DE112019003016T5

DE112019003016T5 - Ferndifferentialschutzvorrichtung

Info

Publication number: DE112019003016T5
Application number: DE112019003016.7T
Authority: DE
Inventors: Ping Jin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-03-05
Filing date: 2019-10-09
Publication date: 2021-03-18
Also published as: WO2020177320A1; CN209358242U

Abstract

Ferndifferentialschutzvorrichtung, umfassend eine Differentialhauptschutzvorrichtung, eine Differentialnahbackupschutzvorrichtung, und eine Differentialfernbackupschutzvorrichtung, die miteinander verbunden sind, wobei der Insitu-Differenzialschutz im herkömmlichen Sinne in einen zentralisierten Ferndifferentialschutz umgewandelt wird; ein vollständiges Primärschutz-, Nahbackupschutz- und Fernbackupschutzsystem, das von einem Stromversorgungssystem für den Relaisschutz benötigt wird, unter Verwendung derselben Technologie aufgebaut wird; eine integrierte Planungs-, Steuerungs- und Schutzvorrichtung (Planung, Steuerung, Schutz) erreicht wird, die auf den Schutz von Primärgeräten mit einem beliebigen Wechselspannungspegel anwendbar ist, wie beispielsweise ein elektrischer Generator, eine Stromübertragungsleitung, ein Leistungsschalter (Schalter), eine Sammelschiene, ein Haupttransformator, ein Reaktor, ein Kondensator, und eine ringförmige Stromversorgungsleitung eines Niederspannungsverteilungsnetzes; eine vollständige Abdeckung für die Sekundärgeräte des Stromversorgungssystems erreicht wird; der Differentialschutz, der an einem Regelungs- und Steuerungsende entfernt angeordnet ist und die Funktion eines Fernbackupschutzes benachbarter Unterstationen hat, die gesamte fehlerhafte Unterstation rechtzeitig isolieren kann und somit Deflagrationsunfälle der fehlerhaften Unterstation wirksam verhindert werden.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität einer chinesischen Patentanmeldung, die am 5. März 2019 beim chinesischen Patentamt mit der Anmeldenummer CN201920277054.0 und dem Anmeldetitel „Ferndifferentialschutzvorrichtung“ eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin enthalten ist.
Technisches Gebiet
Das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung betrifft das technische Gebiet des Relaisschutzes des Stromversorgungssystems und insbesondere eine Ferndifferentialsch utzvorrichtu ng.
Stand der Technik
Relaisschutzvorrichtungen (abgekürzt als: Differentialschutz), die auf dem Prinzip des Differentialstroms basieren, sind im gegenwärtigen Stromversorgungssystem als die wichtigsten Sekundärgeräte des Stromversorgungssystems weit verbreitet (automatische Niederspannungsgeräte, die Primärgeräte steuern, schützen, messen und regulieren, die direkt an der Stromerzeugung, -übertragung, -transformation und -verteilung beteiligt sind, werden als Sekundärgeräte bezeichnet.).
Für den vorhandenen Differentialschutz wird in der Regel eine Insitu-Anordnung angewendet. Bei der Einstellung von Hilfskanälen (optische Kabelkanäle zum Phasendifferenzhochfrequenzschutz von Stromübertragungsleitungen oder Sekundärdifferenzstromkabelkanälen) wird diese Anordnung im Hinblick auf Installationskosten und Zuverlässigkeit nur in einigen Fällen verwendet, in denen der Spannungspegel hoch ist oder der Hilfskanal nahe ist, die Investition gering ist und die Zuverlässigkeit hoch ist. Damit besteht ein Problem, dass die Backupschutzfunktion nicht perfektioniert werden kann. Der herkömmliche Backupschutz kann nur durch Schutzvorrichtungen ergänzt werden, die aus anderen technischen Prinzipien (Hochfrequenzblockierung, Distanzschutz aus Impedanzelementen, Nullsequenzstrom aus Nullsequenzrichtungselementen und Niederspannungsüberstromschutz usw.) bestehen, um einen vollständigen Hauptschutz-, Nahbbackupschutz- und Fernbackupschutzsystem für Primärgeräte zu bilden.
Darstellung der Erfindung
Hierzu stellt das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung eine Ferndifferentialschutzvorrichtung bereit, um die folgenden Probleme im Stand der Technik zu lösen: der Insitu-differentialschutzbackupschutz ist nicht perfekt, andere Arten von Schutzvorrichtungen müssen zur Ergänzung ausgestattet sein, gleichzeitig müssen Hilfskanäle eingerichtet werden, die Installationskosten sind hoch und die Zuverlässigkeit ist schlecht.
Um die vorstehende Aufgabe zu erreichen, stellt das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung die folgende technische Lösung bereit.
Ferndifferentialschutzvorrichtung, umfassend eine Differentialhauptschutzvorrichtung, eine Differentialnahbackupschutzvorrichtung, und eine Differentialfernbackupschutzvorrichtung, die miteinander verbunden sind, wobei:

die Differentialhauptschutzvorrichtung zwei Hauptschutzleistungsschalter, zwei Hauptschutzstromwandler und ein Hauptschutzdifferentialrelais umfasst, wobei die Hauptschutzstromwandler jeweils mit einer Seite der zwei Hauptschutzleistungsschalter verbunden sind; die zwei Hauptschutzstromwandler über einen Datenbus entfernt mit einem Eingangsende des Hauptschutzdifferentialrelais verbunden sind; die zwei Hauptschutzleistungsschalter über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Hauptschutzdifferentialrelais verbunden sind;
die Differentialnahbackupschutzvorrichtung zwei Nahbackupleistungsschalter, zwei Nahbackupstromwandler und ein Nahbackupdifferentialrelais umfasst, wobei die Nahbackupstromwandler jeweils mit einer Seite der zwei Nahbackupleistungsschalter verbunden sind; die zwei Nahbackupstromwandler über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende des Nahbackupdifferentialrelais verbunden sind; die zwei Nahbackupleistungsschalter über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Nahbackupdifferentialrelais verbunden sind; die Differentialfernbackupschutzvorrichtung zwei Fernbackupleistungsschalter, zwei Fernbackupstromwandler und ein Fernbackupdifferentialrelais umfasst, wobei die Fernbackupstromwandler jeweils mit einer Seite der zwei Fernbackupleistungsschalter verbunden sind; die zwei Fernbackupstromwandler über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende des Fernbackupdifferentialrelais verbunden sind; die zwei Fernbackupleistungsschalter über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Fernbackupdifferentialrelais verbunden sind.

Weiter ist vorgesehen, dass die Differentialhauptschutzvorrichtung eine Leitungsdifferentialhauptschutzvorrichtung umfasst, wobei die Leitungsdifferentialhauptschutzvorrichtung zwei Leitungshauptschutzleistungsschalter umfasst, die an verschiedenen Punkten auf einer Stromübertragungsleitung angeordnet sind; jeder der Leitungshauptschutzleistungsschalter einseitig mit einem Leitungshauptschutzstromwandler verbunden ist; zwei Leitungshauptschutzstromwandler jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende eines Leitungshauptschutzdifferentialrelais verbunden sind; die zwei Leitungshauptschutzleistungsschalter jeweils über den Datenbus mit einem Ausgangsende des Leitungshauptschutzdifferentialrelais verbunden sind.
Weiter ist vorgesehen, dass die Differentialhauptschutzvorrichtung eine Haupttransformatordifferentialhauptschutzvorrichtung umfasst, wobei die Haupttransformatordifferenzialhauptschutzvorrichtung drei Haupttransformatorhauptschutzleistungsschalter umfasst, die jeweils auf einer Haupttransformator-Hochspannungsseite, -Mittelspannungsseite und - Niederspannungsseite angeordnet sind; jeder der Haupttransformatorhauptschutzleistungsschalter einseitig mit einem Haupttransformatorhauptschutzstromwandler verbunden ist; drei Haupttransformatorhauptschutzstromwandler jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende eines Haupttransformatorhauptschutzdifferentialrelais verbunden sind; die drei Haupttransformatorhauptschutzleistungsschalter jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Haupttransformatorhauptschutzdifferentialrelais verbunden sind.
