改进的电力线保护系统技术方案

一种保护系统，用于包含放射状连接电力线段的电力线系统，其中，线路段的第一电气始端与电源相连，该保护系统至少含有一个继电器，安装在至少靠近各线路段的始端，以保护该条线路，各继电器有一关联断路器，这些继电器配有一套加速过流功能的主保护和一套欠流／欠压功能的辅助保护，继电器具有方向性，主保护和辅助保护功能彼此呈反向时间阶梯，主保护和辅助保护功能分布在继电器中，使得如果位于主保护继电器末端的辅助继电器中的欠流／欠压功能触发了该辅助保护继电器的关联断路器的动作，主保护继电器中的加速过流功能就触发该主保护继电器的关联断路器的加速动作，从而使主保护继电器所保护的线路段与电源隔离开。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力线的保护，特别涉及保护所谓“放射状连接”电力线系统的改进的方法。
技术介绍
已知的一种最重要的电力线(包括电力电缆)故障保护技术是所谓的过流(OC)保护技术。参见例如GEC Alsthom Protection and ControlLtd.的“Protective Relays Application Guide”(保护继电器应用指南)，第三版，1987年6月。使用该技术的保护设备通过与线路中的电流互感器的连接监测电力线中的电流，当电流超过预定阈值时，该保护设备发出一个跳闸信号来断开与该设备关联的电力线断路器。这样的保护设备传统上称为“继电器”，它们具有电流和时间整定值，这些整定值可调，以便相对于相邻继电器的整定值呈阶梯，以允许在故障或过载状态期间实现正确的识别。在电力网络具有若干段电力线，每一段之间串联连接，在其接点上没有重大阻抗，且电源阻抗远远大于各段阻抗的情况下，在网络不同位置的故障电流的幅值之间将几乎没有差别。在这些情况下，继电器电流整定值的阶梯(电流阶梯)不能提供满意的性能，所以在故障状态期间，通过使用时间阶梯的继电器来获得正确的识别，即，整定为在不同的时间延迟后动作的继电器。与相邻段关联的继电器之间的时间差可以整定为足以允许在与更靠近电源的相邻段关联的继电器能够启动该段断路器的断开之前，由合适的断路器断开并清除其段上的故障。附图说明图1示出备有基于时间阶梯的OC继电器的已知类型保护方案的放射状连接电力线系统。从系统的电源端看，电源S给母线1输送功率，线路段L1从母线1输送电流至母线2。靠近母线1的L1线路段的电流由电流互感器CT测得，其信号被传递给继电器R1以控制关联的断路器B1，B1用符号X表示。通过L1段流入母线2的电流被分配给与母线2相连的另外段L21和L22，其并联连接到母线2(当然单独看，L21和L22分别与L1串联)。段L21和L22又将电流输入另外的母线31和32，每条母线又有另外的线路段L31、L32、L33等，并联连接到它们，以此类推，完成整个系统。因此，在这样的电力线系统中，电流被说成是从系统电源端通过上述包括“放射形连接”电力线路段的支路传递至远端。和段L1相似，另外的各线路段L21、L22等均配有各自的电流互感器，将段电流测量值传递给与断路器B21、B22等关联的保护继电器R21、R22等。各继电器R1、R21、R22等与所关联的断路器和线路电流互感器(其可能和电压互感器结合)一起，就近安装，如靠近或装在各段的电气始端，即距电源最近端。在这样一个电力线系统中，如所示只在一端具有单一电源，故障电流只能流向一个方向，即，从电源到故障。为了保护各线路段，安排安装在系统不同位置的各个继电器用不同的时延动作。从右至左的顺序为tf4→tf3→tf2→tf1，其动作时间分别为0.1s→0.5s→0.9s→1.3s。从图1可以看出，距电源S较近的继电器的动作时间比距电源较远的继电器的动作时间慢。诸如L1段中F1处发生的故障将比在距电源S较远的F3处的故障导致更高的电流电平。实际上，L1段的故障电流可能高到只能允许其持续很短时间，这与较慢的动作时间的要求相抵触。