一種t接線路差動保護裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型的一種T接線路差動保護裝置，包括：第一電流互感器、第二電流互感器、第三電流互感器，分別用于檢測所述T接線路第一電源側、第二電源側、負荷側的電流；第一斷路器、第二斷路器、第三斷路器，分別用于在線路故障時斷開第一電源側、第二電源側、負荷側線路；差動保護單元，包括：加法電路，用于求取所述第一電源側、第二電源側和負荷側的差動電流；比較電路，用于將所述差動電流與線路故障閾值進行比較，當所述差動電流超過線路故障閾值時輸出高電平；驅動電路，用于當所述比較電路輸出高電平時同時斷開第一電源側、第二電源側和負荷側線路。解決了現有技術的單端線路電流速斷保護無法實現T接線路全線速斷以快速隔離故障點與電源的技術問題。
【專利說明】一種T接線路差動保護裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力系統繼電保護裝置【技術領域】，尤其涉及一種T接線路差動保護裝置。

【背景技術】
[0002]繼電保護是電網安全防御體系的重要組成部分。具有自愈特征的智能電網要求保護裝置能夠可靠快速地切除故障，以確保電網安全運行，從而避免大停電事故的發生。電流差動保護是繼電保護中的一種，根據“電路中流入節點電流的總和等于零”原理制成。差動保護把被保護對象看成是一個節點，正常時，流進被保護對象的電流和流出的電流相等，差動電流等于零。當出現故障時，流進被保護對象的電流和流出的電流不相等，差動電流大于零。當差動電流大于整定值時，報警保護出口動作，使斷路器跳閘，斷開電源。
[0003]目前，IlOkV及以下電網運行方式為分列運行，始端為上級電源，終端為負荷站，一般僅在電源端配置單端線路電流速斷保護。當線路故障時，因為只存在一個電源點，單端線路電流速斷保護能夠將上級電源點切除，實現故障點與電源點的隔離。但是，當線路T接有發電廠時，存在著上級電源及發電廠兩個電源點。當線路發生內部短路時，單端線路電流速斷保護無法實現全線速斷以快速隔離故障點與電源。因此，單端線路電流速斷保護不能滿足T接線路保護快速動作的要求。
實用新型內容
[0004]為此，本實用新型所要解決的技術問題在于現有技術的單端線路電流速斷保護無法實現T接線路全線速斷以快速隔離故障點與電源，從而提出一種T接線路差動保護裝置來解決該問題。
[0005]本實用新型的一種T接線路差動保護裝置，設置在T接線路中，所述T接線路始端為第一電源，終端為負荷，中間T接第二電源，包括:第一電流互感器，設置在所述第一電源側，用于檢測所述第一電源側的電流；第二電流互感器，設置在所述第二電源側，用于檢測所述第二電源側的電流；第三電流互感器，設置在所述負荷側，用于檢測所述負荷側的電流；第一斷路器，設置在所述第一電源側，用于在線路故障時斷開第一電源側線路；第二斷路器，設置在所述第二電源側，用于在線路故障時斷開第二電源側線路；第三斷路器，設置在所述負荷側，用于在線路故障時斷開負荷側線路；差動保護單元，所述差動保護單元包括:加法電路，所述加法電路的三個輸入端分別與所述第一電流互感器、第二電流互感器、第三電流互感器電連接，用于求取所述第一電源側、第二電源側和負荷側的差動電流；比較電路，所述比較電路的輸入端與所述加法電路的輸出端電連接，用于將所述差動電流與線路故障閾值進行比較，當所述差動電流超過線路故障閾值時輸出高電平；驅動電路，所述驅動電路的輸入端與所述比較電路的輸出端電連接，所述驅動電路的輸出端分別與所述第一斷路器、第二斷路器、第三斷路器電連接，用于當所述比較電路輸出高電平時使所述第一斷路器、第二斷路器、第三斷路器同時斷開第一電源側線路、第二電源側線路和負荷側線路。
