專利名稱：基于電流差動(dòng)原理的站域后備保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于智能變電站的基于電流差動(dòng)原理的站域后備保護(hù)方法。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用目的在于電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)、快速的切除故障設(shè)備，將故障影響范圍限制在最小的區(qū)域內(nèi)，以保證電網(wǎng)無(wú)故障部分的正常運(yùn)行，隔離故障的基本原則包括快速性、選擇性、靈敏性及可靠性等。按照保護(hù)范圍和動(dòng)作特性不同，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)可分為主保護(hù)和后備保護(hù)兩類主保護(hù)能反應(yīng)被保護(hù)設(shè)備的各種故障并以盡可能短的時(shí)限(瞬時(shí))切除故障；當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)或者斷路器失靈時(shí)，由后備保護(hù)以較短的時(shí)限(例如0. 5秒)和較小的停電范圍隔離故障設(shè)備。目前電力系統(tǒng)中運(yùn)行的后備保護(hù)幾乎全部遵循階梯時(shí)限原則整定，為保證選擇性不得不犧牲快速性和靈敏性，在復(fù)雜電網(wǎng)中往往不能起到預(yù)期的保護(hù)效果。現(xiàn)有的后備保護(hù)僅反應(yīng)保護(hù)安裝處的電氣量信息，多臺(tái)后備保護(hù)之間的配合關(guān)系復(fù)雜，定值整定的難度越來(lái)越大。近年來(lái)世界范圍內(nèi)的多次電網(wǎng)崩潰事故也被證明與后備保護(hù)這些固有缺陷有關(guān)。因此，改善后備保護(hù)性能對(duì)保證復(fù)雜電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有重要意義。近年來(lái)，以后備保護(hù)為主要對(duì)象的非傳統(tǒng)繼電保護(hù)原理和方法得到了廣泛研究，例如廣域保護(hù)、集合保護(hù)，系統(tǒng)保護(hù)，集成保護(hù)等。上述新原理均存在以下問(wèn)題影響工程實(shí)用化1)廣域信息的獲取依賴于相量測(cè)量單元(PMU)和廣域同步相量測(cè)量系統(tǒng)(WAMS)，在中低壓電網(wǎng)實(shí)施經(jīng)濟(jì)代價(jià)太大；2)無(wú)論采用集中式結(jié)構(gòu)還是分布式結(jié)構(gòu)，都存在保護(hù)區(qū)域如何確定的問(wèn)題；3)為將故障影響范圍限制到最小，需要從理論上進(jìn)一步研究區(qū)域電網(wǎng)故障時(shí)的最優(yōu)跳閘策略；4)準(zhǔn)確獲取用于繼電保護(hù)的廣域同步信息對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬和可靠性要求極高。上述這些因素限制了非傳統(tǒng)繼電保護(hù)的實(shí)用化。基于基爾霍夫電流定律的差動(dòng)保護(hù)原理自提出以來(lái)，以其完全選擇性、優(yōu)良選相能力和不受振蕩影響等優(yōu)點(diǎn)一直作為主保護(hù)使用到今天。遺憾的是，一直以來(lái)差動(dòng)原理只作為主保護(hù)使用，在后備保護(hù)領(lǐng)域一直沒(méi)有獲得實(shí)際應(yīng)用。智能變電站中采用了電子式互感器和智能一次設(shè)備，引入了符合IEC61850國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的信息建模技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了信息采集的數(shù)字化和信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化，提高了信息的共享程度。信息共享為研究繼電保護(hù)新原理、新方法提供了更加豐富的技術(shù)手段，然而這一特點(diǎn)還未被繼電保護(hù)充分利用，可以預(yù)見(jiàn)基于智能變電站內(nèi)部共享信息實(shí)現(xiàn)的站域保護(hù)將是提高后備保護(hù)性能的重要發(fā)展方向。而且相比其他非傳統(tǒng)繼電保護(hù)方法，站域保護(hù)在實(shí)現(xiàn)技術(shù)上更具可行性。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于智能變電站的站域后備保護(hù)方法。該方法將電流差動(dòng)原理應(yīng)用到后備保護(hù)中，簡(jiǎn)化了后備保護(hù)的配置和整定，、改變了后備保護(hù)依靠故障電氣量值和時(shí)限階梯配合實(shí)現(xiàn)選擇性的應(yīng)用現(xiàn)狀，在主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)可準(zhǔn)確、快速地定位故障設(shè)備，縮短了后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限。站域保護(hù)基于智能變電站內(nèi)高速通信網(wǎng)絡(luò)和站間數(shù)據(jù)通道，在獲取模擬量、開(kāi)關(guān)量和非電量等共享信息的基礎(chǔ)上，對(duì)變電站內(nèi)部以及引出線路上發(fā)生的所有故障進(jìn)行快速、可靠、精確的定位，并依據(jù)優(yōu)化的跳閘策略實(shí)現(xiàn)故障設(shè)備的切除。本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下
