流，然后进入支路电流采集单元20，通过线路21进入负荷支路ct17的n相端22。以负荷支路ct17为例，负荷支路ct17的a、b、c三相电流从对应的支路电流采集单元11穿出后，进行三相合流，然后进入支路电流采集单元20，通过线路21进入负荷支路ct17的n相端22。

负荷支路ct17及ct18为专用ct绕组，专用ct绕组配置到每个中压负荷开关柜中。

图2为电流采集单元11的电磁合流示意图，假设存在n个负荷支路(图1总n为2)，n个负荷支路ct17的二次侧的同一相的分相电流均接入支路电流采集单元11，电流采集单元11计算生成n个负荷支路ct17的二次侧分相电流的电磁合流(总电流)；n个负荷支路ct17的二次侧零序电流(断线电流)均接入电流采集单元20，电流采集单元20计算生成n个负荷支路ct17的二次侧零序电流的电磁合流(总电流)。

另外，进线16的电流也需要接入差动保护单元12，如图1所示，进线16的电流通过线路19送入差动保护单元12。

差动保护单元12接支路电流采集单元11产生的分相电流的电磁合流、支路电流采集单元20产生的断线电流的电磁合流及进线16的电流，根据进线16的电流、分相电流的电磁合流及断线电流的电磁合流进行母线故障判别及ct断线闭锁母差保护。

具体地，差动保护单元12可以根据进线的电流、分相电流的电磁合流及断线电流的电磁合流进行差动电流与制动电流的计算，当差动电流位于差动保护曲线上方时，进一步判断断线电流的电磁合流是否为零。如果断线电流的电磁合流为零，开放所述差动保护单元出口(差动保护动作)，如果断线电流的电磁合流不为零，闭锁差动保护单元的出口。

图3为差动保护单元12的结构示意图，如图3所示，差动保护单元12的输入包括进线16的电流31、分相电流的电磁合流32及断线电流的电磁合流33，差动保护单元12连接继电器，当判断进线的电流及分相电流的电磁合流的电流值达到差动保护定值且断线电流的电磁合流不为零，闭锁差动保护单元的出口，不执行跳闸操作；如果判断进线的电流及分相电流的电磁合流的电流值达到差动保护定值，且断线电流的电磁合流为零，开放差动保护单元的出口，执行跳闸操作。

另外，ct监控选判装置13根据负荷支路ct的二次侧电流进行零序电流判别，进而判断ct是否断线。

一实施例中，如图4所示，ct监控选判装置包括：多个微型剩余电流互感器41及微处理器42。

多个微型剩余电流互感器41，负荷支路ct的二次侧三相电流同极穿入对应微型剩余电流互感器41。微型剩余电流互感器41接收电流信号，将二次侧零序电流转化为电压信号(电压量)。

微处理器42，连接各微型剩余电流互感器41，接收微型剩余电流互感器输出的电压量，根据电压量进行断线判别。具体地，微处理器42可以判断该电压量是否为零，如果不为零，说明发生断线，此时微处理器42进行回路异常报警，并正确定位故障支路。

本发明具体实施时，支路电流采集单元，差动保护单元及ct监控选判装置集成至一个屏柜中，屏柜中设有端子排。每个负荷支路的a、b、c三相电流，在穿入对应的支路电流采集单元11之前，可以先接入到屏柜端子排上(也可以不接到端子排上)，然后进入对应的支路电流采集单元11。每个负荷支路的a、b、c三相再从对应的支路电流采集单元11穿出之后，可以先接到屏柜对应的端子排上进线合流，电流合流之后，再进入支路电流采集单元20，然后再接到屏柜对应的端子排上(也可以不接到端子排上)，最后通过线路21进入负荷支路ct17(仅以ct17为例进行说明)的n相端22。

因中压配电母线间隔数过多，现有母差保护装置不适用于多间隔，故均未配置成熟的快速保护装置。而母线短路电流水平较高，负荷开关操作频繁，易发生短路故障，且一旦发生短路故障，因无快速保护，极易引发母线严重烧损的恶性事故，并且修复故障长达数月时间。

利用本发明的中压母差保护装置，可以进行高数量(超过26间隔)间隔的中压配电母线的差动保护，大幅降低了母差保护cpu负载率，提高了保护装置的可靠性。

本发明的中压母差保护装置首次应用电磁合流原理实现ct断线判别功能，因具备ct断线可靠闭锁差动保护功能，灵敏度大幅提高数倍。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。