[0006]作為本實用新型的一種T接線路差動保護裝置的進一步改進，所述加法電路包括:第一模數轉換器，所述第一模數轉換器的輸入端與所述第一電流互感器電連接，用于將所述第一電源側的電流模擬信號轉換為數字信號；第二模數轉換器，所述第二模數轉換器的輸入端與所述第二電流互感器電連接，用于將所述第二電源側的電流模擬信號轉換為數字信號；第三模數轉換器，所述第三模數轉換器的輸入端與所述第三電流互感器電連接，用于將所述負荷側的電流模擬信號轉換為數字信號；加法器，所述加法器的兩個輸入端分別與所述第一模數轉換器、第二模數轉換器輸出端電連接，用于求取所述第一電源側和第二電源側電流之和；減法器，所述減法器的一個輸入端與所述第三模數轉換器的輸出端電連接，另一個輸入端與所述加法電路的輸出端電連接，用于求取所述第一電源側、第二電源側和負荷側的差動電流，所述減法器的輸出端與所述比較電路的輸入端電連接。
[0007]作為本實用新型的一種T接線路差動保護裝置的進一步改進，所述比較電路包括:數模轉換器，所述數模轉換器的輸入端與所述加法電路的輸出端電連接，用于將所述差動電流數字信號轉換為模擬電壓信號；電壓比較器，所述電壓比較器的正極輸入端與所述數模轉換器的輸出端電連接，所述電壓比較器的負極輸入端接線路故障閾值電壓，所述電壓比較器的輸出端與所述驅動電路的輸入端電連接。
[0008]作為本實用新型的一種T接線路差動保護裝置的進一步改進，所述驅動電路包括:開關三極管，所述開關三極管的基極與所述比較電路的輸出端電連接，當所述比較電路輸出低電平時，所述開關三極管的集電極和發射極為斷開狀態，當所述比較電路輸出高電平時，所述開關三極管的集電極和發射極為導通狀態；繼電器，所述開關三極管的集電極和發射極接入所述繼電器的線圈供電回路，所述繼電器具有三個觸點，分別接入所述第一斷路器、第二斷路器和第三斷路器的跳合閘控制回路，當所述開關三極管為導通狀態時，所述繼電器的線圈通電使所述三個常開觸點閉合，使所述第一斷路器、第二斷路器和第三斷路器同時跳閘，斷開第一電源側線路、第二電源側線路和負荷側線路。
[0009]作為本實用新型的一種T接線路差動保護裝置的進一步改進，所述開關三極管為達林頓三極管。
[0010]作為本實用新型的一種T接線路差動保護裝置的進一步改進，所述驅動電路包括:光電耦合器，所述光電耦合器的輸入端與所述比較電路的輸出端電連接，當所述比較電路輸出低電平時，所述光電耦合器的輸出端為斷開狀態，當所述比較電路輸出高電平時，所述光電耦合器的輸出端為導通狀態；繼電器，所述光電耦合器的輸出端接入所述繼電器的線圈供電回路，所述繼電器具有三個觸點，分別接入所述第一斷路器、第二斷路器和第三斷路器的跳合閘控制回路，當所述光電耦合器的輸出端為導通狀態時，所述繼電器的線圈通電使所述三個常開觸點閉合，使所述第一斷路器、第二斷路器和第三斷路器同時跳閘，斷開第一電源側線路、第二電源側線路和負荷側線路。
[0011]作為本實用新型的一種T接線路差動保護裝置的進一步改進，所述光電耦合器為達林頓型光電稱合器。
[0012]本實用新型的上述技術方案相比現有技術具有以下優點:
[0013](I)本實用新型的一種T接線路差動保護裝置，由于包括:第一電流互感器，設置在所述第一電源側，用于檢測所述第一電源側的電流；第二電流互感器，設置在所述第二電源側，用于檢測所述第二電源側的電流；第三電流互感器，設置在所述負荷側，用于檢測所述負荷側的電流；第一斷路器，設置在所述第一電源側，用于在線路故障時斷開第一電源側線路；第二斷路器，設置在所述第二電源側，用于在線路故障時斷開第二電源側線路；第三斷路器，設置在所述負荷側，用于在線路故障時斷開負荷側線路；差動保護單元，所述差動保護單元包括:加法電路，所述加法電路的三個輸入端分別與所述第一電流互感器、第二電流互感器、第三電流互感器電連接，用于求取所述第一電源側、第二電源側和負荷側的差動電流；比較電路，所述比較電路的輸入端與所述加法電路的輸出端電連接，用于將所述差動電流與線路故障閾值進行比較，當所述差動電流超過線路故障閾值時輸出高電平；驅動電路，所述驅動電路的輸入端與所述比較電路的輸出端電連接，所述驅動電路的輸出端分別與所述第一斷路器、第二斷路器、第三斷路器電連接，用于當所述比較電路輸出高電平時使所述第一斷路器、第二斷路器、第三斷路器同時斷開第一電源側線路、第二電源側線路和負荷側線路。當線路發生內部故障時，在故障點有短路電流流入，短路電流為三側對短路點電流向量和，即差動電流。當差動電流大于線路故障閾值時，全線速斷，斷開線路三側斷路器，實現電源與故障點之間的隔離。
