一种接地故障切除装置、系统及方法与流程

本发明涉及配电网接地保护，尤其涉及一种接地故障切除装置、系统及方法。

背景技术：

1、当发生线路接地故障时，会对电力系统造成损害，影响供电。为了提升供电的可靠性，传统的技术是通过采用中性点经消弧线圈接地的方式，降低接地故障带来的风险。而在采用中性点经消弧线圈接地的电力系统中，其利用接地线路所产生的容性故障电流和零序电压，并通过自身消弧选线装置确定故障线路，并对故障线路进行电流补偿，减少故障电流。然而由于在采用中性点经消弧线圈接地的电力系统中，接地电流较小，干扰因素多，选线的成功率低、故障时间长，易造成人身或设备损害。因此，现有的变电站内的10kv配电网系统接地方式由经消弧线圈接方式改为经小电阻接地方式，此方式利用小电阻、接地变中性点与线路接地故障点之间形成零序电流通路，当配电网线路发生接地故障时，由站内馈线保护装置的零序电流保护快速跳开馈线开关，隔离故障。

2、然而，在中性点经小电阻接地系统中，尤其是10kv配电网经小电阻接地系统中，当配电线路经高阻接地故障时，线路产生的零序电流很小，虽然零序电流保护可以启动，但是由于产生的零序电流值达不到保护动作定值，故障线路不能快速跳闸，而长时间故障会导致人身伤害或设备损失，并且当多条配电线路同时发生同相高阻接地故障时，每条馈线的零序电流值达不到其预设的保护动作定值，但流经接地变保护和主变低后备保护的总故障电流可能超过了接地变保护动作值或主变低后备保护动作值，因此当故障时间超过上一级后备保护动作时限时，接地变或主变低后备保护就会越级动作，跳开主变变低开关使母线失压，使故障范围扩大，造成大面积停电，扩大了影响面，降低了供电可靠性。

技术实现思路

1、本发明提供了一种接地故障切除装置、系统及方法，解决了当配电线路经高阻接地时，现有技术难以精准确定和切除故障线路的技术问题。

2、本发明一方面提供了一种接地故障切除装置，包括：接地变保护模块、选线模块、各馈线保护模块；

3、各所述馈线保护模块与所述选线模块连接，用于当检测到高阻接地故障时，向所述选线模块发出第一保护启动信号；

4、所述接地变保护模块与所述选线模块连接，用于当检测到高阻接地故障时，向所述选线模块发出第二保护启动信号；

5、所述选线模块用于当均接收到第一保护启动信号和第二保护启动信号时，向所述第一保护启动信号对应的馈线保护模块，发送跳闸命令。

6、可选地，所述选线模块包括：馈线故障判断单元、系统故障判断单元、线路选择单元；所述线路选择单元的数量与所述馈线保护模块的数量一致；

7、所述馈线故障判断单元的各输入端分别与各所述馈线保护模块连接，所述馈线故障判断单元的输出端与所述系统故障判断单元的一输入端连接，用于当接收到至少一个所述馈线保护模块输出的第一保护启动信号时，输出第一导通信号至所述系统故障判断单元；

8、所述系统故障判断单元的另一输入端与所述接地变保护模块连接，所述系统故障判断单元的输出端分别与各所述线路选择单元的一输入端连接，用于当均接收到所述第一导通信号和第二保护启动信号时，向各所述线路选择单元输出第二导通信号；

9、各所述线路选择单元的另一输入端分别与各所述馈线保护模块一一连接，各所述线路选择单元的输出端分别与各所述馈线保护模块一一连接，用于接收到所述第二导通信号和所述第一保护启动信号时，向所述馈线保护模块输出跳闸命令。

10、可选地，所述馈线故障判断单元为或门；所述系统故障判断单元为与门。

11、可选地，所述线路选择单元包括：线路选择子单元和延时子单元；

12、所述线路选择子单元与所述延时子单元连接，用于将所述跳闸命令输出至所述延时子单元；

13、所述延时子单元与所述馈线保护模块连接，用于当经过预设的延时时间后，将所述跳闸命令输出至所述馈线保护模块。

14、可选地，所述线路选择子单元为与门。

15、可选地，所述馈线保护模块还用于当接收到跳闸命令时，判断自身是否已生成所述第一保护启动信号，若是，则执行跳闸操作。

16、可选地，所述馈线保护模块包括：

17、检测单元，分别与所述选线模块的输入端、判断单元的输入端连接，用于当检测到高阻接地故障时，生成第一保护启动信号，并将所述第一保护启动信号发送至所述选线模块和所述判断模块；