Weiter ist vorgesehen, dass die Differentialhauptschutzvorrichtung eine Primär- und Sekundärsammelschienenkopplerdifferentialhauptschutzvorrichtung umfasst,wobei die Primär- und Sekundärsammelschienenkopplerdifferentialhauptschutzvorrichtung eine Primärsammelschiene und eine Sekundärsammelschiene umfasst, die über eine Sammelschienenkopplerleitung und mehrere Nebenschlüsse verbunden sind; die Sammelschienenkopplerleitung mit einem Sammelschienenkopplerleistungsschalter und einem Sammelschienenkopplerschalter versehen ist; die Nebenschlüsse mit einem Primärsammelschienenmesser, einem Sekundärsammelschienenmesser und einem Nebenschlussleistungsschalter versehen sind; der Sammelschienenkopplerleistungsschalter und der Nebenschlussleistungsschalter jeweils einseitig mit einem Primär- und Sekundärsammelschienenhauptschutzstromwandler verbunden sind; die Primär- und Sekundärsammelschienenhauptschutzstromwandler jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende eines Primärsammelschienendifferentialrelais und eines Sekundärsammelschienendifferentialrelais verbunden sind; der Sammelschienenkopplerleistungsschalter und der Nebenschlussleistungsschalter jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Primärsammelschienendifferentialrelais und des Sekundärsammelschienendifferentialrelais verbunden sind.
Weiter ist vorgesehen, dass die Differentialhauptschutzvorrichtung eine Radialschaltstationsringnetzdifferentialhauptschutzvorrichtung umfasst, wobei die Radialschaltstationsringnetzdifferentialhauptschutzvorrichtung eine erste Unterstation, eine zweite Unterstation und mehrere nacheinander zwischen der ersten Unterstation und der zweiten Unterstation geschaltete Schaltstationen umfasst; innerhalb der ersten Unterstation und der zweiten Unterstation jeweils ein Schaltstationshauptschutzleistungsschalter angeordnet ist; innerhalb der Schaltstationen zwei Schaltstationshauptschutzleistungsschalter angeordnet sind; die Schaltstationshauptschutzleistungsschalter jeweils einseitig mit einem Schaltstationshauptschutzstromwandler verbunden sind; zwei Schaltstationshauptschutzstromwandler, die zwischen der ersten Unterstation und einer benachbarten Schaltstation, innerhalb jeder der Schaltstationen, zwischen einer Schaltstation und einer benachbarten Schaltstation sowie zwischen der zweiten Unterstation und einer benachbarten Schaltstation angeordnet sind, jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende eines Schaltstationshauptschutzdifferentialrelais verbunden sind; zwei Schaltstationshauptschutzleistungsschalter, die den zwei Schaltstationshauptschutzstromwandlern entsprechen, jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Schaltstationshauptschutzdifferentialrelais verbunden sind.
Weiter ist vorgesehen, dass die Differentialnahbackupschutzvorrichtung eine Sammelschienendifferentialnahbackupvorrichtung umfasst, wobei die Sammelschienendifferentialnahbackupvorrichtung eine primäre Sammelschiene und eine sekundäre Sammelschiene umfasst, die über die Sammelschienenkopplerleitung verbunden sind; die primäre Sammelschiene oder die sekundäre Sammelschiene mit mehreren Nebenschlüssen verbunden ist; die Sammelschienenkopplerleitung und die Nebenschlüsse jeweils mit Nahbackupleistungsschaltern versehen sind; die Nahbackupleistungsschalter jeweils einseitig mit einem Nahbackupstromwandler verbunden sind; die Nahbackupstromwandler jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende eines Nahbackupdifferentialrelais verbunden sind; die Nahbackupleistungsschalter jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Nahbackupdifferentialrelais verbunden sind.
Weiter ist vorgesehen, dass das Schaltstationshauptschutzdifferentialrelais als mehrstufiges Differentialrelais ausgebildet ist; sich rückseitige Rückkopplungspunkte des Schaltstationshauptschutzdifferentialrelais jeweils um einen Leistungsschalter nach hinten erstrecken, um den Nahbackupschutz der Radialschaltstationsringnetzdifferentialhauptschutzvorrichtung zu bilden.
Weiter ist vorgesehen, dass die Differentialfernbackupschutzvorrichtung eine Unterstationsfernbackupschutzvorrichtung umfasst; drei Ausgangsleitungsseiten der Unterstation jeweils mit mehreren Hochspannungsleitungen, Mittelspannungsleitungen und Niederspannungsleitungen verbunden sind; die Unterstationfernbackupschutzvorrichtung Fernbackupleistungsschalter umfasst, die an den Ausgangsleitungen der Unterstation angeordnet sind, wobei jeder der Ausgangsleitungen ein Fernbackupleistungsschalter zugeordnet ist; die Fernbackupleistungsschalter jeweils einseitig mit einem Fernbackupstromwandler verbunden sind; zwei Fernbackupstromwandler, die sich auf den zwei gegenüberliegenden Ausgangsleitungen der Unterstation befinden, jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende eines Fernbackupdifferentialrelais verbunden sind; zwei Fernbackupleistungsschalter, die den zwei Fernbackupstromwandlern entsprechen, über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Fernbackupdifferentialrelais verbunden sind.
Weiter ist vorgesehen, dass das Hauptschutzdifferentialrelais, das Nahbackupdifferentialrelais und das Fernbackupdifferentialrelais jeweils als digitale Differentialrelais ausgebildet sind und jeweils eingerichtet sind, um einen Auslösebefehl an den angeschlossenen Leistungsschalter über den Datenbus zu senden.
Das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung hat die folgenden Vorteile.
Das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung schlägt eine Ferndifferentialschutzvorrichtung vor, umfassend eine Differentialhauptschutzvorrichtung, eine Differentialnahbackupschutzvorrichtung, und eine Differentialfernbackupschutzvorrichtung, die miteinander verbunden sind, wobei der Insitu-Differenzialschutz im herkömmlichen Sinne in einen zentralisierten Ferndifferentialschutz umgewandelt wird; ein vollständiges Primärschutz-, Nahbackupschutz- und Fernbackupschutzsystem, das von einem Stromversorgungssystem für den Relaisschutz benötigt wird, unter Verwendung derselben Technologie aufgebaut wird; eine integrierte Planungs-, Steuerungs- und Schutzvorrichtung (Planung, Steuerung, Schutz) erreicht wird, die auf den Schutz von Primärgeräten mit einem beliebigen Wechselspannungspegel anwendbar ist, wie beispielsweise ein elektrischer Generator, eine Stromübertragungsleitung, ein Leistungsschalter (Schalter), eine Sammelschiene, ein Haupttransformator, ein Reaktor, ein Kondensator, und eine ringförmige Stromversorgungsleitung eines Niederspannungsverteilungsnetzes; eine vollständige Abdeckung für die sekundäre Relaisschutzausrüstung des Stromversorgungssystems erreicht wird; der Differentialschutz, der an einem Regelungs- und Steuerungsende entfernt angeordnet ist und die Funktion eines Fernbackupschutzes benachbarter Unterstationen hat, die gesamte fehlerhafte Unterstation rechtzeitig isolieren kann und somit Deflagrationsunfälle der fehlerhaften Unterstation wirksam verhindert werden.
Figurenliste
Um die Ausführungsform der vorliegenden Patentanmeldung oder die technischen Lösungen im Stand der Technik klarer zu beschreiben, werden im Folgenden kurz die Zeichnungen vorgestellt, die bei der Beschreibung der Ausführungsform oder des Standes der Technik verwendet werden müssen. Offensichtlich sind die Zeichnungen in der folgenden Beschreibung nur beispielhaft. Für den Durchschnittsfachmann können andere Implementierungszeichnungen ohne kreative Arbeit aus den bereitgestellten Zeichnungen abgeleitet werden.