[0014](2)本實用新型的一種T接線路差動保護裝置，所述驅動電路包括開關三極管，所述開關三極管為達林頓三極管。由于所述繼電器的線圈供電回路為大功率電路，而達林頓三極管具有放大倍數高的特點，用在此處作為理想的大功率開關，可靠保證所述繼電器的線圈供電回路正常工作。
[0015](3)本實用新型的一種T接線路差動保護裝置，所述驅動電路包括光電耦合器，所述光電耦合器為達林頓型光電耦合器。由于所述繼電器的線圈供電回路為大功率電路，而達林頓型光電耦合器具有大功率輸出的特點，可靠保證所述繼電器的線圈供電回路正常工作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了使本實用新型的內容更容易被清楚的理解，下面根據本實用新型的具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中
[0017]圖1是本實用新型實施例的一種T接線路差動保護裝置的結構示意圖；
[0018]圖2是本實用新型實施例的一種T接線路差動保護裝置的電網接線示意圖。

【具體實施方式】
[0019]如圖1和圖2所示，本實用新型實施例的一種T接線路差動保護裝置，在高壓供電【技術領域】，“T”接是指從甲方向乙方供電的線路中間接出一條線路，向第三方丙供電。如本實施例中，線路T接有發電廠以及上級電源兩個電源點，另外一方接負載。本實施例中的T接線路差動保護裝置包括:第一電流互感器CTl、第二電流互感器CT2、第三電流互感器CT3、第一斷路器KD1、第一斷路器KD2、第一斷路器KD3、差動保護單元100。
[0020]第一電流互感器CTl設置在所述第一電源A側，用于檢測所述第一電源A側的電流IA。
[0021 ] 第二電流互感器CT2設置在所述第二電源B側，用于檢測所述第二電源A側的電流IB。
[0022]第三電流互感器CT3設置在所述負荷C側，用于檢測所述負荷C側的電流1C。
[0023]第一斷路器KDl設置在所述第一電源A側，用于在線路故障時斷開第一電源A側線路。
[0024]第二斷路器KD2設置在所述第二電源B側，用于在線路故障時斷開第二電源B側線路。
[0025]第三斷路器KD3設置在所述負荷C側，用于在線路故障時斷開負荷C側線路。
[0026]所述差動保護單元100包括:加法電路110、比較電路120、驅動電路130。
[0027]加法電路110的三個輸入端分別與第一電流互感器CT1、第二電流互感器CT2、第三電流互感器CT3電連接，用于求取第一電源A側、第二電源B側和負荷C側的差動電流。具體地，加法電路110包括:第一模數轉換器、第二模數轉換器、第三模數轉換器、加法器和減法器。
[0028]所述第一模數轉換器的輸入端與第一電流互感器CTl電連接，用于將第一電源A側的電流模擬信號轉換為數字信號。
[0029]所述第二模數轉換器的輸入端與第二電流互感器CT2電連接，用于將第二電源B側的電流模擬信號轉換為數字信號。
[0030]所述第三模數轉換器的輸入端與第三電流互感器CT3電連接，用于將負荷C側的電流模擬信號轉換為數字信號。
[0031]所述加法器的兩個輸入端分別與所述第一模數轉換器、第二模數轉換器輸出端電連接，用于求取第一電源A側電流IA和第二電源B側電流IB之和。
[0032]所述減法器的一個輸入端與所述第三模數轉換器的輸出端電連接，另一個輸入端與所述加法電路的輸出端電連接，用于求取第一電源A側、第二電源B側和負荷C側的差動電流。
[0033]為了實現電流模擬信號轉換為數字信號，所述第一模數轉換器、第二模數轉換器、第三模數轉換器可以選用直接將電流模擬信號直接轉換為數字信號的芯片，這類芯片屬于本【技術領域】公知常識，不予贅述。也可以先將電流模擬信號通過電流電壓轉換電路轉換為電壓模擬信號，然后將電壓模擬信號通過模數轉換器轉換為數字信號。電流電壓轉換電路屬于本【技術領域】公知常識，不予贅述。