因此应当认识到，尽管当采用预定时间延迟的继电器时，很容易选择保证达到正确识别所需的较慢的动作时间，但是这种采用必须限于有相对较少的串联连接断的电网。因此本专利技术的目的是使得放射状连接的电力线系统的保护继电器可通过适应流行的系统和故障状态，做出加速动作决定，从而在以前所知的时间阶梯过流继电器不能提供满意性能的情况下，大幅度减少动作时间。本专利技术利用两种彼此结合的新型继电器功能来确保上述目的。专利技术概述在包含有放射状连接电力线的类型的电力线系统中，其中线路段的第一电气始端可以与电源相连，本专利技术提供了一种保护系统，包括至少一个继电器，该继电器安装在至少靠近各线路段的始端以保护该段线路，每个继电器有一关联的断路器，这些继电器配有加速过流功能的主保护和欠流/欠压功能的辅助保护，这些继电器具有方向性，主保护和辅助保护功能的时间延迟彼此呈反向阶梯，主保护和辅助保护的功能在继电器中这样分配，使得如果位于主保护继电器末端的辅助保护继电器的欠流/欠压功能触发了与其关联的断路器的动作，则主保护继电器中的加速过流功能就会触发与该继电器关联的断路器的加速动作，从而把主继电器所保护的线路与电源隔离开。方便的是，配有辅助保护功能的继电器可能还另外具有自动重合闸功能。应该理解在其一种形式下，本专利技术设想将主保护和辅助保护的功能分配在继电器中，以使每个继电器仅有一种功能。这种情况下，在靠近单个线路的两端都备有继电器，位于每段线路始端的继电器具有加速过流功能，而位于线路终端的继电器具有欠流/欠压功能。应该理解，按以上方式分配两套保护功能有效地建立了按其功能分类的两套不同的继电器。因此，本专利技术也可说为电力线系统提供保护系统，该电力线系统包括放射状连接的电力线段和电源，电源是向和其相连的第一个线路段的电气始端输电的。保护系统包括时间阶梯的主保护和辅助保护继电器，及其关联的断路器，其中两套保护共同起作用使电力线系统免于故障情况，主保护继电器及其关联的断路器就近安装在电力线系统线路段的始端以保护该段线路，辅助继电器及其关联的断路器就近安装在该线路段的末端，且与主保护继电器呈反向时间阶梯，主保护中的每个继电器具有过流功能，如果该继电器检测到该线路段的末端有故障，则经过预定时间延迟后该继电器动作，跳开所关联的断路器，每个过流功能包括或关联一个加速跳闸功能，如果主保护中的继电器检测到与其在相同线路段的辅助保护中的继电器关联的断路器动作，则此加速跳闸功能在预定时间延迟到达前触发关联的断路器；辅助保护中的每个继电器具有方向性的欠流和欠压功能，从而如果该线路段的始端有故障，就启动所关联断路器的快速断开。方便的是，辅助继电器还可以具有自动重合闸功能。进一步应该理解在可替换的形式下，本专利技术设想将主保护和辅助保护的功能分配在继电器中，以使除了最始端继电器之外的各继电器有两种功能。在这种情况下，继电器仅就近安装在各线路段的始端，各继电器配有加速过流功能，除了第一线路段中的继电器之外的其它各继电器还具有方向性的欠流和欠压功能。因此本专利技术可另外说成为电力线系统提供保护系统，该电力线系统包括放射状连接的电力线路段和电源，电源为和其相连的第一条线路段的电气始端输电。该保护系统包括有时间阶梯的继电器和关联的断路器，该断路器就近安装在各线路段的始端以保护该段线路免于故障情况。各继电器具有过流功能，如果继电器检测到其末端有故障，则在预定的时间延迟后，该过流功能动作，跳开所关联的断路器。每个过流功能包括或关联一个加速跳闸功能，如果继电器检测到末端相邻段的断路器动作，则该加速跳闸功能就会动作，在预定的时间延迟到达之前跳开所关联的断路器。除第一线路段的继电器之外的其它各继电器还具有方向性的欠流/欠压功能，如果在该线路段的始端发生故障，其动作以启动所关联断路器的快速断开。附图简述现在将参照附图来描述本专利技术的示范实施例，其中图1是多段放射状连接的电力线系统的等效电路，该系统配有适合执行已知类型的时间阶梯过流保护方案的继电器。