Die in dieser Beschreibung gezeigte Struktur, das Verhältnis, die Größe usw. werden nur verwendet, um dem in der Beschreibung angegebenen Inhalt zu entsprechen, damit Personen, die mit dieser Technologie vertraut sind, sie verstehen und lesen können. Sie sollen die Umsetzungsbedingungen der vorliegenden Anmeldung nicht einschränken und haben daher keine wesentliche technische Bedeutung. Jede strukturelle Modifikation, Änderung der Proportionalbeziehung oder Größenanpassung fällt weiterhin in den Geltungsbereich des in dieser Anmeldung offenbarten technischen Inhalts, ohne die Auswirkungen und Ziele zu beeinträchtigen, die mit dieser Anmeldung erreicht werden können.
Es zeigen:

1: ein schematisches Strukturdiagramm einer Ferndifferentialschutzvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung,
2: ein schematisches Verbindungsdiagramm über einen Datenbus zur Datenerfassung der Ferndifferentialschutzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung,
3: ein schematisches Diagramm eines Leitungsdifferentialhauptschutzes der Ferndifferentialschutzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung,
4: ein schematisches Diagramm eines Haupttransformatordifferentialhauptschutzes der Ferndifferentialschutzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung,
5: ein schematisches Diagramm eines Sammelschienendifferentialhauptschutzes in einem Primär- und Sekundärsammelschienenkopplermodus der Ferndifferentialschutzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung,
6: ein schematisches Diagramm eines Ausgangsleitungshauptschutzes eines Radialstromversorgungsreaktors unter 35 kV der Ferndifferentialschutzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung,
7: ein schematisches Diagramm eines Differentialhauptschutzes einer Ringnetzstation einer radialstromversorgungsschaltstation der Ferndifferentialschutzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung,
8: ein schematisches Diagramm eines Leitung + Einzelseitensammelschienendifferentialschutznahbackup der Ferndifferentialschutzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung,
9: ein schematisches Diagramm eines Leitung + Doppelseitensammelschienendifferentialschutznahbackup der Ferndifferentialschutzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung,
10: ein schematisches Diagramm eines Sammelschiene + Haupttransformatordifferentialschutznahbackup der Ferndifferentialschutzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung,
11: ein schematisches Diagramm eines Differentialschutznahbackup der Radialstromversorgungsschaltstationsringnetzstation der Ferndifferentialschutzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung, und
12: ein schematisches Diagramm eines auf einer Unterstation zentrierten Fernbackup der Ferndifferentialschutzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung.

Ausführungsform der Anmeldung
Im Folgenden wird die Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels beschrieben. Personen, die mit dieser Technologie vertraut sind, können die anderen Vorteile und Auswirkungen der vorliegenden Anmeldung anhand des in dieser Beschreibung offenbarten Inhalts leicht verstehen. Offensichtlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel Teil der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung und nicht alle Ausführungsbeispiele. Basierend auf dem Ausführungsbeispiel in dieser Anmeldung fallen alle anderen Ausführungsbeispiele, die von Durchschnittsfachleuten ohne kreative Arbeit erhalten wurden, in den Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung.
Erstes Ausführungsbeispiel
Wie in 1 gezeigt, schlägt dieses Ausführungsbeispiel eine Ferndifferentialschutzvorrichtung vor, die eine Differentialhauptschutzvorrichtung 1, eine Differentialnahbackupschutzvorrichtung 2, und eine Differentialfernbackupschutzvorrichtung 3 umfasst, die miteinander verbunden sind.
Die Differentialhauptschutzvorrichtung 1 umfasst zwei Hauptschutzleistungsschalter 11, zwei Hauptschutzstromwandler 12 und ein Hauptschutzdifferentialrelais 13, wobei die Hauptschutzstromwandler 12 jeweils mit einer Seite der zwei Hauptschutzleistungsschalter 11 verbunden sind; die zwei Hauptschutzstromwandler 12 über einen Datenbus entfernt mit einem Eingangsende des Hauptschutzdifferentialrelais 13 verbunden sind; die zwei Hauptschutzleistungsschalter 11 über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Hauptschutzdifferentialrelais 13 verbunden sind.
Die Differentialnahbackupschutzvorrichtung 2 umfasst zwei Nahbackupleistungsschalter 21, zwei Nahbackupstromwandler 22 und ein Nahbackupdifferentialrelais 23, wobei die Nahbackupstromwandler 22 jeweils mit einer Seite der zwei Nahbackupleistungsschalter 21 verbunden sind; die zwei Nahbackupstromwandler 22 über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende des Nahbackupdifferentialrelais 23 verbunden sind; die zwei Nahbackupleistungsschalter 21 über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Nahbackupdifferentialrelais 23 verbunden sind.
Die Differentialfernbackupschutzvorrichtung 3 umfasst zwei Fernbackupleistungsschalter 31, zwei Fernbackupstromwandler 32 und ein Fernbackupdifferentialrelais 33, wobei die Fernbackupstromwandler 32 jeweils mit einer Seite der zwei Fernbackupleistungsschalter 31 verbunden sind; die zwei Fernbackupstromwandler 32 über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende des Fernbackupdifferentialrelais 33 verbunden sind; die zwei Fernbackupleistungsschalter 31 über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Fernbackupdifferentialrelais 33 verbunden sind.
Der Insitu-Differenzialschutz im herkömmlichen Sinne wird in einen zentralisierten Ferndifferentialschutz umgewandelt. Wie in 2 gezeigt, werden analoggrößen, die den jeweiligen Leistungsschaltern entsprechen, in der Einheit von Anlage und Station in situ digital quantifiziert, getrennt gesammelt, mittels des herkömmlichen datenzentralisierten Datenbusverfahrens an die jeweiligen Regelungs- und Kontrollstationsschichten übertragen und gemäß der Zuständigkeit der jeweiligen Planungsschichten erhalten, um die vollständige Abdeckung des Hauptschutzes, des Nahbackupschutzes und des Fernbackupschutzes, die nach dem Prinzip des Differenzstroms ausgelegt sind, für die Sekundärgeräte des Stromversorgungssystems zu realisieren.
Das Hauptschutzdifferentialrelais, das Nahbackupdifferentialrelais und das Fernbackupdifferentialrelais sind jeweils als digitale Differentialrelais ausgebildet und jeweils eingerichtet, um einen Auslösebefehl an den angeschlossenen Leistungsschalter über den Datenbus zu senden.
Komponentendifferentialhauptschutz
(1) Leitungsdifferentialhauptschutz (220-kV-Leitung als Beispiel)
Wie in 3 gezeigt, umfasst die Differentialhauptschutzvorrichtung 1 eine Leitungsdifferentialhauptschutzvorrichtung 1, wobei die Leitungsdifferentialhauptschutzvorrichtung 1 zwei Leitungshauptschutzleistungsschalter 1DL, 2DL umfasst, die an verschiedenen Punkten auf einer Stromübertragungsleitung angeordnet sind; jeder der Leitungshauptschutzleistungsschalter einseitig mit einem Leitungshauptschutzstromwandler 1CT, 2CT verbunden ist; zwei Leitungshauptschutzstromwandler 1CT, 2CT jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende eines Leitungshauptschutzdifferentialrelais 1DL bzw. 2DL verbunden sind; die zwei Leitungshauptschutzleistungsschalter 1DL, 2DL jeweils über den Datenbus mit einem Ausgangsende des Leitungshauptschutzdifferentialrelais verbunden sind.
Das digitale Differentialrelais ist ein herkömmliches Relaisschutzgerät und seine Aktionsgleichung lautet: $| \sum_{j = 1}^{m} I_{j} | > I_{c d z d},$
wobei I_cdzd der Differentialschutzeinstellwert ist und für die Leistungsübertragungsleitung m 2 ist.