[0034]比較電路120的輸入端與加法電路110的輸出端電連接，用于將所述差動電流與線路故障閾值進行比較，當所述差動電流超過線路故障閾值時輸出高電平。具體地，比較電路120包括:數模轉換器和電壓比較器。
[0035]所述數模轉換器的輸入端與所述減法器的輸出端電連接，用于將所述差動電流數字信號轉換為模擬電壓信號。
[0036]所述電壓比較器的正極輸入端與所述數模轉換器的輸出端電連接，所述電壓比較器的負極輸入端接線路故障閾值電壓。
[0037]驅動電路130的輸入端與比較電路120的輸出端電連接，驅動電路130的輸出端分別與第一斷路器KD1、第二斷路器KD2、第三斷路器KD3電連接，用于當比較電路120輸出高電平時使第一斷路器KD1、第二斷路器KD2、第三斷路器KD3同時斷開第一電源A側線路、第二電源B側線路和負荷C側線路。具體地，驅動電路130包括:開關三極管和繼電器。
[0038]所述開關三極管的基極與所述電壓比較器的輸出端電連接，當所述比較電路輸出低電平時，所述開關三極管的集電極和發射極為斷開狀態，當所述比較器輸出高電平時，所述開關三極管的集電極和發射極為導通狀態。
[0039]所述開關三極管的集電極和發射極接入所述繼電器的線圈供電回路，所述繼電器具有三個觸點，分別接入第一斷路器KDl、第二斷路器KD2和第三斷路器KD3的跳合閘控制回路，當所述開關三極管為導通狀態時，所述繼電器的線圈通電使所述三個常開觸點閉合，使第一斷路器KD1、第二斷路器KD2和第三斷路器KD3同時跳閘，斷開第一電源A側線路、第二電源側B線路和負荷C側線路。
[0040]作為優選的實施方式，所述開關三極管為達林頓三極管。由于所述繼電器的線圈供電回路為大功率電路，而達林頓三極管具有放大倍數高的特點，用在此處作為理想的大功率開關，可靠保證所述繼電器的線圈供電回路正常工作。
[0041]作為驅動電路130的一個優選實施方式,驅動電路130包括:光電稱合器和繼電器。
[0042]所述光電耦合器的輸入端與所述電壓比較器的輸出端電連接，當所述比較電路輸出低電平時，所述光電耦合器的輸出端為斷開狀態，當所述比較器輸出高電平時，所述光電耦合器的輸出端為導通狀態。
[0043]所述光電耦合器的輸出端接入所述繼電器的線圈供電回路，所述繼電器具有三個觸點，分別接入第一斷路器KD1、第二斷路器KD2和第三斷路器KD3的跳合閘控制回路，當所述光電耦合器的輸出端為導通狀態時，所述繼電器的線圈通電使所述三個常開觸點閉合，使第一斷路器KD1、第二斷路器KD2和第三斷路器KD3同時跳閘，斷開第一電源A側線路、第二電源B側線路和負荷C側線路。
[0044]作為優選的實施方式，所述光電稱合器為達林頓型光電稱合器。由于所述繼電器的線圈供電回路為大功率電路，而達林頓型光電耦合器具有大功率輸出的特點，可靠保證所述繼電器的線圈供電回路正常工作。
[0045]如圖2所示，當線路內部Kl點發生短路故障時，短路電流由第一電源A、第二電源B側向故障點Kl流動，負荷C側對故障點無電流，由第一電源A、第二電源B向故障點Kl流動的電流均為正，IA+IB+IC = IK, IK為Kl點的短路電流。假設線路故障閾值電流為IS (與所述電壓比較器的負極輸入端所接線路故障閾值電壓對應)，當IK> = IS時，差動保護動作，全線速斷，斷開線路三側斷路器，實現電源與故障點之間的隔離；當IK〈IS時，差動保護不動作。
[0046]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型創造的保護范圍之中。
【權利要求】
1.一種T接線路差動保護裝置，設置在T接線路中，所述T接線路的始端為第一電源，終端為負荷，中間T接第二電源，其特征在于包括: 第一電流互感器，設置在所述第一電源側，用于檢測所述第一電源側的電流； 第二電流互感器，設置在所述第二電源側，用于檢測所述第二電源側的電流； 第三電流互感器，設置在所述負荷側，用于檢測所述負荷側的電流； 第一斷路器，設置在所述第一電源側，用于在線路故障時斷開第一電源側線路； 第二斷路器，設置在所述第二電源側，用于在線路故障時斷開第二電源側線路； 第三斷路器，設置在所述負荷側，用于在線路故障時斷開負荷側線路； 