一种继电保护系统及方法与流程

本发明涉及继电保护，具体而言，涉及一种继电保护系统及方法。

背景技术：

1、在目前电力系统蓬勃发展，各行各业对电能的需求量不断增大，高压输送也日益增多，电力系统的安全管理十分重要。为降低用电事故，继电保护不可或缺，目前主要是采用高性能断路器、接触器的反时限动作或对大电流瞬动等完成继电保护。

2、现有继电保护采用的高性能继电器或接触器成本高，保护动作不灵活，很难做到不同等级的协调配合。采用继电器作为继电保护时，继电器本身受电压等级的限制，通用性差，各种电压等级不能通用。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种继电保护系统及方法，旨在解决现有现有继电保护采用的高性能继电器或接触器成本高，保护动作不灵活，很难做到不同等级的协调配合的问题。

2、一个方面，本发明提出了一种继电保护方法，包括：

3、步骤1，采集待保护设备中流入的实时电流数据，并将该实时电流数据进行a/d转换后转化为数字信号；

4、步骤2，根据a/d转换后的电流数据计算热容量，并根据设置的不同倍数额定电流下的继电保护时间，进行电流热效应积分值运算，确定过电流反时限动作时间。

5、进一步地，上述继电保护方法中，所述步骤1中，对a/d转换后的数字信号进行滤波处理。

6、进一步地，上述继电保护方法中，根据下式计算热容量的计算值c：

7、c＝n1*[(1.1ie)2-ie2]

8、

9、其中，t1是1.1倍额定过电流时间；t为电流数据采集周期；m为常数，取正整数；ie是额定电流；u1为a/d转换接口电压，u0为基准电压。

10、进一步地，上述继电保护方法中，根据下式计算积分系数k:

11、

12、其中，i为过电流倍数，取大于1.1小于等于7的正整数；ti是i倍额定过电流时间；c为热容量；m为常数，取正整数；ie是额定电流；t为电流数据采集周期。

13、进一步地，上述继电保护方法中，所述积分系数k根据下式优化计算：

14、k＝ki1+(ki1+1-ki)*(i-i1)

15、其中，i1为小于i的最大整数，ki为第i个积分系数，ki1为第i1个积分系数，ki1+1为第i1+1个积分系数。

16、进一步地，上述继电保护方法中，如果采集的实际电流i小于额定电流ie时，取k＝1；若ie≤i<1.1ie，k＝0；如果i大于1.1倍额定电流ie，计算过电流倍数i，如果i大于7时，断路器瞬动，否则按下式取系数k：

17、i取整数,k＝ki。

18、进一步地，上述继电保护方法中，所述过电流反时限动作时间根据下式确定：

19、

20、k＝ki，c1为电流热效应积分值，c1初始化为0，当c1小于0时，令c1等于0；当c1大于等于c时，过电流反时限的动作时间即为对应的过电流时间，继电器脱扣。

21、本发明中的继电保护方法，通过采集被保护设备的实时电流数据，经过ad转换采集电流值，根据电流值与额定值进行比较，计算热效应，实现热效应的反时限运算，计算保护动作时间，实现对用电系统的反时限继电保护，同时根据采集电流与瞬动电流比较，进行瞬动保护。当断路器故障出现拒动等情况时，可以及时切断上一级断路器，实现不同等级的级联保护，增加继电保护的可靠性，大大提高了用电安全。

22、另一方面，本发明还提出了一种继电保护系统，包括：电流数据采集模块，用于采集待保护设备中流入的实时电流数据，并将该实时电流数据进行a/d转换后转化为数字信号；

23、计算模块，用于根据a/d转换后的电流数据计算热容量，并根据设置的不同倍数额定电流下的继电保护时间，进行电流热效应积分值运算，确定过电流反时限动作时间。

24、进一步地，上述继电保护系统中，还包括：继电器脱扣模块，用于根据所述计算模块输出的过电流反时限动作时间实现断路器脱扣操作。

25、进一步地，上述继电保护系统中，还包括：取样电路；其中，

26、所述取样电路的一侧与电流互感器的二次侧连接，所述取样电路的另一侧与电平变换电路连接，所述电平变换电路与处理器连接。

27、本发明提供的继电保护系统，通过微处理器采集电流，根据设置的继电保护时间，进行积分运算，计算过电流反时动作时间，判断瞬动电流实现继电保护的瞬动操作，有效精确地实现了过载反时限动作和短路电流瞬动的继电保护。

技术特征：

1.一种继电保护方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的继电保护方法，其特征在于，所述步骤1中，对a/d转换后的数字信号进行滤波处理。

3.根据权利要求1所述的继电保护方法，其特征在于，根据下式计算热容量的计算值c：

4.根据权利要求1所述的继电保护方法，其特征在于，根据下式计算积分系数k:

5.根据权利要求4所述的继电保护方法，其特征在于，所述积分系数k根据下式优化计算：

6.根据权利要求3所述的继电保护方法，其特征在于，如果采集的实际电流i小于额定电流ie时，取k＝1；若ie≤i<1.1ie，k＝0；如果i大于1.1倍额定电流ie，计算过电流倍数i，如果i大于7时，断路器瞬动，否则按下式取系数k：

7.根据权利要求6所述的继电保护方法，其特征在于，所述过电流反时限动作时间根据下式确定：

8.一种利用如权利要求1-7中任一项所述的继电保护方法的继电保护系统，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的继电保护系统，其特征在于，还包括：继电器脱扣模块，用于根据所述计算模块输出的过电流反时限动作时间实现断路器脱扣操作。

10.根据权利要求8所述的继电保护系统，其特征在于，还包括：取样电路；其中，

技术总结
本发明提供了一种继电保护系统及方法,包括：采集待保护设备中流入的实时电流数据，并将该实时电流数据进行A/D转换后转化为数字信号；根据A/D转换后的电流数据计算热容量，并根据设置的不同倍数额定电流下的继电保护时间，进行电流热效应积分值运算，确定过电流反时限动作时间。本发明基于微处理器等硬件电路实现多系统的继电保护，通过硬件设备采集被保护设备的实时电流数据，经过AD转换为数字量，通过微处理器的计算，根据设置的继电保护时间，进行积分运算，计算过电流反时动作时间，实现继电保护的瞬动操作，计算精度高，动作可靠，应用灵活，可根据需要设置不同额定电流倍数的反时限动作时间，应用范围广。

技术研发人员：王展英,许成,王铁刚,金辽东,马有亮,潘丽,李雄飞,张婷,胡伟,尚丹
受保护的技术使用者：二十冶集团(上海)安装工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/26