一种基于专用端口的变电所防越级跳闸系统及方法与流程

    专利2025-04-13  14


    本发明属于继电保护的,特别是涉及基于专用端口的变电所防越级跳闸系统及方法。


    背景技术:

    1、通常铁路变配电所的继电保护中过流保护按照时间分成三种类型,分别为速断、过流、过负荷保护,都是通过判断电流大小和持续时间来实现的。对于变配电所近端短路故障,故障电流较大,各级保护装置检测到的电流大小相近,故障电流会同时满足多级断路器的保护定值大小,造成多级断路器同时跳闸,存在越级跳闸的风险。

    2、铁路变电所的进线和馈线断路器以电流速断、定时限过流保护为主保护,两级电流速断保护设定为0秒延时,虽然进线断路器容量较馈出线容量大,但是馈出线近端故障导致的大电流也同时超出进线断路器速断电流,考虑与上级变电站保护匹配,电流速断时限难以调整也不宜调整,所以既有的变配电所常规的速断保护无法有效避免越级跳闸。如果采用母差保护作为进线断路器的主保护,退出速断保护,只投过流保护(延时300毫秒以上),存在着接线复杂、综合成本过高、维护量增加等不利因素,目前针对防铁路变配电越级跳闸无成熟的保护装置。


    技术实现思路

    1、本发明为解决上述背景技术中存在的技术问题,提供了基于专用端口的变电所防越级跳闸系统及方法。

    2、本发明采用以下技术方案:基于专用端口的变电所防越级跳闸系统,包括:设于馈线的馈线保护装置和馈线保护开关、设置在母联上的母联保护装置和联络保护开关、以及设于进线的进线保护装置和进线保护开关;

    3、其中,馈线保护装置、母联保护装置和进线保护装置相互之间利用星型goose网络结构实现信息共享,每个保护装置的goose端口采用独立芯片,并选用具有流量抑制功能的交换机。

    4、在进一步的实施例中,每个保护装置接收订阅装置的goose报文;其中,订阅装置包括:本变电所的其他保护装置以及与之直接的非本变电所的其他保护装置。

    5、基于专用端口的变电所防越级跳闸方法,使用如上所述的变电所防越级跳闸系统,包括以下步骤:

    6、保护装置采用电流幅值实时突变量监测的方式监测电流是否发生电流突变:若发生突变,则根据监测到的保护装置获取对应的保护开关类型;基于保护开关类型选择对应的数据调整模式,利用数据调整模式更新下一次数据转化的时间点,得到电流基波有效值;根据保护开关类型选择预先配置对应的过流判断逻辑;

    7、基于所述电流基波有效值,选择对应的过流判断逻辑得到逻辑判断结果,根据所述逻辑判断结果生成对应的保护方案;所述保护装置包括:馈线保护装置、母联保护装置和进线保护装置中的至少一种;所述保护开关类型与所述保护装置相对应。

    8、在进一步的实施例中,所述保护开关类型包括:进线保护开关、联络保护开关和馈线保护开关;

    9、保护开关类型为进线保护开关,所述数据调整模式为自突变量点起调整一个周波数据,调整后采用全波傅氏算法进行数据转化得到电流基波有效值;

    10、保护开关类型为联络保护开关,所述数据调整模式为自突变量点起调整一半周波数据,调整后采用半波傅氏算法进行数据转化得到电流基波有效值;

    11、保护开关类型为馈线保护开关,所述数据调整模式为自突变量点起调整一半周波数据,调整后采用半波傅氏算法进行数据转化得到电流基波有效值。

    12、在进一步的实施例中,所述过流判断逻辑包括:关于进线保护开关的过流判断逻辑、关于联络保护开关的过流判断逻辑、关于馈线保护开关的过流判断逻辑。

    13、在进一步的实施例中,所述关于进线保护开关的过流判断逻辑的流程如下:

    14、将得到的电流基波有效值与预设的过流定值进行对比分析,当电流基波有效值大于预设的过流定值时:有任意订阅装置过流,即收到任意订阅装置的闭锁goose报文,则根据所述闭锁goose报文生成闭锁过流保护动作;当闭锁过流保护动作的时长超过闭锁时限,则进线保护装置过流跳闸;

    15、若任意订阅装置过流,进线保护装置立即闭锁过流跳闸。

    16、在进一步的实施例中,关于联络保护开关的过流判断逻辑的流程如下:

    17、将得到的电流基波有效值与预设的过流定值进行对比分析,当电流基波有效值大于预设的过流定值时,即刻发送过流动作goose报文;母联保护装置根据电流突变出现的时刻调整下次进行全周傅立叶计算的时间点,待采用全周傅立叶计算后再次进行过流保护判断:

    18、若母联保护装置过流,有任意订阅装置过流,即收到任意订阅装置的闭锁goose报文,则根据所述闭锁goose报文生成闭锁过流保护动作;当闭锁过流保护动作的时长超过闭锁时限,则母联保护装置过流跳闸。

    19、在进一步的实施例中,关于馈线保护开关的过流判断逻辑的流程如下:

    20、将得到的电流基波有效值与预设的过流定值进行对比分析,当电流基波有效值大于预设的过流定值时,即刻发送过流动作goose报文,馈线保护开关过流跳闸。

    21、在进一步的实施例中,所述闭锁goose报文包括:所在变电所的站名、保护装置的名称和goid标识符,以及闭锁动作指令和闭锁时限。

    22、在进一步的实施例中,所述过流动作goose报文包括:所在变电所的站名、保护装置的名称和goid标识符,以及过流动作指令。

    23、本发明的有益效果:本发明实现了铁路变配电所内保护装置整所联动,有效降低越级跳闸的发生率。数字电流保护方案中利用goose网络实现站内站间保护装置信息的共享,由此快速定位到故障区间,实现不同故障点下动作时间保持一致,并且有效减少装置之间硬接线数量。通过设置goose交换机的vlan,保证每个装置只需收到订阅装置的goose报文,且每台装置都需根据供电主接线设计工作参数。通过网络风暴抑制机制,保证保护装置数据通讯可靠性。包括采用星型结构组网方式,各装置goose端口采用独立芯片,并选用具有流量抑制功能的交换机。

    24、对于馈线保护装置实现电流幅值实时突变量监测启动,快速判断突变大电流并可靠发送闭锁信息,保证在大电流突变后较短时限内(如10毫秒)可以将闭锁信号发送到专用端口,对于进线等上级保护装置,当检测到自身速断保护动作时,增加短暂延时(如20毫秒),广播召唤相关馈线等下一级保护装置的过流状态。当期间收到馈线等下一级保护启动速断保护时,一定时限内闭锁自身的速断保护。由于馈线保护装置自身速断动作时间加上通常断路器的固有动作时间,一般可80毫秒内隔离故障区域,当进线保护装置判断到速断过电流超过100毫秒,并且馈线开关发出速断闭锁goose信息,则判断为馈线断路器失灵,进线保护装置必须立即解除相关闭锁,发出跳闸命令,避免故障区间扩大。



    技术特征:

    1.基于专用端口的变电所防越级跳闸系统,其特征在于,包括:设于馈线的馈线保护装置和馈线保护开关、设置在母联上的母联保护装置和联络保护开关、以及设于进线的进线保护装置和进线保护开关;

    2.根据权利1所述的基于专用端口的变电所防越级跳闸系统,其特征在于,每个保护装置接收订阅装置的goose报文;其中,订阅装置包括:本变电所的其他保护装置以及与之直接的非本变电所的其他保护装置。

    3.基于专用端口的变电所防越级跳闸方法,使用权利要求1所述的变电所防越级跳闸系统,其特征在于,包括以下步骤:

    4.根据权利要求3所述的基于专用端口的变电所防越级跳闸方法,其特征在于,所述保护开关类型包括:进线保护开关、联络保护开关和馈线保护开关;

    5.根据权利要求3所述的基于专用端口的变电所防越级跳闸方法,其特征在于,所述过流判断逻辑包括:关于进线保护开关的过流判断逻辑、关于联络保护开关的过流判断逻辑、关于馈线保护开关的过流判断逻辑。

    6.根据权利要求5所述的基于专用端口的变电所防越级跳闸方法,其特征在于,所述关于进线保护开关的过流判断逻辑的流程如下:

    7.根据权利要求5所述的基于专用端口的变电所防越级跳闸方法,其特征在于,关于联络保护开关的过流判断逻辑的流程如下:

    8.根据权利要求5所述的基于专用端口的变电所防越级跳闸方法,其特征在于,关于馈线保护开关的过流判断逻辑的流程如下:

    9.根据权利要求6或7中任意一项所述的基于专用端口的变电所防越级跳闸方法,其特征在于,所述闭锁goose报文包括:所在变电所的站名、保护装置的名称和goid标识符,以及闭锁动作指令和闭锁时限。

    10.根据权利要求7或8中任意一项所述的基于专用端口的变电所防越级跳闸方法,其特征在于,所述过流动作goose报文包括:所在变电所的站名、保护装置的名称和goid标识符,以及过流动作指令。


    技术总结
    本发明公开了基于专用端口的变电所防越级跳闸系统及方法,属于继电保护的技术领域。本发明对于馈线保护装置实现电流幅值实时突变量监测启动,快速判断突变大电流并可靠发送闭锁信息,保证在大电流突变后较短时限内将闭锁信号发送到专用端口,对于进线等上级保护装置,当检测到自身速断保护动作时,增加短暂延时广播召唤相关馈线等下一级保护装置的过流状态。当期间收到馈线等下一级保护启动速断保护时,预定时限内闭锁自身的速断保护。闭锁时限内,馈线开关未成功切除故障,则判断为馈线断路器失灵,进线保护装置必须立即解除相关闭锁,发出跳闸命令,避免故障区间扩大。

    技术研发人员:钟滨,高慧,关云涛,周文勇,范增盛
    受保护的技术使用者:南京恒星自动化设备有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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