CN111682514B - 10kV架空线路相间故障级差保护方法、***及终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种10kV架空线路相间故障级差保护方法、***及终端设备，包括架空线路和变电站，变电站内设置有第一开关，架空线路上至少设置有第二开关、第三开关和第四开关，第二开关上并联有电抗器和选相合闸装置。该10kV架空线路相间故障级差保护方法通过在第二开关上并联的电抗器和选相合闸装置，当架空线路发生故障，电抗器串入电路，限制故障电流，采用第一开关、第三开关和第四开关的级差保护逐段切除架空线路的故障，可避免发生故障后变电站站内第一开关直接动作，避免了变电站区域大面积停电，解决了现有架空线路无级差保护，在架空线路上发生相间短路故障后会造成架空线路的区域大面积停电的技术问题。

Description

10kV架空线路相间故障级差保护方法、***及终端设备

技术领域

本发明涉及架空线路技术领域，尤其涉及一种10kV架空线路相间故障级差保护方法、***及终端设备。

背景技术

架空线路主要指架空明线，架设在地面之上，是用绝缘子将输电导线固定在直立于地面的杆塔上以传输电能的输电线路。架设及维修比较方便，成本较低，但容易受到气象和环境(如大风、雷击、污秽、冰雪等)的影响而引起故障，同时整个输电走廊占用土地面积较多，易对周边环境造成电磁干扰。

现有的架空线路发生相间短路故障时，变电站内的开关会直接跳闸，使得变电站内与架空线路之间无法形成无级差保护，让架空线路的可靠性差，从而导致故障发生时会造成架空线路的区域大面积停电。

发明内容

本发明实施例提供了一种10kV架空线路相间故障级差保护方法、***及终端设备，用于现有架空线路无级差保护，在架空线路上发生相间短路故障后会造成架空线路的区域大面积停电的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种10kV架空线路相间故障级差保护方法，包括架空线路和与所述架空线路连接的变电站，所述变电站内设置有第一开关，所述架空线路上至少设置有第二开关、第三开关和第四开关，所述第二开关上并联有电抗器和选相合闸装置，当所述架空线路发生故障时，所述第二开关断开，所述第一开关、所述电抗器、所述第三开关和所述第四开关形成限流回路，所述10kV架空线路相间故障级差保护方法包括以下步骤：

S1.断开所述第四开关，执行步骤S2；

S2.检测所述第三开关的电流，若所述第三开关的电流等于所述第三开关的电流整定值，断开所述第三开关，执行步骤S3；

S3.检测所述第一开关的电流，若所述第一开关的电流等于所述第一开关的电流整定值，断开所述第一开关，所述架空线路的故障被切除。

优选地，在S2中，若所述第三开关的电流小于所述第三开关的电流整定值，所述架空线路的故障被切除。

优选地，在S3中，若所述第一开关的电流小于所述第一开关的电流整定值，所述架空线路的故障被切除。

优选地，该10kV架空线路相间故障级差保护方法还包括用于快速断开线路的快速开关作为所述第二开关。

优选地，所述限流回路用于限制所述架空线路发生故障的故障电流。

优选地，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关依次串联连接，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关上均设置有不同断开或闭合的时间。

本发明还提供一种10kV架空线路相间故障级差保护***，包括架空线路和与所述架空线路连接的变电站，所述变电站内设置有第一开关，所述架空线路上至少设置有第二开关、第三开关和第四开关，所述第二开关上并联有电抗器和选相合闸装置，当所述架空线路发生故障时，所述第二开关断开，所述第一开关、所述电抗器、所述第三开关和所述第四开关形成限流回路，所述10kV架空线路相间故障级差保护***包括第一执行单元、第二执行单元和第三执行单元：