Das digitale Differentialrelais ähnelt dem herkömmlichen technischen Prinzip des Differentialschutzes (Phasenvergleichshochfrequenzdifferentialschutz). Für das digitale Differentialrelais ist es jedoch nicht erforderlich, auf beiden Seiten der Leitung je eine Differentialschutzvorrichtung (einschließlich eines Hilfshochfrequenzkanals) zu installieren, um den selbstseitigen Schalter (Leistungsschalter) zu steuern. Stattdessen werden Daten über den Datenbus ausgetauscht und eine digitale Differentialschutzvorrichtung (Differentialrelais) ist in der Planungssteuerzentrale installiert. Wenn der Differenzstromwert größer als der Einstellwert ist (Differenzstromüberlauf), wird im Fernbedienungsmodus ein Auslösebefehl an die Leistungsschalter an zwei verschiedenen Stellen ausgegeben.
In Bezug auf die doppelten Anforderungen von Schutzvorrichtungen können zwei Sätze voneinander unabhängiger Schutzvorrichtungen an derselben Regel- und Steuerstelle eingestellt werden, wenn die Leitungshauptschutzschalter 1DL und 2DL der gleiche Planungsmechanismus sind. Wenn die Leitungshauptschutzschalter 1DL und 2DL unterschiedliche Planungsmechanismen sind, kann an jedem der beiden Regel- und Steuerstellen ein Satz von Schutzvorrichtungen eingestellt werden, und für die beiden Stellen werden Samplingdaten gemeinsam genutzt, wodurch die gegenseitige Differentialschutzvorrichtung einen Auslösebefehl an den selbstseitigen Leistungsschalter senden kann.
Entsprechend den Zuverlässigkeits- und Stabilitätsanforderungen des Systems kann eine Verzögerungsdifferentialschutzvorrichtung eingestellt werden, um die abgestufte Vollleitungsbackupfunktion dieses Schutzes zu realisieren. Für das Wiedereinschalten der Leitung wird weiterhin das traditionelle Wiedereinschaltverfahren angewendet, um die letzte Stufe des Differentialschutzes zu beschleunigen. Für den Leitungsschutz und den Generatorschutz anderer Spannungspegel kann auf diese Einstellung verwiesen werden.
(2) Haupttransformatordifferentialhauptschutz (220-kV-Haupttransformator als Beispiel)
Wie in 4 gezeigt, umfasst die Differentialhauptschutzvorrichtung 1 eine Haupttransformatordifferentialhauptschutzvorrichtung 1, wobei die Haupttransformatordifferenzialhauptschutzvorrichtung 1 drei Haupttransformatorhauptschutzleistungsschalter 1DL, 2DL, 3DL umfasst, die jeweils auf einer Haupttransformator-Hochspannungsseite, - Mittelspannungsseite und -Niederspannungsseite angeordnet sind; jeder der Haupttransformatorhauptschutzleistungsschalter DL einseitig mit einem Haupttransformatorhauptschutzstromwandler CT verbunden ist; drei Haupttransformatorhauptschutzstromwandler 1CT, 2CT, 3CT jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende eines Haupttransformatorhauptschutzdifferentialrelais verbunden sind; die drei Haupttransformatorhauptschutzleistungsschalter 1DL, 2DL, 3DL jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Haupttransformatorhauptschutzdifferentialrelais verbunden sind.
Entsprechend den Zuverlässigkeits- und Stabilitätsanforderungen des Haupttransformators kann ein Verzögerungsdifferentialschutz hinzugefügt werden, um die abgestufte Backupfunktion des Haupttransformatordifferentialschutzes zu realisieren. Als Startelement wird das herkömmliche zusammengesetzte Sequenzspannungselement verwendet, um den Differenzstromeinstellwert zu blockieren. Nachdem der Erregereinschaltstrom und die Verdrahtungsgruppe des Transformators im herkömmlichen Sinne verarbeitet wurden, wird das Differentialrelais angeschlossen. Der unsymmetrische Differenzstrom, der durch die Verwendung des Standardtransformationsverhältnisses CT (Stromwandler) erzeugt wird, muss vermieden werden. Wenn der Differenzstrom überläuft, sendet das Haupttransformatorhauptschutzdifferenzialrelais einen Auslösebefehl an die dreiseitigen Leistungsschalter 1DL, 2DL, 3DL.
(3) Primär- und Sekundärsammelschienenkopplerdifferentialhauptschutz (220kV-Allgemeinverdrahtungsverfahren als Beispiel)
Wie in 5 gezeigt, umfasst die Differentialhauptschutzvorrichtung 1 eine Primär- und Sekundärsammelschienenkopplerdifferentialhauptschutzvorrichtung 1, wobei die Primär- und Sekundärsammelschienenkopplerdifferentialhauptschutzvorrichtung 1 eine Primärsammelschiene und eine Sekundärsammelschiene umfasst, die über eine Sammelschienenkopplerleitung und mehrere Nebenschlüsse XL1-XLN verbunden sind; die Sammelschienenkopplerleitung mit einem Sammelschienenkopplerleistungsschalter MDL und einem Sammelschienenkopplerschalter versehen ist; die Nebenschlüsse mit einem Primärsammelschienenmesser, einem Sekundärsammelschienenmesser und einem Nebenschlussleistungsschalter 1DL-NDL versehen sind; der Sammelschienenkopplerleistungsschalter MDL und der Nebenschlussleistungsschalter 1DL-NDL jeweils einseitig mit einem Primär- und Sekundärsammelschienenhauptschutzstromwandler CT verbunden sind; die Primär- und Sekundärsammelschienenhauptschutzstromwandler 1CT-NCT jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende eines Primärsammelschienendifferentialrelais und eines Sekundärsammelschienendifferentialrelais verbunden sind; der Sammelschienenkopplerleistungsschalter MDL und der Nebenschlussleistungsschalter 1DL-NDL jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Primärsammelschienendifferentialrelais und des Sekundärsammelschienendifferentialrelais verbunden sind.
Die Stromsamplingwerte des Sammelschienenkopplerleistungsschalters MDL nehmen am Primärsammelschienendifferentialrelais und am Sekundärsammelschienendifferentialrelais teil. Die Stromsamplingwerte der Nebenschlüsse XL1-XLN folgen der Position des Sammelschienenmessers, um am Primärsammelschienendifferentialrelais und am Sekundärsammelschienendifferentialrelais teilzunehmen. Entsprechend wird auch der Auslösebefehl der Nebenschlussleistungsschalter 1DL-NDL befolgt.
Wenn das Primärsammelschienenmesser und das Sekundärsammelschienenmesser des Leistungsschalters einer beliebigen Ausgangsleitung geschlossen (Inline) sind, werden das Primärsammelschienendifferentialrelais und das Sekundärsammelschienendifferentialrelais zu einem Einzelsammelschienendifferentialrelais und die Auslösebefehle der Nebenschlussleistungsschalter werden nicht durch die Position der Sammelschienenmesser gesteuert. In diesem Fall sind die Sammelschienenkopplerschalter nicht an den Differentialrelais beteiligt.
Ein abgestuftes Differentialrelais wird eingestellt, um die Backupfunktion dieses Schutzes zu realisieren. Als Startelement wird ein herkömmliches zusammengesetztes Sequenzspannungselement verwendet. Die Komponenten der zusammengesetzten Sequenzspannung der primären und sekundären Sammelschiene entsprechen ihren eigenen Differentialrelais, um den Differenzstromüberlaufwert zu blockieren. Für den Sammelschienendifferentialschutz verschiedener Verdrahtungsverfahren und verschiedener Spannungspegel kann auf die obigen Verfahren Bezug genommen werden, um den Sammelschienendifferentialschutz festzulegen.
