一种变电站线路保护系统及其应用方法与流程

本发明涉及线路保护领域，尤其涉及一种变电站线路保护系统及其应用方法。

背景技术：

1、变电站线路是指将输电网中的高压电能转换为适合配送和使用的低压电能的一种设施，它通常由高压输电线路、变电设备和配电线路组成，变电站线路连接了高压输电网和低压配电网，是电能从生产地传输到使用地的桥梁和关键节点，为了保障变电站线路的正常使用和运行，需要实时对变电站线路进行监测保护，现有系统在对变电站线路进行保护时，按照特定模式对线路进行区域划分，其区域划分较为固定，在线路出现差动、过流、过压、欠压等问题时，容易因为保护区域的划分问题导致其他正常区域受到波及，使得整个电网陷入无法使用的状态，极大地影响了电力输送。

2、因此针对上述问题现在研发一种变电站线路保护系统。

技术实现思路

1、为了克服现有系统按照特定模式对线路进行区域划分，其区域划分较为固定，在线路出现差动、过流、过压、欠压等问题时，容易因为保护区域的划分问题导致其他正常区域受到波及，使得整个电网陷入无法使用的状态，极大地影响了电力输送的缺点，本发明提供一种变电站线路保护系统。

2、本发明的技术方案是：一种变电站线路保护系统及其应用方法，包括有：

3、测量和采样模块，所述测量和采样模块使用电流互传器、电压互感器和采样器组件，安装在变电站线路内，对电流和电压进行测量和采样，获取变电站线路中的电器参数数据；

4、数据处理和分析模块，所述数据处理和分析模块通过安装的微处理器和数字信号处理器来接收所述测量和采样模块的数据，并对数据进行处理分析，同时依靠算法支持建立数据库；

5、差动保护模块，所述差动保护模块配置有差动保护装置，所述差动保护模块能够比较进入和离开保护区域的电流值，依靠判定对保护区域进行灵活调整和划分，在电流差异超过设定阈值后触发保护动作，向相应断路器发送三相电流脱扣信号。

6、作为本发明的一个优选，所述差动保护模块包括有：

7、硬件设备，所述硬件设备为差动保护装置，所述差动保护装置负责检测电流在保护区域内的综合，比较进入和离开保护区域的电流来检测差异，操作人员在硬件设备上输入监测阈值，依靠设定的监测阈值来进行判定；

8、故障定位模块，所述故障定位模块通过所述测量和采样模块内的所述电流互传器来确认电流相位，从而确定故障位置；

9、保护区域划分模块，所述保护区域划分模块采用软件和算法结合的方式，对保护区域进行合理划分，灵活计算出合适的保护范围。

10、作为本发明的一个优选，所述保护区域划分模块包括有：

11、拓扑分析模块，所述拓扑分析模块使用电气网络拓扑分析工具对电力系统进行分析，识别出需要保护的各个区域以及不同区域之间的电气连接关系，确定保护边界；

12、负载分布模块，所述负载分布模块根据系统负载数据和负载预测结果，评估各个区域内的负载情况，优化保护区域的划分，进行负载均衡；

13、故障频率分析模块，所述故障频率分析模块分析历史故障数据和系统运行情况，评估不同区域内的故障频率，确定重点保护区域；

14、通信网络设计模块，所述通信网络设计模块设计有通信网络的拓扑结构和通信协议。

15、作为本发明的一个优选，所述保护区域划分优化的方式为：

16、假设有n个保护装置，m个故障点，则故障点与保护装置之间的距离矩阵为d，保护区域决策变量为x，其中x[i，j]＝1表示第i个保护装置覆盖第j个故障点，x[i，j]＝1表示不覆盖，此时优化目标可以表示为

17、同时需要满足约束条件为：

18、其一，每个故障点必须被至少一个保护装置覆盖，其中，

19、其二，每个保护装置的覆盖范围不能超过其最大的覆盖半径：其中，ri是第i个保护装置的最大覆盖半径。

20、作为本发明的一个优选，还包括有通信模块，所述通信模块用于与其他设备或者系统进行通信处理，包括有控制中心和保护设备。

21、作为本发明的一个优选，还包括有人机界面，所述人机界面提供与保护系统交互的界面，包括有操作面板、显示屏和报警器，提供实时监测和操作控制的功能。

22、作为本发明的一个优选，还包括有电源供应模块，所述电源供应模块提供直流电源和备用电源，为系统提供所需的电源供应。

23、一种变电站线路保护系统的应用方法，具体步骤如下：

24、步骤1：选择合适的电流互传器、电压互感器、采样器组件以及保护装置和控制装置，将选择好的各个组件安装在变电站中；

25、步骤2：将保护系统与变电站监控系统、远程通信网络进行联调，确保数据传输和信息交互正常，之后再将保护系统集成到整个变电站自动化系统中，实现数据共享和联动控制；

26、步骤3：根据具体的电力系统参数配置保护装置的设置，调整好所需要的监测阈值后投入使用，并使用监控系统对保护系统进行实时监测；

27、步骤4：在使用过程中依靠软件和算法对保护区域进行合理划分，灵活计算出合适的保护范围，对变电站线路进行灵活保护。

28、通过采用上述技术方案，本发明具有如下优点：

29、1、本发明通过保护区域划分模块内部模块的相互配合，针对不同的变电站线路分布划分出对应合理的保护区域，避免保护区域过大或者过小，提高保护系统的灵活性和可靠性，同时对变电站的特定区域进行保护，使得只有受影响的部分被隔离，而不会影响整个电网的运行。

30、2、本发明能够快速检测到故障，并迅速采取保护动作，以最大程度地减少设备损坏和系统中断的可能性，同时检测到较小的电流差异，有效地识别线路或设备中的故障。

技术特征：

1.一种变电站线路保护系统及其应用方法，其特征在于，包括有：

2.基于权利要求1所述的一种变电站线路保护系统及其应用方法，其特征在于，所述差动保护模块包括有：

3.基于权利要求2所述的一种变电站线路保护系统及其应用方法，其特征在于，所述保护区域划分模块包括有：

4.基于权利要求2所述的一种变电站线路保护系统及其应用方法，其特征在于，所述保护区域划分优化的方式为：

5.基于权利要求1所述的一种变电站线路保护系统及其应用方法，其特征在于，还包括有通信模块，所述通信模块用于与其他设备或者系统进行通信处理，包括有控制中心和保护设备。

6.基于权利要求1所述的一种变电站线路保护系统及其应用方法，其特征在于，还包括有人机界面，所述人机界面提供与保护系统交互的界面，包括有操作面板、显示屏和报警器，提供实时监测和操作控制的功能。

7.基于权利要求1所述的一种变电站线路保护系统及其应用方法，其特征在于，还包括有电源供应模块，所述电源供应模块提供直流电源和备用电源，为系统提供所需的电源供应。

8.一种变电站线路保护系统的应用方法，基于权利要求1至权利要求7任意一项所述的一种变电站线路保护系统，其特征在于，具体步骤如下：

技术总结
本发明提供一种变电站线路保护系统及其应用方法，涉及线路保护领域，包括有测量和采样模块、数据处理和分析模块、差动保护模块、通信模块、人机界面和电源供应模块。本发明通过保护区域划分模块内部模块的相互配合，针对不同的变电站线路分布划分出对应合理的保护区域，避免保护区域过大或者过小，提高保护系统的灵活性和可靠性，同时对变电站的特定区域进行保护，使得只有受影响的部分被隔离，而不会影响整个电网的运行。

技术研发人员：李凌,戴建宁,揭林林,周颖
受保护的技术使用者：江西凌峰能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/15