18、所述判断单元，分别与所述选线模块的输出端、所述检测单元连接，用于当均接收到跳闸命令和所述第一保护启动信号时，输出跳闸执行命令至执行单元；

19、所述执行单元，用于当接收到跳闸执行命令时，执行跳闸操作。

20、可选地，所述馈线保护模块包括第一段馈线保护模块和第二段馈线保护模块；各所述第一段馈线保护模块、所述接地变保护模块和所述选线模块设置于第一段母线上，各所述第二段馈线保护模块设置于第二段母线上，所述第一段母线和所述第二段母线通过母线并列运行压板连接，并通过所述母线并列运行压板连接至主变压器；

21、所述选线模块还包括：分段接线故障判断单元、信息接收单元；所述馈线故障判断单元包括第一馈线故障子单元和第二馈线故障子单元；

22、各所述第一段馈线保护模块，与所述第一馈线故障子单元连接，用于当检测到高阻接地故障时，向所述第一馈线故障子单元发出第一一保护启动信号；

23、所述第一馈线故障子单元，与所述分段接线故障判断单元连接，用于当接收到至少一个所述第一一保护启动信号，输出第一一导通信号至所述分段接线故障判断单元；

24、各所述第二段馈线保护模块，与所述第二馈线故障子单元连接，用于当检测到高阻接地故障时，向所述第二馈线故障子单元发出第一二保护启动信号；

25、所述第二馈线故障子单元，与所述信息接收单元，用于当接收到至少一个所述第一二保护启动信号时，输出第一二导通信号至所述信息接收单元；

26、所述母线并列运行压板，与所述信息接收单元连接，用于当所述系统并列运行时，输出第三导通信号至所述信息接收单元；

27、所述信息接收单元，与所述分段接线故障判断单元，用于当均接收到所述第一二导通信号和所述第三导通信号时，输出第四导通信号至所述分段接线故障判断单元；

28、所述分段接线故障判断单元，与所述系统故障判断单元连接，用于当接收到所述第一一导通信号和/或所述第四导通信号时，输出第五导通信号至所述系统故障判断单元；

29、所述系统故障判断单元，用于当接收到所述第五导通信号和所述第二保护启动信号时，向各所述线路选择单元输出所述第二导通信号。

30、本发明另一方面提供了一种接地故障切除系统，包括接地变保护选择模块和如上所述的装置，其中，接地变保护模块为多个；

31、多个所述接地变保护模块，分别与所述接地变保护选择模块的输入端连接，用于当检测到高阻接地故障时，向所述接地变保护选择模块发出第二保护启动信号；

32、所述接地变保护选择模块的输出端与选线模块连接，用于当接收到至少一个所述第二保护启动信号时，生成第三保护启动信号，并将所述第三保护启动信号传输至所述选线模块；

33、所述选线模块，用于当接收到所述第三保护启动信号和第一保护启动信号时，向所述第一保护启动信号对应的馈线保护模块，发送跳闸命令。

34、本发明另一方面提供了一种接地故障切除方法，应用于如上所述的装置，所述方法包括：

35、当检测到高阻接地故障时，各馈线保护模块向选线模块发出第一保护启动信号；

36、当检测到高阻接地故障时，接地变保护模块向所述选线模块发出第二保护启动信号；

37、当均接收到第一保护启动信号和第二保护启动信号时，所述选线模块向所述第一保护启动信号对应的馈线保护模块，发送跳闸命令。

38、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

39、本发明提供了一种接地故障切除装置，包括：接地变保护模块、选线模块、各馈线保护模块；各所述馈线保护模块与所述选线模块连接，用于当检测到高阻接地故障时，向所述选线模块发出第一保护启动信号；所述接地变保护模块与所述选线模块连接，用于当检测到高阻接地故障时，向所述选线模块发出第二保护启动信号；所述选线模块用于当均接收到第一保护启动信号和第二保护启动信号时，向所述第一保护启动信号对应的馈线保护模块，发送跳闸命令。

40、在本发明中，当检测到配电线路发生高阻接地故障时，接地变保护模块和各馈线保护模块启动零序保护，并分别向选线模块发送第二保护启动信号和第一保护启动信号，实现了当发生高阻接地故障时，零序电流保护的启动；并且，当均接收到第一保护启动信号和第二保护启动信号之后，选线模块向发出第一保护启动信号的馈线保护模块，发出跳闸命令，从而可以准确确定已发生高阻接地故障的馈线，并切除发生高阻接地故障的馈线，避免了现有技术中当单条馈线产生的零序电流值很小，达不到其自身设定的动作保护定值，导致不能快速跳闸的情况，同时避免了上一级后备保护越级动作，导致故障范围扩大的情况，提升了供电可靠性。