(4) Hauptschutz von Leitungen und Reaktoren und Kondensatoren mit einer Radialstromversorgung unter 35 kV (Einzelstromversorgung ohne gegenseitigen Leistungsschalter) (Reaktorausgangsleitung als Beispiel)
Wie in 6 gezeigt, werden für den Kondensator- und Reaktorschutz ein Längsdifferentialrelais und ein Querdifferentialrelais eingestellt (Zwischenphasenstrombilanz: Ia + Ib - Ic, Ib + Ic - Ia, Ic + Ia - Ib). Für die Leitung mit Einzelstromversorgung und ohne gegenseitigen Leistungsschalter ist ein Längsdifferentialrelais vorgesehen. Ein abgestuftes Differentialrelais wird eingestellt, um die Backupfunktion dieses Schutzes zu realisieren. Für das Wiedereinschalten der Belastungsleitung wird weiterhin das traditionelle Wiedereinschaltverfahren angewendet, um die letzte Stufe des Differentialschutzes zu beschleunigen.
(5) Differentialhauptschutz der Radialstromversorgungsschaltstationsringnetzstation (10-kV-Leitung als Beispiel)
Wie in 7 gezeigt, umfasst die Differentialhauptschutzvorrichtung 1 eine Radialschaltstationsringnetzdifferentialhauptschutzvorrichtung 1, wobei die Radialschaltstationsringnetzdifferentialhauptschutzvorrichtung 1 eine erste Unterstation, eine zweite Unterstation und mehrere nacheinander zwischen der ersten Unterstation und der zweiten Unterstation geschaltete Schaltstationen umfasst; innerhalb der ersten Unterstation und der zweiten Unterstation jeweils ein Schaltstationshauptschutzleistungsschalter 1DL, NDL angeordnet ist; innerhalb der Schaltstationen zwei Schaltstationshauptschutzleistungsschalter 2DL-(N-1)DL angeordnet sind; die Schaltstationshauptschutzleistungsschalter 1DL-NDL jeweils einseitig mit einem Schaltstationshauptschutzstromwandler 1CT-NCT verbunden sind; zwei Schaltstationshauptschutzstromwandler CT, die zwischen der ersten Unterstation und einer benachbarten Schaltstation, innerhalb jeder der Schaltstationen, zwischen einer Schaltstation und einer benachbarten Schaltstation sowie zwischen der zweiten Unterstation und einer benachbarten Schaltstation angeordnet sind, jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende eines Schaltstationshauptschutzdifferentialrelais verbunden sind; zwei Schaltstationshauptschutzleistungsschalter, die den zwei Schaltstationshauptschutzstromwandlern CT entsprechen, jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Schaltstationshauptschutzdifferentialrelais verbunden sind.
Normaler Stromversorgungsmodus: Die erste Unterstation versorgt die Schaltstation 1, die Schaltstation 2, ... bis zur Unterstation 2-NDL-Leitungsseitenbelastung über Schaltstationhauptschutzschalter 1DL mit Strom, und NDL auf der zweiten Unterstationsseite wird für Hot-Standby verwendet. Das Differentialrelais 1, das Differentialrelais 2, das Differentialrelais 3, das Differentialrelais 4, ... sind jeweils als mehrstufiges Differentialrelais vorgesehen.
Wenn im Abschnitt der Leitung XL1 ein Fehler auftritt, sendet das Differentialrelais 1 einen Auslösebefehl an die Hauptschutzschalter 1DL, 2DL der Schaltstation und diese werden wieder geschlossen. Wenn es sich um einen dauerhaften Fehler handelt, wird die Endstufe des Differentialrelais 1 beschleunigt, um die Hauptschutzschalter 1DL, 2DL der Schaltstation auszulösen. Das Auslösebeschleunigungssignal der Endstufe des Differentialrelais 1 und andere Bedingungen starten das automatische Standby-Schaltgerät nach einer Zeitverzögerung (normalerweise 5 s-10 s), um die zweite Umspannwerksseite NDL zu schließen, um den Zweck zu erreichen, den Fehlerabschnitt zu isolieren und das gesunde Gerät weiterhin mit Strom zu versorgen. In Bezug auf den Sammelschienenseitenfehler in der Schaltstation 1, den XL2-Leitungsfehler, den Sammelschienenseitenfehler in der Schaltstation 2, .... auf die obigen Schritte wird für den Aktionsprozess verwiesen.
Wenn der Schaltstationhauptschutzschalter NDL im obigen Modus im Schleifenschluss betrieben wird, ist das automatische Standby-Schaltgerät deaktiviert und der Aktionswert des Differentialrelais sollte größer als das 1,5-fache des maximalen Belastungsstroms der Schaltstation sein.
Auf Komponentenschutz zentrierter abgestufter Kurzdistanzbackupdifferentialschutz
(1) Leitung + Einzelseitensammelschienendifferentialschutznahbackup (220-kV-Leitung als Beispiel)
Wie in 8 gezeigt, umfasst die Differentialnahbackupschutzvorrichtung 2 eine Sammelschienendifferentialnahbackupvorrichtung, wobei die Sammelschienendifferentialnahbackupvorrichtung eine primäre Sammelschiene und eine sekundäre Sammelschiene umfasst, die über die Sammelschienenkopplerleitung verbunden sind; die primäre Sammelschiene oder die sekundäre Sammelschiene mit mehreren Nebenschlüssen XL2-XLN verbunden ist; die Sammelschienenkopplerleitung XLM und die Nebenschlüsse jeweils mit Nahbackupleistungsschaltern MDL, 3DL-NDL versehen sind; die Nahbackupleistungsschalter MDL, 3DL-NDL jeweils einseitig mit einem Nahbackupstromwandler MCT, 3CT-NCT verbunden sind; die Nahbackupstromwandler MCT, 3CT-NCT jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende eines Nahbackupdifferentialrelais verbunden sind; die Nahbackupleistungsschalter MDL, 3DL-NDL jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Nahbackupdifferentialrelais verbunden sind.
Die Anordnung dieses Schutzes ist das Nahbackup des oben erwähnten 1 (1) - Leitungsdifferentialhauptschutzes und auch das Nabback des oben erwähnten 1 (3) - Primär- (bzw. Sekundär)sammelschienenkopplerdifferentialhauptschutzes der zweiten Unterstation. Wenn der Differenzstrom des Differentialrelais überläuft, wird zuerst ein Auslösebefehl an 1DL1, 2DL gesendet, und wenn der Fehler nicht verschwindet, erfolgt eine Verzögerung von 200 ms, und dann wird ein Auslösebefehl an 3DL, 4DL, 5DL ... NDL gesendet. Die Backupauslösezeit ist auf den entsprechenden Hauptschutz abgestimmt. Ob DL1, DL2 nach dem Auslösen wieder geschlossen werden, wird durch die Systemstabilitätsanforderungen bestimmt. Wenn 3DL, 4DL, 5DL ... NDL auslösen, ist das Wiedereinschalten verboten. Dieses Backup beseitigt die Totzone des Primärsammelschienendifferentialhauptschutzes der zweiten Unterstation zwischen 2DL und CT. Es wird bevorzugt, einen mehrstufigen Modus zu verwenden, um die Backupfunktion dieses Schutzes zu realisieren.
(2) Leitung + Doppelseitensammelschienendifferentialschutznahbackup (220-kV-Leitung als Beispiel)
Wie in 9 gezeigt, ist die Anordnung dieses Schutzes das Nahbackup des oben erwähnten 1 (1) - Leitungsdifferentialhauptschutzes und auch das Nabback des oben erwähnten 1 (3) - Sekundärsammelschienenkopplerdifferentialhauptschutzes der ersten Unterstation und Primärsammelschienenkopplerdifferentialhauptschutzes der zweiten Unterstation.