所述第一执行单元，用于断开所述第四开关；

所述第二执行单元，用于基于所述第一执行单元检测所述第三开关的电流，根据所述第三开关的电流等于所述第三开关的电流整定值，断开所述第三开关；

所述第三执行单元，用于基于所述第二执行单元检测所述第一开关的电流，根据所述第一开关的电流等于所述第一开关的电流整定值，断开所述第一开关，所述架空线路的故障被切除。

优选地，所述第二执行单元还用于根据所述第三开关的电流小于所述第三开关的电流整定值，所述架空线路的故障被切除；所述第三执行单元还用于根据所述第一开关的电流小于所述第一开关的电流整定值，所述架空线路的故障被切除。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质用于存储计算机指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的10kV架空线路相间故障级差保护方法。

本发明还提供一种终端设备，包括处理器以及存储器：

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述的10kV架空线路相间故障级差保护方法。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

1.该10kV架空线路相间故障级差保护方法通过在第二开关上并联的电抗器和选相合闸装置，当架空线路发生故障，电抗器串入电路，限制故障电流，采用第一开关、第三开关和第四开关的级差保护逐段切除架空线路的故障，可避免发生故障后变电站站内第一开关直接动作，避免了变电站区域大面积停电，解决了现有架空线路无级差保护，在架空线路上发生相间短路故障后会造成架空线路的区域大面积停电的技术问题。

2.该10kV架空线路相间故障级差保护***通过在第二开关上并联的电抗器和选相合闸装置，当架空线路发生故障，由于电抗器串入电路，限制故障电流，采用第一执行单元、第二执行单元和第三执行单元控制第一开关、第三开关和第四开关断开，实现对架空线路的级差保护，从而逐段切除架空线路的故障，可避免发生故障后变电站站内第一开关直接动作，避免了变电站区域大面积停电，解决了现有架空线路无级差保护，在架空线路上发生相间短路故障后会造成架空线路的区域大面积停电的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例所述的10kV架空线路相间故障级差保护方法的步骤流程图。

图2为本发明实施例所述的10kV架空线路相间故障级差保护方法级差保护的框架图。

图3为本发明实施例所述的10kV架空线路相间故障级差保护***的框架图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供了一种10kV架空线路相间故障级差保护方法、***及终端设备，对架空线路进行级差切除故障，避免了变电站区域大面积停电，用于解决了现有架空线路无级差保护，在架空线路上发生相间短路故障后会造成架空线路的区域大面积停电的技术问题。

实施例一：

图1为本发明实施例所述的10kV架空线路相间故障级差保护方法的步骤流程图，图2为本发明实施例所述的10kV架空线路相间故障级差保护方法级差保护的框架图。

如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种10kV架空线路相间故障级差保护方法，包括架空线路10和与架空线路10连接的变电站，变电站内设置有第一开关K1，架空线路10上至少设置有第二开关K2、第三开关K3和第四开关K4，第二开关K1上并联有电抗器20和选相合闸装置30，当架空线路10发生故障时，第二开关K2断开，第一开关K1、电抗器20、第三开关K3和第四开关K4形成限流回路，该10kV架空线路相间故障级差保护方法包括以下步骤：

S1.断开第四开关，执行步骤S2；

S2.检测第三开关的电流，若第三开关的电流等于第三开关的电流整定值，断开第三开关，执行步骤S3；

S3.检测第一开关的电流，若第一开关的电流等于第一开关的电流整定值，断开第一开关，架空线路的故障被切除。

在本发明的实施例中，选相合闸装置30主要用于控制架空线路10上设置所有开关按照整定时间依次动作。

需要说明的是，选相合闸装置30可以为如公告号为CN105374615A的一种高压大电流的选相合闸装置，也可以为具有对回路中所有开关按照整定时间依次动作功能的电气器件。

在本发明的实施例中，第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3和第四开关K4依次串联连接。第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3和第四开关K4上均设置有不同断开或闭合的时间，即是不同开关个数可设置不同时间限制。

