一种非全相保护系统及方法与流程

1.本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种非全相保护系统及方法。


背景技术：

2.随着电力发展及用电需求的增长，高压变电站的数量在逐年增加，220kv及以上电压等级的电网普遍采用分相操作的断路器，由于设备质量和操作等原因，断路器运行中造成一相或两相断路器未合好或未跳开。由于断路器非全相保护引起的零序、负序电流，将对系统产生不利影响，为减小断路器非全相保护时对系统造成的危害，应装设断路器非全相保护。
3.目前应用的断路器非全相保护方法，不能够准确可靠的鉴别反应断路器非全相运行工况，给电网安全稳定运行造成极大危害。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提出一种非全相保护系统及方法，实现了继电器与微机型非全相保护的良好结合，较好的发挥了继电器与微机型保护的优势，提升了断路器安全可靠运行能力。
5.为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
6.第一方面，本发明提供了一种非全相保护系统，包括：继电器型非全相保护模块和微机型非全相保护模块；
7.所述继电器型非全相保护模块包括串联的非全相开入模块和时间继电器；所述非全相开入模块由断路器跳闸位置和合闸位置串并联组合而成；当所述非全相开入模块输出非全相动作信号，则时间继电器开始计时，经延时延第一设定值后输出动作信号；
8.所述微机型非全相保护模块包括相连的逻辑运算模块和延时模块；所述逻辑运算模基于断路器分相跳闸位置信号和合闸位置信号进行非全相逻辑运算；当所述逻辑运算模判定断路器为非全相运行状态时，则由延时模块延时第二设定值后输出动作信号；
9.所述继电器型非全相保护模块与微机型非全相保护模块的输出端串联，当继电器型非全相保护模块和微机型非全相保护模块均输出动作信号时，则跳闸继电器。
10.可选地，所述微机型非全相保护模块还包括逻辑与模块，所述逻辑与模块的输入分别与时间继电器和逻辑运算模块相连，其输出端用于连接继电器，用于跳闸继电器。
11.可选地，所述非全相开入模块包括三相跳闸位置接点和三相合闸位置接点；
12.所述三相跳闸位置接点由断路器a相跳闸位置接点、b相跳闸位置接点、c相跳闸位置接点并联形成；
13.所述三相合闸位置接点由断路器a相合闸位置接点、b相合闸位置接点、c相合闸位置接点并联形成；
14.所述三相跳闸位置接点与三相合闸位置接点串联。
15.可选地，所述非全相逻辑运算包括断路器位置接点异常判别逻辑和断路器非全相
状态判别逻辑；
16.所述断路器位置接点异常判别逻辑为：满足以下条件中的任一条，并且经告警延时，则判定断路器位置异常：
17.①
断路器a相跳闸位置接点和合闸位置接点均为“1”或均为“0”；
18.②
断路器b相跳闸位置接点和合闸位置接点均为“1”或均为“0”；
19.③
断路器c相跳闸位置接点和合闸位置接点均为“1”或均为“0”；
20.所述断路器非全相状态判别逻辑为：满足以下所有条件，则判定断路器处于非全相运行状态：
21.①
断路器a相、b相、c相中的任一相跳闸位置为“1”；
22.②
断路器a相、b相、c相中的任一相合闸位置为“1”；
23.③
没有断路器位置异常。
24.可选地，所述第一设定值与第二设定值相等。
25.第二方面，本发明提供了一种非全相保护系统，包括继电器型非全相保护模块和微机型非全相保护模块；
26.所述继电器型非全相保护模块包括非全相开入模块，所述非全相开入模块由断路器跳闸位置和合闸位置串并联组合而成；
27.所述微机型非全相保护模块包括逻辑运算模块和延时模块，所述逻辑运算模块采集断路器分相跳闸位置信号和合闸位置信号，并与所述非全相开入模块的输出端相连，基于断路器分相跳闸位置信号、合闸位置信号，以及继电器型非全相保护模块输出的非全相开入信号进行非全相逻辑运算，判断断路器是否处于非全相运行状态，当判定断路器为非全相运行状态时，则经延时模块延时设定时间后动作跳闸。
28.可选地，所述非全相开入模块包括三相跳闸位置接点和三相合闸位置接点；
29.所述三相跳闸位置接点由断路器a相跳闸位置接点、b相跳闸位置接点、c相跳闸位置接点并联形成；
30.所述三相合闸位置接点由断路器a相合闸位置接点、b相合闸位置接点、c相合闸位置接点并联形成；
31.所述三相跳闸位置接点与三相合闸位置接点串联。
32.可选地，所述非全相逻辑运算包括断路器位置接点异常判别逻辑和断路器非全相状态判别逻辑；