Wenn der Differenzstrom des Differentialrelais überläuft, wird zuerst ein Auslösebefehl an DL11, DL21 gesendet, und wenn der Fehler nicht verschwindet, erfolgt eine Verzögerung von 200 ms, und dann wird ein Auslösebefehl an DL13, DL14, DL15 ... DL1N auf der sekundären Sammelschiene der ersten Unterstation und ein Auslösebefehl an DL23, DL24, DL25 ... DL2N auf der primären Sammelschiene der zweiten Unterstation gesendet. Die Backupauslösezeit ist auf den entsprechenden Hauptschutz abgestimmt. Ob DL11, DL21 nach dem Auslösen wieder geschlossen werden, wird durch die Systemstabilitätsanforderungen bestimmt. Wenn DL13, DL14, DL15 ... ND1N auf der sekundären Sammelschiene der ersten Unterstation auslösen, und wenn DL23, DL24, DL25 ... ND2N auf der primären Sammelschiene der zweiten Unterstation auslösen, ist das Wiedereinschalten verboten.
Dieses Backup beseitigt die Totzone des Sekundärsammelschienendifferentialhauptschutzes auf der sekundären Sammelschiene der ersten Unterstation zwischen DL11 und CT und des Primärsammelschienendifferentialhauptschutzes auf der primären Sammelschiene der zweiten Unterstation zwischen DL21 und CT. Es wird bevorzugt, einen mehrstufigen Modus zu verwenden, um die Backupfunktion dieses Schutzes zu realisieren.
Leitung + Einzelseitensammelschienendifferentialschutznahbackup und Leitung + Doppelseitensammelschienendifferentialschutznahbackup können selektiv verwendet werden.
(3) Sammelschienendifferentialschutznahbackup
Das Sammelschienendifferentialschutznahbackup ist nur auf das Doppelsammelschiene + Sammelschienenkoppler (220-kV-Sammelschiene als Beispiel, 220-kV-Sammelschienenkopplerschalterbetrieb)-Differenzialschutznahback gerichtet. Der Sammelschienenkopplerschalter dieses Nahbackupmodus nimmt nicht am Differentialrelais teil, d.h. am Nahbackup, wenn die Primär-und Sekundärsammelschienendifferentialrelais in 1 (3) (Inline-großunterschied) zu einem Einzelsammelschienendifferential kombiniert werden Relais. Die Auslösebefehle der Nebenschlussleistungsschalter werden nicht durch die Position der Sammelschienenmesser gesteuert.
Das Sammelschienendifferentialschutznahbackup sollte mit dem Sammelschienendifferentialhauptschutz zusammenarbeiten. Ob für den Sammelschienenverdrahtungsmodus anderer Spannungspegel das Sammelschienendifferentialschutznahbackup bereitgestellt wird, wird durch die Systemstabilitätsanforderungen bestimmt.
(4) Sammelschiene + Haupttransformatordifferentialschutznahbackup (220-kV-Haupttransformator als Beispiel)
Wie in 10 gezeigt, ist die Sammelschiene + Haupttransformatordifferentialschutznahbackup die Nahbackup des Einzelsammelschienendifferentialschutzes bzw. des Haupttransformatordifferentialschutzes. Dadurch wird die Totzone des Hauptschutzes zwischen den Leistungsschaltern auf den drei Seiten des Haupttransformators und dem Stromwandler (Stromwandler) beseitigt.
Wenn der Differenzstrom überläuft, wird ein Auslösebefehl an DL1, DL2, DL3 gesendet, und wenn der Fehler nicht verschwindet, erfolgt eine Verzögerung von 200 ms, und dann wird ein Auslösebefehl an DL13, DL14, DL15 ... DL1N, ein Auslösebefehl an DL23, DL24, DL25 ... DL2N, und ein Auslösebefehl an DL31, DL32, DL33 ... DL3N gesendet.
Ein vollständiger dreiphasiger Stromwandler sollte jeweils für Ausgangsleitung, Kondensator, Reaktor und Sammelschienenabschnittsintervall auf der 35-kV-Seite des Haupttransformators installiert werden. Der sekundärseitige Strom sollte entsprechend der Verdrahtungsgruppe des Haupttransformators phasenverschoben sein. Der unsymmetrische Differenzstrom, der durch die Verwendung des Standardtransformationsverhältnisses CT (Stromwandler) erzeugt wird, sollte vermieden werden.
Als Nahbackupschutz des Haupttransformators kann bei einer Auslösezeit von mehr als 200 ms der Einfluss seiner Erregereinschaltstroms auf die Schutzeinrichtung ignoriert werden.
Bei einigen 110-kV- und 35-kV-Terminalunterstationen, die nicht mit einer Sammelschienendifferentialschutzvorrichtung ausgestattet sind, gibt es keinen Schutz gegen kurzfristige Fehlerbeseitigung zwischen dem Haupttransformatorschalter-CT und dem Ausgangsleitungsschalter-CT. Die Anordnung des Nahbackupschutzes löst die oben genannten Probleme effektiv.
(5) Differentialschutznahbackup der Radialstromversorgungsschaltstationsringnetzstation (10-kV-Leitung als Beispiel)
Wie in 11 gezeigt, ist das Schaltstationshauptschutzdifferentialrelais als mehrstufiges Differentialrelais ausgebildet, wobei sich rückseitige Rückkopplungspunkte des Schaltstationshauptschutzdifferentialrelais jeweils um einen Leistungsschalter nach hinten erstrecken, um den Nahbackupschutz der Radialschaltstationsringnetzdifferentialhauptschutzvorrichtung 1 zu bilden.
Normaler Stromversorgungsmodus: Die erste Unterstation versorgt die Schaltstation 1, die Schaltstation 2, ... bis zur Unterstation 2-NDL-Leitungsseitenbelastung über Schaltstationhauptschutzschalter 1DL mit Strom, und NDL auf der zweiten Unterstationsseite wird für Hot-Standby verwendet. Das Differentialrelais 1, das Differentialrelais 2, das Differentialrelais 3, das Differentialrelais 4, ... sind jeweils als mehrstufiges Differentialrelais vorgesehen.
Als Nahbackup des Hauptschutzes ist der Schutzbereich des Differentialrelais 1 so groß wie 3DL, der Schutzbereich des Differentialrelais 2 so groß wie 4DL usw., um Totzonen zu beseitigen.
Im Falle einer Steckdosenauslösung aufgrund einer Verzögerung des Nahbackupschutzes wird durch die Anforderungen an die Systemstabilität und -zuverlässigkeit bestimmt, ob das Wiedereinschalten und das automatische Standby-Schaltgerät gestartet werden sollen. Wenn der Schaltstationhauptschutzschalter NDL im obigen Modus im Schleifenschluss betrieben wird, ist das automatische Standby-Schaltgerät deaktiviert.
(6) Vollstation-Nahbackup
Wenn im Modus des oben genannten 2 (4) Sammelschiene + Haupttransformatordifferentialschutznahbackups (220-kV-Haupttransformator als Beispiel) der 220-kV-Sammelschienenkoppler, der 110-kV-Sammelschienenkoppler und der 35-kV-Abschnittsschalter jeweils unterbrochen sind, wird es in den Teilvollstationsnahbackup gespaltet, und der 220-kV-Sammelschienenkoppler, der 110-kV-Sammelschienenkoppler und der 35-kV-Abschnittsschalter nehmen nicht am Differentialrelais teil.
Wenn einer der 220-kV-Sammelschienenkoppler, der 110-kV-Sammelschienenkoppler und der 35-kV-Abschnittsschalter in Modus 2 (4) betrieben werden, nehmen der 220-kV-Sammelschienenkoppler, der 110-kV-Sammelschienenkoppler und der 35-kV-Abschnittsschalter immer noch nicht am Differentialrelais teil. Die Stromwandler aller Ausgangsleitungsschalter (einschließlich Kondensatoren und Reaktoren) dieser Station sind an Differentialrelais beteiligt. Das Differentialrelais in diesem Modus wird zu einem vollstationsnahbackupdifferentialrelais. Nachdem der Differenzstrom des Differenzrelais übergelaufen ist, wird ein Auslösebefehl verzögert an alle Ausgangsleitungsschalter gesendet.