在本发明的实施例中，第二开关K2为快速断开线路的快速开关。

在本发明的实施例中，限流回路主要用于限制架空线路10发生故障的故障电流。在架空线路10发生故障，第二开关K2由闭合转为开断，电抗器20串入故障相，由于电抗器20限制电流的突变，可对故障电流有限制作用。该10kV架空线路相间故障级差保护方法在此基础上，对第一开关K1、第三开关K3和第四开关K4开关设置级差保护；首先切断第二开关K4，判断架空线路10的故障是否切除；若否，切断第三开关K3，再次判断架空线路10的故障是否切除；若否，切断第一开关K1，架空线路10的故障被切除。

需要说明的是，当架空线路10发生相间短路故障时，现有的处理方式是变电站站内的第一开关K1开断，而该10kV架空线路相间故障级差保护方法是对架空线路10进行级差保护，变电站站内出线端连接的第二开关K2上并联有电抗器20和选相合闸装置30，在发生相间短路故障时，电抗器20串入电路，限制故障电流，能有时间设置第一开关K1、第三开关K3和第四开关K4的级差保护，逐段切除架空线路20的故障，如故障在线路侧，可避免变电站站内第一开关K1动作，避免了变电站区域大面积停电。其中，第一开关K1、第三开关K3和第四开关K4设置有不同的整定时间以及时限保护

本发明提供的一种10kV架空线路相间故障级差保护方法通过在第二开关上并联的电抗器和选相合闸装置，当架空线路发生故障，电抗器串入电路，限制故障电流，采用第一开关、第三开关和第四开关的级差保护逐段切除架空线路的故障，可避免发生故障后变电站站内第一开关直接动作，避免了变电站区域大面积停电，解决了现有架空线路无级差保护，在架空线路上发生相间短路故障后会造成架空线路的区域大面积停电的技术问题。

在本发明的一个实施例中，在S2中，若第三开关的电流小于第三开关的电流整定值，架空线路的故障被切除。在S3中，若第一开关的电流小于第一开关的电流整定值，架空线路的故障被切除。

实施例二：

图3为本发明实施例所述的10kV架空线路相间故障级差保护***的框架图。

如图2和图3所示，本发明实施例还提供一种10kV架空线路相间故障级差保护***，包括架空线路10和与架空线路10连接的变电站，变电站内设置有第一开关K1，架空线路10上至少设置有第二开关K2、第三开关K3和第四开关K4，第二开关K2上并联有电抗器20和选相合闸装置30，当架空线路10发生故障时，第二开关K2断开，第一开关K1、电抗器20、第三开关K3和第四开关K4形成限流回路，该10kV架空线路相间故障级差保护***包括第一执行单元1、第二执行单元2和第三执行单元3；

第一执行单元1，用于断开第四开关K4；

第二执行单元2，用于基于第一执行单元1检测第三开关K3的电流，根据第三开关K3的电流等于第三开关K3的电流整定值，断开第三开关K3；

第三执行单元3，用于基于第二执行单元2检测第一开关K1的电流，根据第一开关K1的电流等于第一开关K1的电流整定值，断开第一开关K1，架空线路10的故障被切除。

在本发明的实施例中，第二执行单元2还用于根据第三开关K的电流小于第三开关K3的电流整定值，架空线路10的故障被切除；第三执行单元3还用于根据第一开关K1的电流小于第一开关K1的电流整定值，架空线路10的故障被切除。

需要说明的是，实施例二中***的单元与实施例一中方法的步骤是一一对应设置的，方法中的步骤已在实施例一中一一阐述了，因此在实施例二中不再一一描述。

本发明提供的一种10kV架空线路相间故障级差保护***通过在第二开关上并联的电抗器和选相合闸装置，当架空线路发生故障，由于电抗器串入电路，限制故障电流，采用第一执行单元、第二执行单元和第三执行单元控制第一开关、第三开关和第四开关断开，实现对架空线路的级差保护，从而逐段切除架空线路的故障，可避免发生故障后变电站站内第一开关直接动作，避免了变电站区域大面积停电，解决了现有架空线路无级差保护，在架空线路上发生相间短路故障后会造成架空线路的区域大面积停电的技术问题。