33.所述断路器位置接点异常判别逻辑为：满足以下条件中的任一条，并且经告警延时，则判定断路器位置异常：
34.①
断路器a相跳闸位置接点和合闸位置接点均为“1”或均为“0”；
35.②
断路器b相跳闸位置接点和合闸位置接点均为“1”或均为“0”；
36.③
断路器c相跳闸位置接点和合闸位置接点均为“1”或均为“0”；
37.所述断路器非全相状态判别逻辑为：满足以下所有条件，则判定断路器处于非全相运行状态：
38.①
断路器a相、b相、c相中的任一相跳闸位置为“1”；
39.②
断路器a相、b相、c相中的任一相合闸位置为“1”；
40.③
没有断路器位置异常。
41.第三方面，本发明提供了一种非全相保护方法，其特征在于包括：
42.当继电器型非全相保护模块中的非全相开入模块输出非全相动作信号，触发时间继电器开始计时，经延时延第一设定值后输出动作信号；其中，所述非全相开入模块由断路器跳闸位置和合闸位置串并联组合而成；
43.利用微机型非全相保护模块中的逻辑运算模基于断路器分相跳闸位置信号和合闸位置信号进行非全相逻辑运算；当所述逻辑运算模判定断路器为非全相运行状态时，则由延时模块延时第二设定值后输出动作信号；
44.当继电器型非全相保护模块和微机型非全相保护模块均输出动作信号时，则跳闸继电器。
45.可选地，所述方法还包括：
46.将继电器型非全相保护模块和微机型非全相保护模块输出的动作信号发送至逻辑与模块，经逻辑与模块运算后，输出用于跳闸继电器的信号。
47.第三方面，本发明提供了一种非全相保护方法，包括：
48.利用继电器型非全相保护模块中的非全相开入模块输出非全相开入信号，所述非全相开入模块由断路器跳闸位置和合闸位置串并联组合而成；
49.利用微机型非全相保护模块中的逻辑运算模块基于断路器分相跳闸位置信号、合闸位置信号，以及继电器型非全相保护模块输出的非全相开入信号进行非全相逻辑运算，判断断路器是否处于非全相运行状态，当判定断路器为非全相运行状态时，则经延时模块延时设定时间后动作跳闸。
50.与现有技术相比，本发明的有益效果：
51.本发明提出一种继电器型与微机型相结合的非全相保护方法，能够准确辨别断路器非全相运行状态，解决现有非全相保护的可靠性问题，减小断路器非全相运行带来的危害，并极大地提升了电力系统安全稳定运行能力。
附图说明
52.为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
53.图1为实施例1中非全相保护装置工作方式的原理图；
54.图2为实施例2中非全相保护装置工作方式的原理图；
55.图3为实施例3中非全相保护装置工作方式的原理图。
具体实施方式
56.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
57.下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
58.实施例1
59.本发明实施例中提供了一种非全相保护系统，如图1所示，包括：继电器型非全相保护模块和微机型非全相保护模块；
60.所述继电器型非全相保护模块包括串联的非全相开入模块和时间继电器；所述非全相开入模块由断路器跳闸位置和合闸位置串并联组合而成；当所述非全相开入模块输出非全相动作信号，则时间继电器开始计时，经延时延第一设定值t1后输出动作信号；
61.所述微机型非全相保护模块包括相连的逻辑运算模块和延时模块；所述逻辑运算模基于断路器分相跳闸位置信号和合闸位置信号进行非全相逻辑运算；当所述逻辑运算模判定断路器为非全相运行状态时，即当非全相开入状态为“1”，则由延时模块延时第二设定值t2后输出动作信号；所述第二设定值与第一设定值相等；
62.所述继电器型非全相保护模块与微机型非全相保护模块的输出端串联，当继电器型非全相保护模块和微机型非全相保护模块均输出动作信号时，则跳闸继电器。
63.在本发明实施例的一种具体实施方式中，如图1所示，所述非全相开入模块包括三相跳闸位置接点和三相合闸位置接点；
64.所述三相跳闸位置接点由断路器a相跳闸位置接点twj_a、b相跳闸位置接点twj_b、c相跳闸位置接点twj_c并联形成；
65.所述三相合闸位置接点由断路器a相合闸位置接点hwj_a、b相合闸位置接点hwj_b、c相合闸位置接点hwj_c并联形成；
66.所述三相跳闸位置接点与三相合闸位置接点串联后得到非全相开入。
67.所述非全相逻辑运算包括断路器非全相状态判别逻辑和断路器位置接点异常判别逻辑；
