廣播式通訊閉鎖的井下防越級保護方案采用光纖通信為主,CAN總線(xiàn)通信為輔的復合式連接的方式,將所有爆開(kāi)關(guān)組成獨立的防越級跳閘系統,即將同一變電站所轄的所有高爆開(kāi)關(guān)接入光纖網(wǎng)絡(luò ),對于不方便使用光纖組網(wǎng)的開(kāi)關(guān),使用CAN總線(xiàn)組網(wǎng)(利用CAN總線(xiàn)具有優(yōu)先權和仲裁功能的特點(diǎn),形成多主機局部網(wǎng)絡(luò ),避免點(diǎn)對點(diǎn)通信方式所帶來(lái)的逐級增加的通信延時(shí))。當高爆開(kāi)關(guān)檢測到故障電流時(shí),即向總線(xiàn)上傳跳閘指令(即故障信息),在供電系統中不同位置的開(kāi)關(guān)根據預先設定的開(kāi)關(guān)級別及本身所檢測到的故障電流進(jìn)行故障位置判斷。不同變電站,如上級變電所出線(xiàn)開(kāi)關(guān)與下級變電所進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)之間采用專(zhuān)用的光纖聯(lián)接,傳遞由以太網(wǎng)協(xié)議的跳閘指令,以此避免長(cháng)距離通訊對通信的影響。
各級開(kāi)關(guān)保護裝置通過(guò)信息交互確認短路點(diǎn):當某條線(xiàn)路發(fā)生短路故障時(shí),短路電流流經(jīng)的電路中所有開(kāi)都會(huì )測得該電流,所有短路保護定值小于該電流的開(kāi)關(guān)會(huì )判斷發(fā)生了短路故障,都會(huì )向網(wǎng)絡(luò )上報短路故障信息指令。經(jīng)傳輸延時(shí)后(光纖網(wǎng)≤2ms,CAN網(wǎng)≤10ms),則判定出故障發(fā)生所在位置,故障點(diǎn)近的開(kāi)關(guān)立即跳閘,上級開(kāi)關(guān)則按各自的級差延時(shí)等待短路故障的切除。在延時(shí)的時(shí)間內故障切除,各級開(kāi)關(guān)恢復原始狀態(tài);延時(shí)結束,系統短路故障未能切除時(shí),開(kāi)關(guān)執行跳閘。
如圖(一)所示,當開(kāi)關(guān)202下級處發(fā)生短路/漏電故障時(shí),開(kāi)關(guān)202號測得電流為故障電流并立即跳閘,同時(shí)向網(wǎng)絡(luò )上發(fā)送跳閘信息指令;若開(kāi)關(guān)201號也測得電流為故障電流,則也向網(wǎng)絡(luò )上發(fā)送跳閘信息指令。同樣的,開(kāi)關(guān)102號、101號一旦測得電流為故障電流,均向網(wǎng)絡(luò )上發(fā)送跳閘信息指令。信息通過(guò)交互后,判定故障發(fā)生在開(kāi)關(guān)202號所轄線(xiàn)路,除202號開(kāi)關(guān)外,上級其余開(kāi)關(guān)全部按本身所處的級別與202號開(kāi)關(guān)的級差相應延時(shí)等待短路故障切除,若開(kāi)關(guān)201在延時(shí)時(shí)間到了仍測得電流為故障電流,則判定202開(kāi)關(guān)拒動(dòng),故執行跳閘。同理,若開(kāi)關(guān)102在延時(shí)時(shí)間到了(即202和201兩個(gè)開(kāi)關(guān)的累計跳閘時(shí)間)測得電流為故障電流,則判定開(kāi)關(guān)202和201號拒動(dòng),故執行跳閘。根據級數依次類(lèi)推。
如圖(二)所示,當開(kāi)關(guān)103下級處發(fā)生短路/漏電故障時(shí),其下級開(kāi)關(guān)2xx的開(kāi)關(guān)可能處于失電狀態(tài),或由于檢測到的電流達不到故障電流而不發(fā)生任何動(dòng)作(不發(fā)出短路/漏電(帶方向檢測)信息)。開(kāi)關(guān)103號檢測到故障電流,則向網(wǎng)絡(luò )上發(fā)送跳閘信號指令;同樣的101號測得電流為故障電流,均向網(wǎng)絡(luò )上發(fā)送跳閘信號指令,經(jīng)息交互后,則判定故障發(fā)生在開(kāi)關(guān)103號所轄線(xiàn)路,除103號開(kāi)關(guān)外,上級其余開(kāi)關(guān)全部按本身所處的級別與103號開(kāi)關(guān)的級差相應延時(shí)等待短路故障切除,103號開(kāi)關(guān)則作為靠近故障點(diǎn)的開(kāi)關(guān),無(wú)延時(shí),按正常短路故障跳閘。
廣播式通信閉鎖防越級跳閘特點(diǎn):
1)可以有效識別故障區段,避免發(fā)生越級跳閘事故。
2)利用以太網(wǎng)的傳輸速度優(yōu)勢,克服點(diǎn)對點(diǎn)逐級通信方式所帶來(lái)的逐級增加的通信延時(shí),提高了保護的快速性。
3)同一變電站的高爆開(kāi)關(guān)在不方便使用光纖組網(wǎng)時(shí),可以使用CAN網(wǎng)絡(luò )組成網(wǎng)絡(luò ),實(shí)現并行通信,無(wú)須第三方設備進(jìn)行數據集中處理或轉發(fā),節省成本、簡(jiǎn)化設備、便于改造、易于維護。
4)可以利用光纖網(wǎng)和CAN形成互為備份,當某個(gè)網(wǎng)絡(luò )出現故障,另一個(gè)網(wǎng)絡(luò )可以繼續傳遞信息,增加可靠性。