实施例三：

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机存储介质用于存储计算机指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的10kV架空线路相间故障级差保护方法。

实施例四：

本发明实施例还提供一种终端设备，其特征在于，包括处理器以及存储器：

存储器，用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；

处理器，用于根据程序代码中的指令执行上述的10kV架空线路相间故障级差保护方法。

示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在设备中的执行过程。

设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，并不构成对设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器可以是计算机设备的内部存储单元，例如计算机设备的硬盘或内存。存储器也可以是计算机设备的外部存储设备，例如计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器还可以既包括计算机设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储计算机程序以及计算机设备所需的其他程序和数据。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、方法和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的***实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种10kV架空线路相间故障级差保护方法，包括架空线路和与所述架空线路连接的变电站，所述变电站内设置有第一开关，所述架空线路上至少设置有第二开关、第三开关和第四开关，其特征在于，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关依次串联连接，所述第二开关上并联有电抗器和选相合闸装置，当所述架空线路发生故障时，所述第二开关断开，所述第一开关、所述电抗器、所述第三开关和所述第四开关形成限流回路，所述10kV架空线路相间故障级差保护方法包括以下步骤：

S1.断开所述第四开关，执行步骤S2；

S2.检测所述第三开关的电流，若所述第三开关的电流等于所述第三开关的电流整定值，断开所述第三开关，执行步骤S3；

S3.检测所述第一开关的电流，若所述第一开关的电流等于所述第一开关的电流整定值，断开所述第一开关，所述架空线路的故障被切除；

在S2中，若所述第三开关的电流小于所述第三开关的电流整定值，所述架空线路的故障被切除；

在S3中，若所述第一开关的电流小于所述第一开关的电流整定值，所述架空线路的故障被切除。

2.根据权利要求1所述的10kV架空线路相间故障级差保护方法，其特征在于，还包括用于快速断开线路的快速开关作为所述第二开关。

3.根据权利要求1所述的10kV架空线路相间故障级差保护方法，其特征在于，所述限流回路用于限制所述架空线路发生故障的故障电流。

4.根据权利要求1所述的10kV架空线路相间故障级差保护方法，其特征在于，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关上均设置有不同断开或闭合的时间。

5.一种10kV架空线路相间故障级差保护***，包括架空线路和与所述架空线路连接的变电站，所述变电站内设置有第一开关，所述架空线路上至少设置有第二开关、第三开关和第四开关，其特征在于，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关依次串联连接，所述第二开关上并联有电抗器和选相合闸装置，当所述架空线路发生故障时，所述第二开关断开，所述第一开关、所述电抗器、所述第三开关和所述第四开关形成限流回路，所述10kV架空线路相间故障级差保护***包括第一执行单元、第二执行单元和第三执行单元；

所述第一执行单元，用于断开所述第四开关；

所述第二执行单元，用于基于所述第一执行单元检测所述第三开关的电流，根据所述第三开关的电流等于所述第三开关的电流整定值，断开所述第三开关；

所述第三执行单元，用于基于所述第二执行单元检测所述第一开关的电流，根据所述第一开关的电流等于所述第一开关的电流整定值，断开所述第一开关，所述架空线路的故障被切除；

所述第二执行单元还用于根据所述第三开关的电流小于所述第三开关的电流整定值，所述架空线路的故障被切除；所述第三执行单元还用于根据所述第一开关的电流小于所述第一开关的电流整定值，所述架空线路的故障被切除。

6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质用于存储计算机指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-4任意一项所述的10kV架空线路相间故障级差保护方法。

7.一种终端设备，其特征在于，包括处理器以及存储器：

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行如权利要求1-4任意一项所述的10kV架空线路相间故障级差保护方法。

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