68.所述断路器位置接点异常判别逻辑为：满足以下条件中的任一条，并且经告警延时，则判定断路器位置异常：
69.①
断路器a相跳闸位置接点twj_a和合闸位置接点hwj_a均为“1”或均为“0”；
70.②
断路器b相跳闸位置接点twj_b和合闸位置接点hwj_b均为“1”或均为“0”；
71.③
断路器c相跳闸位置接点twj_c和合闸位置接点hwj_c均为“1”或均为“0”；
72.所述断路器非全相状态判别逻辑为：满足以下所有条件，则判定断路器处于非全相运行状态：
73.①
断路器a相、b相、c相中的任一相跳闸位置为“1”；
74.②
断路器a相、b相、c相中的任一相合闸位置为“1”；
75.③
没有断路器位置异常。
76.实施例2
77.本发明实施例中提供了一种非全相保护系统，包括继电器型非全相保护模块和微机型非全相保护模块；所述继电器型非全相保护模块的动作信号接入微机型非全相保护模块，由微机型保护模块综合研判断路器是否处于非全相运行状态，当判定断路器非全相运行时，则动作跳闸；所述继电器型非全相保护模块接收由断路器跳闸位置和合闸位置构成的非全相开入，并串接时间继电器，当非全相开入状态为“1”，则时间继电器开始计时，当时间继电器延时达到设定值t1时，则动作出口，并将动作信号接入微机型非全相保护模块中。所述微机型非全相保护模块接收断路器分相跳闸位置、合闸位置和继电器型非全相保护模块动作信号，并由模块内置的处理器进行非全相逻辑运算，判断断路器是否处于非全相运行状态，当判定断路器为非全相运行状态时，则动作跳闸。具体地，如图2所示，基于实施例1，本发明实施例与实施例1的区别在于：
78.所述微机型非全相保护模块还包括逻辑与模块，所述逻辑与模块的输入分别与时间继电器和逻辑运算模块相连，其输出端用于连接继电器，用于跳闸继电器。
79.实施例3
80.本发明实施例中提供了一种非全相保护系统，如图3所示，包括继电器型非全相保护模块和微机型非全相保护模块；继电器型非全相保护模块的动作出口接入微机型非全相保护模块，由微机型保护模块综合研判断路器是否处于非全相运行状态，当判定断路器非全相运行时，则经延时t跳闸。所述继电器型非全相保护模块接收由断路器跳闸位置和合闸位置构成的非全相开入，并作为动作信号接入微机型非全相保护模块中。所述微机型非全相保护模块接收断路器分相跳闸位置、合闸位置和继电器型非全相保护模块动作信号，并由模块内置的处理器进行非全相逻辑运算，判断断路器是否处于非全相运行状态，当判定断路器为非全相运行状态时，则经延时动作跳闸。具体地：
81.所述继电器型非全相保护模块包括非全相开入模块，所述非全相开入模块由断路器跳闸位置和合闸位置串并联组合而成；
82.所述微机型非全相保护模块包括逻辑运算模块和延时模块，所述逻辑运算模块采集断路器分相跳闸位置信号和合闸位置信号，并与所述非全相开入模块的输出端相连，基于断路器分相跳闸位置信号、合闸位置信号，以及继电器型非全相保护模块输出的非全相开入信号(即非全相开入状态为“1”)进行非全相逻辑运算，判断断路器是否处于非全相运行状态，当判定断路器为非全相运行状态时，则经延时模块延时设定时间后动作跳闸。
83.在本发明实施例的一种具体实施方式中，如图1所示，所述非全相开入模块包括三相跳闸位置接点和三相合闸位置接点；
84.所述三相跳闸位置接点由断路器a相跳闸位置接点twj_a、b相跳闸位置接点twj_b、c相跳闸位置接点twj_c并联形成；
85.所述三相合闸位置接点由断路器a相合闸位置接点hwj_a、b相合闸位置接点hwj_b、c相合闸位置接点hwj_c并联形成；
86.所述三相跳闸位置接点与三相合闸位置接点串联后得到非全相开入。
87.所述非全相逻辑运算包括断路器非全相状态判别逻辑和断路器位置接点异常判别逻辑；
88.所述断路器位置接点异常判别逻辑为：满足以下条件中的任一条，并且经告警延时，则判定断路器位置异常：
89.①
断路器a相跳闸位置接点twj_a和合闸位置接点hwj_a均为“1”或均为“0”；
90.②
断路器b相跳闸位置接点twj_b和合闸位置接点hwj_b均为“1”或均为“0”；
91.③
断路器c相跳闸位置接点twj_c和合闸位置接点hwj_c均为“1”或均为“0”；
92.所述断路器非全相状态判别逻辑为：满足以下所有条件，则判定断路器处于非全相运行状态：
93.①
断路器a相、b相、c相中的任一相跳闸位置为“1”；
94.②
断路器a相、b相、c相中的任一相合闸位置为“1”；
95.③
没有断路器位置异常。
96.实施例4