图2a和2b是配有适合实施本专利技术的继电器的多分支放射状连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保护系统，用于包含放射状连接电力线段（Ｌ１、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ３１等）的类型的电力线系统，其中，一个线路段（Ｌ１）的第一电气始端与电源（Ｓ）相连，该保护系统至少含有一个继电器，该继电器安装在至少靠近各线路段的始端，以保护该条线路，各继电器（Ｒ１、Ｒ２１、Ｒ２２等／Ｒ１’、Ｒ２１’、Ｒ２２’等）有一关联断路器（Ｂ１、Ｂ２１、Ｂ２２等／Ｂ１’、Ｂ２１’、Ｂ２２’等），这些继电器配有一套加速过流功能（ＡＯＣ）的主保护和一套欠流／欠压功能（ＵＣＶ）的辅助保护，继电器具有方向性，主保护和辅助保护功能彼此呈反向时间阶梯，主保护和辅助保护功能分布在继电器中，使得如果位于主保护继电器（Ｒ１）末端的辅助继电器（Ｒ１’）中的欠流／欠压功能（ＵＣＶ）触发了该辅助保护继电器的关联断路器（Ｂ１’）的动作，主保护继电器（Ｒ１）中的加速过流功能（ＡＯＣ）就触发该主保护继电器的关联断路器（Ｂ１）的加速动作，从而使主保护继电器所保护的线路段（Ｌ１）与电源（Ｓ）隔离开。

【技术特征摘要】
GB 2002-5-7 0210300.01.一种保护系统，用于包含放射状连接电力线段(L1、L21、L22、L31等)的类型的电力线系统，其中，一个线路段(L1)的第一电气始端与电源(S)相连，该保护系统至少含有一个继电器，该继电器安装在至少靠近各线路段的始端，以保护该条线路，各继电器(R1、R21、R22等/R1’、R21’、R22’等)有一关联断路器(B1、B21、B22等/B1’、B21’、B22’等)，这些继电器配有一套加速过流功能(AOC)的主保护和一套欠流/欠压功能(UCV)的辅助保护，继电器具有方向性，主保护和辅助保护功能彼此呈反向时间阶梯，主保护和辅助保护功能分布在继电器中，使得如果位于主保护继电器(R1)末端的辅助继电器(R1’)中的欠流/欠压功能(UCV)触发了该辅助保护继电器的关联断路器(B1’)的动作，主保护继电器(R1)中的加速过流功能(AOC)就触发该主保护继电器的关联断路器(B1)的加速动作，从而使主保护继电器所保护的线路段(L1)与电源(S)隔离开。2.权利要求1的保护系统，其中，主保护和辅助保护功能(AOC，UCV)在继电器中这样分配，使得每个继电器仅有一种功能，继电器安装在靠近单个线路段的两端，位于各线路段(L1、L21、L22、L31等)始端的继电器(R1、R21、R22等)配有加速过流功能(AOC)，而位于各线路段末端的继电器(R1’、R21’、R22’等)配有欠流/欠压功能(UCV)。3.根据权利要求1或2的保护系统，其中配有辅助保护功能(UCV)的继电器(R1’、R21’、R22’等)另外还有自动重合闸功能。4.权利要求1的保护系统，其中主保护和辅助保护功能(AOC，UCV)在继电器中这样分配，使得除了最始端的继电器(R1，图2b)之外，各继电器具有两种功能，继电器(R1、R21、R22、R31等)安装在只靠近各线路段(L1、L21、L22、L31等)的起始端，每个继电器均配有加速过流功能(AOC)，除了第一条线路段(L1)的继电器(R1)之外的其它继电器还具有方向性的欠流和欠压功能(UCV)。5.一种保护系统，用于包含放射状连接线路段(L1、L21、L22、L31等，图2a)和电源(S)的电力线系统，电源向与其相连的线路段(L1)的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：薄志谦，
申请(专利权)人：阿雷瓦TD股份有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]