Für Terminalunterstationen mit niedrigen Spannungspegeln, bei denen kein Sammelschienendifferentialschutz auf der Hoch-, Mittel- und Niederspannungsseite vorgesehen ist, sollte ein Vollstations- oder Teilvollstationskurzdistanzbackupdifferentialschutz vorgesehen werden. Das Wiedereinschalten ist für das Vollstationsnahbackup verboten.
Auf der Unterstation zentrierter Fernbackup (Vollstationsfernbackup)-Differentialschutz (Unterstationen mit drei Spannungspegeln von 220 kV, 110 kV und 35 kV als Beispiel)
Wie in 12 gezeigt, umfasst die Differentialfernbackupschutzvorrichtung 3 eine Unterstationsfernbackupschutzvorrichtung, wobei die drei Ausgangsleitungsseiten der Unterstation jeweils mit mehreren Hochspannungsleitungen (220 kV) XL21-XL2N, Mittelspannungsleitungen (110 kV) XL11-XL1N und Niederspannungsleitungen (35 kV) XL31-XL3N verbunden sind; die Unterstationsfernbackupschutzvorrichtung Fernbackupleistungsschalter DL21-DL2N, DL11-DL1N, DL31-DL3N umfasst, die an den Ausgangsleitungen der Unterstation angeordnet sind, wobei jeder Ausgangsleitung ein Fernbackupleistungsschalter zugeordnet ist; die Fernbackupleistungsschalter DL21-DL2N, DL11-DL1N, DL31-DL3N jeweils einseitig mit einem Fernbackupstromwandler CT21-CT2N, CT11-CT1 N, CT31-CT3N verbunden sind; die zwei Fernbackupstromwandler, die sich auf den zwei gegenüberliegenden Ausgangsleitungen der Unterstation befinden, jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende eines Fernbackupdifferentialrelais verbunden sind; zwei Fernbackupleistungsschalter, die den zwei Fernbackupstromwandlern entsprechen, über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Fernbackupdifferentialrelais verbunden sind.
Der Schutzbereich dieses Fernbackupdifferentialschutzes erstreckt sich auf alle Stromwandler auf der gegenüberliegenden Seite der Ausgangsleitung. Wenn irgendwo in diesem Bereich ein Fehler auftritt, wird der Schutz zu einem Backup.
Unter den oben genannten Umständen ist das Sekundärsystem der Station gelähmt, wenn das Gleichstromsystem (Batterie) der Station beschädigt ist. In diesem Fall können alle daran angeschlossenen gegenseitigen Schalter nur durch eine benachbarte Station verzögert abgeschaltet werden, da sonst die Unterstation verheerende Schäden erleiden würde. Mehrere Einheiten in der Station sind mindestens durch Schalter mit einem Spannungspegel verbunden, andernfalls würde die Vollstation dementsprechend in mehrere Unterstationsfernbackup gespaltet.
Dieses Ausführungsbeispiel schlägt eine Ferndifferentialschutzvorrichtung vor, bei der der Differentialhauptschutz, der Nahbackupschutz und der Fernbackupschutz jeweils durch separate Schutzvorrichtungen vervollständigt werden und gleichzeitig Auslösebefehle an mehrere Leistungsschalter gesendet werden, und der tatsächliche Zeitfehler der Fehlerbeseitigung gering ist (Sequentielaktionszeitdifferenz), so dass die in mehreren Stufen eingestellte Differenzschutzzeitdifferenz auf 200 ms verkürzt werden kann. Basierend auf früheren Erfahrungen hat der Backupschutz von Ringnetzstromversorgungsleitungen mit Spannungspegeln von 110 kV und höher nie die Wahrscheinlichkeit erfahren, sich zur Behebung des Fehlers auf den dreistufigen Distanzschutz und den vierstufigen Nullsequenzschutz zu verlassen. Das heißt, der Fernbackupschutz muss nicht die Stromübertragungsleitung der nächsten Ebene nach unten berücksichtigen, sodass das Fernbackup des Differentialschutzes nur das Ende der gesamten Länge der benachbarten Leitung berücksichtigt. Die Deflagration der gesamten Unterstation tritt häufig auf. Der Hauptgrund ist, dass der Abstand mit Fernbackupschutzfunktion und die Erweiterung des Nullsequenzschutzes die Nahendfehlerpunkte der Mittel- und Niederspannungsseite des Transformators nicht berühren. In diesem Fall wäre das Steuerungs- und Schutzsystem der Unterstation vollständig gelähmt, wenn die Gleichstromversorgung der Unterstation mit einem Ausfall einhergeht. Daher muss der Fernbackupschutz des Differentialschutzes die Nahendfehlerpunkte der Nieder- und Mittelspannungsseite des Transformators der benachbarten Unterstation umfassen (siehe 3. Auf der Unterstation zentrierter Fernbackupdifferentialschutz), um das Auftreten von Deflagrationsunfällen in der gesamten Unterstation zu verhindern.
Die Ferneinstellung von Schutzgeräten (Integration von Planung, Steuerung und Schutz) stellt höhere Anforderungen an die Zuverlässigkeit von Datenübertragungsgeräten. Daher sind die Haupt- und Standby-Einstellungen des Übertragungskanals, parallele Einstellungen, abnormale Alarme und das automatische Umschalten der Kanäle sehr wichtig. Die anderen sekundären Vorrichtungen des Systems, wie automatische Standby-Schaltgeräte, Vorrichtungen zur Belastungsreduzierung und Fehlerspaltung bei niedrigem Zyklus und Vorrichtungen zum Schneiden von Überbelastungsverbindungen, können ebenfalls entfernt eingestellt werden. Das Sättigungsproblem der Stromwandler CT verursacht einen großen Fehler bei der Datenerfassung, dies vollständig berücksichtigt werden sollte.
Obwohl die vorliegende Anmeldung oben mit den allgemeinen Beschreibungen und dem spezifischen Ausführungsbeispiel ausführlich beschrieben wurde, können einige Modifikationen oder Verbesserungen auf der Basis der vorliegenden Anmeldung vorgenommen werden, was für den Fachmann offensichtlich ist. Daher gehören diese Änderungen oder Verbesserungen, die vorgenommen wurden, ohne vom Geist der vorliegenden Anmeldung abzuweichen, zum Schutzumfang, den die vorliegende Anmeldung beansprucht.
Bezugszeichenliste

1: Differentialhauptschutzvorrichtung
2: Differentialnahbackupschutzvorrichtung
3: Differentialfernbackupschutzvorrichtung
11: Hauptschutzleistungsschalter
12: Hauptschutzstromwandler
13: Hauptschutzdifferentialrelais
21: Nahbackupleistungsschalter
22: Nahbackupstromwandler
23: Nahbackupdifferentialrelais
31: Fernbackupleistungsschalter
32: Fernbackupstromwandler
33: Fernbackupdifferentialrelais

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

CN 201920277054 [0001]

Claims

Ferndifferentialschutzvorrichtung, umfassend eine Differentialhauptschutzvorrichtung, eine Differentialnahbackupschutzvorrichtung, und eine Differentialfernbackupschutzvorrichtung, die miteinander verbunden sind, wobei: die Differentialhauptschutzvorrichtung zwei Hauptschutzleistungsschalter, zwei Hauptschutzstromwandler und ein Hauptschutzdifferentialrelais umfasst, wobei die Hauptschutzstromwandler jeweils mit einer Seite der zwei Hauptschutzleistungsschalter verbunden sind; die zwei Hauptschutzstromwandler über einen Datenbus entfernt mit einem Eingangsende des Hauptschutzdifferentialrelais verbunden sind; die zwei Hauptschutzleistungsschalter über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Hauptschutzdifferentialrelais verbunden sind; die Differentialnahbackupschutzvorrichtung zwei Nahbackupleistungsschalter, zwei Nahbackupstromwandler und ein Nahbackupdifferentialrelais umfasst, wobei die Nahbackupstromwandler jeweils mit einer Seite der zwei Nahbackupleistungsschalter verbunden sind; die zwei Nahbackupstromwandler über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende des Nahbackupdifferentialrelais verbunden sind; die zwei Nahbackupleistungsschalter über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Nahbackupdifferentialrelais verbunden sind; die Differentialfernbackupschutzvorrichtung zwei Fernbackupleistungsschalter, zwei Fernbackupstromwandler und ein Fernbackupdifferentialrelais umfasst, wobei die Fernbackupstromwandler jeweils mit einer Seite der zwei Fernbackupleistungsschalter verbunden sind; die zwei Fernbackupstromwandler über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende des Fernbackupdifferentialrelais verbunden sind; die zwei Fernbackupleistungsschalter über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Fernbackupdifferentialrelais verbunden sind.
Ferndifferentialschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Differentialhauptschutzvorrichtung eine Leitungsdifferentialhauptschutzvorrichtung umfasst, wobei die Leitungsdifferentialhauptschutzvorrichtung zwei Leitungshauptschutzleistungsschalter umfasst, die an verschiedenen Punkten auf einer Stromübertragungsleitung angeordnet sind; jeder der Leitungshauptschutzleistungsschalter einseitig mit einem Leitungshauptschutzstromwandler verbunden ist; zwei Leitungshauptschutzstromwandler jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende eines Leitungshauptschutzdifferentialrelais verbunden sind; die zwei Leitungshauptschutzleistungsschalter jeweils über den Datenbus mit einem Ausgangsende des Leitungshauptschutzdifferentialrelais verbunden sind.
Ferndifferentialschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Differentialhauptschutzvorrichtung eine Haupttransformatordifferentialhauptschutzvorrichtung umfasst, wobei die Haupttransformatordifferenzialhauptschutzvorrichtung drei Haupttransformatorhauptschutzleistungsschalter umfasst, die jeweils auf einer Haupttransformator-Hochspannungsseite, -Mittelspannungsseite und -Niederspannungsseite angeordnet sind; jeder der Haupttransformatorhauptschutzleistungsschalter einseitig mit einem Haupttransformatorhauptschutzstromwandler verbunden ist; drei Haupttransformatorhauptschutzstromwandler jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende eines Haupttransformatorhauptschutzdifferentialrelais verbunden sind; die drei Haupttransformatorhauptschutzleistungsschalter jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Haupttransformatorhauptschutzdifferentialrelais verbunden sind.
Ferndifferentialschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Differentialhauptschutzvorrichtung eine Primär- und Sekundärsammelschienenkopplerdifferentialhauptschutzvorrichtung umfasst,wobei die Primär- und Sekundärsammelschienenkopplerdifferentialhauptschutzvorrichtung eine Primärsammelschiene und eine Sekundärsammelschiene umfasst, die über eine Sammelschienenkopplerleitung und mehrere Nebenschlüsse verbunden sind; die Sammelschienenkopplerleitung mit einem Sammelschienenkopplerleistungsschalter und einem Sammelschienenkopplerschalter versehen ist; die Nebenschlüsse mit einem Primärsammelschienenmesser, einem Sekundärsammelschienenmesser und einem Nebenschlussleistungsschalter versehen sind; der Sammelschienenkopplerleistungsschalter und der Nebenschlussleistungsschalter jeweils einseitig mit einem Primär- und Sekundärsammelschienenhauptschutzstromwandler verbunden sind; die Primär- und Sekundärsammelschienenhauptschutzstromwandler jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende eines Primärsammelschienendifferentialrelais und eines Sekundärsammelschienendifferentialrelais verbunden sind; der Sammelschienenkopplerleistungsschalter und der Nebenschlussleistungsschalter jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Primärsammelschienendifferentialrelais und des Sekundärsammelschienendifferentialrelais verbunden sind.
Ferndifferentialschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Differentialhauptschutzvorrichtung eine Radialschaltstationsringnetzdifferentialhauptschutzvorrichtung umfasst, wobei die Radialschaltstationsringnetzdifferentialhauptschutzvorrichtung eine erste Unterstation, eine zweite Unterstation und mehrere nacheinander zwischen der ersten Unterstation und der zweiten Unterstation geschaltete Schaltstationen umfasst; innerhalb der ersten Unterstation und der zweiten Unterstation jeweils ein Schaltstationshauptschutzleistungsschalter angeordnet ist; innerhalb der Schaltstationen zwei Schaltstationshauptschutzleistungsschalter angeordnet sind; die Schaltstationshauptschutzleistungsschalter jeweils einseitig mit einem Schaltstationshauptschutzstromwandler verbunden sind; zwei Schaltstationshauptschutzstromwandler, die zwischen der ersten Unterstation und einer benachbarten Schaltstation, innerhalb jeder der Schaltstationen, zwischen einer Schaltstation und einer benachbarten Schaltstation sowie zwischen der zweiten Unterstation und einer benachbarten Schaltstation angeordnet sind, jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende eines Schaltstationshauptschutzdifferentialrelais verbunden sind; zwei Schaltstationshauptschutzleistungsschalter, die den zwei Schaltstationshauptschutzstromwandlern entsprechen, jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Schaltstationshauptschutzdifferentialrelais verbunden sind.
Ferndifferentialschutzvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Differentialnahbackupschutzvorrichtung eine Sammelschienendifferentialnahbackupvorrichtung umfasst, wobei die Sammelschienendifferentialnahbackupvorrichtung eine primäre Sammelschiene und eine sekundäre Sammelschiene umfasst, die über die Sammelschienenkopplerleitung verbunden sind; die primäre Sammelschiene oder die sekundäre Sammelschiene mit mehreren Nebenschlüssen verbunden ist; die Sammelschienenkopplerleitung und die Nebenschlüsse jeweils mit Nahbackupleistungsschaltern versehen sind; die Nahbackupleistungsschalter jeweils einseitig mit einem Nahbackupstromwandler verbunden sind; die Nahbackupstromwandler jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende eines Nahbackupdifferentialrelais verbunden sind; die Nahbackupleistungsschalter jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Nahbackupdifferentialrelais verbunden sind.
Ferndifferentialschutzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltstationshauptschutzdifferentialrelais als mehrstufiges Differentialrelais ausgebildet ist; sich rückseitige Rückkopplungspunkte des Schaltstationshauptschutzdifferentialrelais jeweils um einen Leistungsschalter nach hinten erstrecken, um den Nahbackupschutz der Radialschaltstationsringnetzdifferentialhauptschutzvorrichtung zu bilden.
Ferndifferentialschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Differentialfernbackupschutzvorrichtung eine Unterstationsfernbackupschutzvorrichtung umfasst; die drei Ausgangsleitungsseiten der Unterstation jeweils mit mehreren Hochspannungsleitungen, Mittelspannungsleitungen und Niederspannungsleitungen verbunden sind; die Unterstationsfernbackupschutzvorrichtung Fernbackupleistungsschalter umfasst, die an den Ausgangsleitungen der Unterstation angeordnet sind, wobei jeder Ausgangsleitung ein Fernbackupleistungsschalter zugeordnet ist; die Fernbackupleistungsschalter jeweils einseitig mit einem Fernbackupstromwandler verbunden sind; die zwei Fernbackupstromwandler, die sich auf den zwei gegenüberliegenden Ausgangsleitungen der Unterstation befinden, jeweils über den Datenbus entfernt mit einem Eingangsende eines Fernbackupdifferentialrelais verbunden sind; zwei Fernbackupleistungsschalter, die den zwei Fernbackupstromwandlern entsprechen, über den Datenbus entfernt mit einem Ausgangsende des Fernbackupdifferentialrelais verbunden sind.
Ferndifferentialschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptschutzdifferentialrelais, das Nahbackupdifferentialrelais und das Fernbackupdifferentialrelais jeweils als digitale Differentialrelais ausgebildet sind und jeweils eingerichtet sind, um einen Auslösebefehl an den angeschlossenen Leistungsschalter über den Datenbus zu senden.