97.本发明提供了一种非全相保护方法，包括：
98.当继电器型非全相保护模块中的非全相开入模块输出非全相动作信号，触发时间继电器开始计时，经延时延第一设定值后输出动作信号；其中，所述非全相开入模块由断路器跳闸位置和合闸位置串并联组合而成；
99.利用微机型非全相保护模块中的逻辑运算模基于断路器分相跳闸位置信号和合闸位置信号进行非全相逻辑运算；当所述逻辑运算模判定断路器为非全相运行状态时，则由延时模块延时第二设定值后输出动作信号；
100.当继电器型非全相保护模块和微机型非全相保护模块均输出动作信号时，则跳闸继电器。
101.在本发明实施例的一种具体实施方式中，如图1所示，所述非全相开入模块包括三相跳闸位置接点和三相合闸位置接点；
102.所述三相跳闸位置接点由断路器a相跳闸位置接点twj_a、b相跳闸位置接点twj_b、c相跳闸位置接点twj_c并联形成；
103.所述三相合闸位置接点由断路器a相合闸位置接点hwj_a、b相合闸位置接点hwj_b、c相合闸位置接点hwj_c并联形成；
104.所述三相跳闸位置接点与三相合闸位置接点串联后得到非全相开入。
105.所述非全相逻辑运算包括断路器非全相状态判别逻辑和断路器位置接点异常判别逻辑；
106.所述断路器位置接点异常判别逻辑为：满足以下条件中的任一条，并且经告警延时，则判定断路器位置异常：
107.①
断路器a相跳闸位置接点twj_a和合闸位置接点hwj_a均为“1”或均为“0”；
108.②
断路器b相跳闸位置接点twj_b和合闸位置接点hwj_b均为“1”或均为“0”；
109.③
断路器c相跳闸位置接点twj_c和合闸位置接点hwj_c均为“1”或均为“0”；
110.所述断路器非全相状态判别逻辑为：满足以下所有条件，则判定断路器处于非全相运行状态：
111.①
断路器a相、b相、c相中的任一相跳闸位置为“1”；
112.②
断路器a相、b相、c相中的任一相合闸位置为“1”；
113.③
没有断路器位置异常。
114.本发明实施例中的方法可以基于实施例1中的系统来实现。
115.实施例5
116.基于实施例4，本发明实施例与实施例4的区别在于，所述方法还包括：将继电器型非全相保护模块和微机型非全相保护模块输出的动作信号发送至逻辑与模块，经逻辑与模块运算后，输出用于跳闸继电器的信号。
117.本发明实施例中的方法可以基于实施例2中的系统来实现。
118.实施例6
119.本发明提供了一种非全相保护方法，包括：
120.利用继电器型非全相保护模块中的非全相开入模块输出非全相开入信号，所述非全相开入模块由断路器跳闸位置和合闸位置串并联组合而成；
121.利用微机型非全相保护模块中的逻辑运算模块基于断路器分相跳闸位置信号、合闸位置信号，以及继电器型非全相保护模块输出的非全相开入信号进行非全相逻辑运算，
判断断路器是否处于非全相运行状态，当判定断路器为非全相运行状态时，则经延时模块延时设定时间后动作跳闸。
122.在本发明实施例的一种具体实施方式中，如图1所示，所述非全相开入模块包括三相跳闸位置接点和三相合闸位置接点；
123.所述三相跳闸位置接点由断路器a相跳闸位置接点twj_a、b相跳闸位置接点twj_b、c相跳闸位置接点twj_c并联形成；
124.所述三相合闸位置接点由断路器a相合闸位置接点hwj_a、b相合闸位置接点hwj_b、c相合闸位置接点hwj_c并联形成；
125.所述三相跳闸位置接点与三相合闸位置接点串联后得到非全相开入。
126.所述非全相逻辑运算包括断路器非全相状态判别逻辑和断路器位置接点异常判别逻辑；
127.所述断路器位置接点异常判别逻辑为：满足以下条件中的任一条，并且经告警延时，则判定断路器位置异常：
128.①
断路器a相跳闸位置接点twj_a和合闸位置接点hwj_a均为“1”或均为“0”；
129.②
断路器b相跳闸位置接点twj_b和合闸位置接点hwj_b均为“1”或均为“0”；
130.③
断路器c相跳闸位置接点twj_c和合闸位置接点hwj_c均为“1”或均为“0”；
131.所述断路器非全相状态判别逻辑为：满足以下所有条件，则判定断路器处于非全相运行状态：
132.①
断路器a相、b相、c相中的任一相跳闸位置为“1”；
133.②
断路器a相、b相、c相中的任一相合闸位置为“1”；
134.③
没有断路器位置异常。
135.本发明实施例中的方法可以基于实施例3中的系统来实现。
136.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。