差動保護單元，所述差動保護單元包括: 加法電路，所述加法電路的三個輸入端分別與所述第一電流互感器、第二電流互感器、第三電流互感器電連接，用于求取所述第一電源側、第二電源側和負荷側的差動電流； 比較電路，所述比較電路的輸入端與所述加法電路的輸出端電連接，用于將所述差動電流與線路故障閾值進行比較，當所述差動電流超過線路故障閾值時輸出高電平； 驅動電路，所述驅動電路的輸入端與所述比較電路的輸出端電連接，所述驅動電路的輸出端分別與所述第一斷路器、第二斷路器、第三斷路器電連接，用于當所述比較電路輸出高電平時使所述第一斷路器、第二斷路器、第三斷路器同時斷開第一電源側線路、第二電源側線路和負荷側線路。
2.根據權利要求1所述的一種T接線路差動保護裝置，其特征在于， 所述加法電路包括: 第一模數轉換器，所述第一模數轉換器的輸入端與所述第一電流互感器電連接，用于將所述第一電源側的電流模擬信號轉換為數字信號； 第二模數轉換器，所述第二模數轉換器的輸入端與所述第二電流互感器電連接，用于將所述第二電源側的電流模擬信號轉換為數字信號； 第三模數轉換器，所述第三模數轉換器的輸入端與所述第三電流互感器電連接，用于將所述負荷側的電流模擬信號轉換為數字信號； 加法器，所述加法器的兩個輸入端分別與所述第一模數轉換器、第二模數轉換器輸出端電連接，用于求取所述第一電源側和第二電源側電流之和； 減法器，所述減法器的一個輸入端與所述第三模數轉換器的輸出端電連接，另一個輸入端與所述加法電路的輸出端電連接，用于求取所述第一電源側、第二電源側和負荷側的差動電流，所述減法器的輸出端與所述比較電路的輸入端電連接。
3.根據權利要求1所述的一種T接線路差動保護裝置，其特征在于， 所述比較電路包括: 數模轉換器，所述數模轉換器的輸入端與所述加法電路的輸出端電連接，用于將所述差動電流數字信號轉換為模擬電壓信號； 電壓比較器，所述電壓比較器的正極輸入端與所述數模轉換器的輸出端電連接，所述電壓比較器的負極輸入端接線路故障閾值電壓，所述電壓比較器的輸出端與所述驅動電路的輸入端電連接。
4.根據權利要求1所述的一種T接線路差動保護裝置，其特征在于， 所述驅動電路包括: 開關三極管，所述開關三極管的基極與所述比較電路的輸出端電連接，當所述比較電路輸出低電平時，所述開關三極管的集電極和發射極為斷開狀態，當所述比較電路輸出高電平時，所述開關三極管的集電極和發射極為導通狀態； 繼電器，所述開關三極管的集電極和發射極接入所述繼電器的線圈供電回路，所述繼電器具有三個觸點，分別接入所述第一斷路器、第二斷路器和第三斷路器的跳合閘控制回路，當所述開關三極管為導通狀態時，所述繼電器的線圈通電使所述三個常開觸點閉合，使所述第一斷路器、第二斷路器和第三斷路器同時跳閘，斷開第一電源側線路、第二電源側線路和負荷側線路。
5.根據權利要求4所述的一種T接線路差動保護裝置，其特征在于，所述開關三極管為達林頓三極管。
6.根據權利要求1所述的一種T接線路差動保護裝置，其特征在于， 所述驅動電路包括: 光電耦合器，所述光電耦合器的輸入端與所述比較電路的輸出端電連接，當所述比較電路輸出低電平時，所述光電耦合器的輸出端為斷開狀態，當所述比較電路輸出高電平時，所述光電耦合器的輸出端為導通狀態； 繼電器，所述光電耦合器的輸出端接入所述繼電器的線圈供電回路，所述繼電器具有三個觸點，分別接入所述第一斷路器、第二斷路器和第三斷路器的跳合閘控制回路，當所述光電耦合器的輸出端為導通狀態時，所述繼電器的線圈通電使所述三個常開觸點閉合，使所述第一斷路器、第二斷路器和第三斷路器同時跳閘，斷開第一電源側線路、第二電源側線路和負荷側線路。
7.根據權利要求6所述的一種T接線路差動保護裝置，其特征在于，所述光電耦合器為達林頓型光電稱合器。
【文檔編號】H02H7/26GK204205576SQ201420450329
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年8月11日 優先權日:2014年8月11日
【發明者】尹志, 李文升, 韓穎, 劉培劍 申請人:國網山東省電力公司青島供電公司, 國家電網公司