一種基于電流差動(dòng)原理的站域后備保護(hù)方法，包括如下步驟
(I)、站域后備保護(hù)通過(guò)變電站內(nèi)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)和站間數(shù)據(jù)通道獲取所需位置的電流采樣值。對(duì)于本變電站內(nèi)的電流采樣值通過(guò)站內(nèi)的過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)由合并單元獲得，對(duì)于變電站出線對(duì)端的電流采樣值通過(guò)站間數(shù)據(jù)通道由對(duì)側(cè)變電站內(nèi)的合并單元獲得。(2)、根據(jù)電流差動(dòng)原理應(yīng)用的范圍不同將整個(gè)后備保護(hù)區(qū)域分為邊界差動(dòng)區(qū)、站內(nèi)差動(dòng)區(qū)、元件差動(dòng)區(qū)和擴(kuò)展差動(dòng)區(qū)，站域后備保護(hù)根據(jù)接收到的電流采樣值信息，進(jìn)行故障啟動(dòng)判斷。故障啟動(dòng)判斷以邊界差動(dòng)區(qū)為主要對(duì)象，可獲知電力系統(tǒng)是處于正常運(yùn)行狀態(tài)還是故障狀態(tài)，如果處于正常狀態(tài)則繼續(xù)執(zhí)行故障啟動(dòng)判斷流程；如果處于故障狀態(tài)則轉(zhuǎn)入步驟(3)進(jìn)行故障處理程序。其中，邊界差動(dòng)區(qū)保護(hù)范圍包含變電站的所有出線和變電站內(nèi)的元件，站內(nèi)差動(dòng)區(qū)的保護(hù)范圍僅包含變電站內(nèi)的元件，元件差動(dòng)區(qū)僅包含一個(gè)元件，與元件主保護(hù)范圍一致，擴(kuò)展差動(dòng)區(qū)是由若干相鄰的元件差動(dòng)區(qū)合并構(gòu)成。邊界差動(dòng)區(qū)主要用于故障啟動(dòng)的判斷，站內(nèi)差動(dòng)區(qū)用于區(qū)分故障在變電站內(nèi)還是出線，通過(guò)擴(kuò)展差動(dòng)區(qū)的變化和搜索可以準(zhǔn)確確定故障元件。(3)、在故障處理程序中，通過(guò)擴(kuò)展差動(dòng)區(qū)的遍歷進(jìn)行故障元件的定位，首先通過(guò)邊界差動(dòng)區(qū)和站內(nèi)差動(dòng)區(qū)的動(dòng)作情況確定是變電站內(nèi)部元件故障還是出線故障。若確定是變電站內(nèi)部元件故障，則按步驟(4)處理，若是出線故障，則按步驟(5)處理。對(duì)擴(kuò)展差動(dòng)區(qū)的遍歷，范圍由大到小，以邊界差動(dòng)區(qū)和站內(nèi)差動(dòng)區(qū)是否同時(shí)滿足差動(dòng)判據(jù)，區(qū)分是變電站內(nèi)部元件故障還是出線故障。若同時(shí)滿足差動(dòng)判據(jù)，則判定為變電站內(nèi)部元件故障，若邊界差動(dòng)區(qū)滿足差動(dòng)判據(jù)而站內(nèi)差動(dòng)區(qū)不滿足差動(dòng)判據(jù)，則判定為出線故障。(4)、確定是變電站內(nèi)部元件故障后，依次逐個(gè)將元件差動(dòng)區(qū)從擴(kuò)展差動(dòng)區(qū)去除，若去除元件差動(dòng)區(qū)后差動(dòng)判據(jù)由動(dòng)作狀態(tài)轉(zhuǎn)為制動(dòng)狀態(tài)，則確定故障位于該元件差動(dòng)區(qū)，如此循環(huán)執(zhí)行，直至擴(kuò)展差動(dòng)區(qū)僅包含唯一元件差動(dòng)區(qū)，此時(shí)定位故障位于該元件差動(dòng)區(qū)。每個(gè)元件差動(dòng)區(qū)僅包含一個(gè)元件，該元件或者是變壓器或者是母線，若確定故障位于某個(gè)元件差動(dòng)區(qū)后，故障點(diǎn)即為該區(qū)的元件(變壓器或母線)。在遍歷過(guò)程中通常是先去除與變壓器相連的母線元件，若母線元件都去除后僅剩變壓器元件，則判定故障發(fā)生在該變壓器。(5)、確定是變電站出線故障后，由邊界差動(dòng)區(qū)開(kāi)始，依次將出線從邊界差動(dòng)區(qū)去除，以確定有故障的出 線，具體的，用本變電站電流值代替出線對(duì)端電流值，若差動(dòng)判據(jù)處于制動(dòng)狀態(tài)，則判定為該出線有故障，若差動(dòng)判據(jù)仍處于動(dòng)作狀態(tài)，則認(rèn)為該出線無(wú)故障，繼續(xù)進(jìn)行差動(dòng)的遍歷，直至確定有故障的出線。(6)、站域后備保護(hù)同時(shí)通過(guò)站內(nèi)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)獲取主保護(hù)動(dòng)作信號(hào)和斷路器位置信號(hào)，站域后備保護(hù)檢測(cè)到系統(tǒng)故障并確定故障元件后，延時(shí)等待主保護(hù)動(dòng)作和斷路器跳閘，在主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)由站域后備保護(hù)發(fā)跳閘令，在斷路器拒動(dòng)時(shí)由站域后備保護(hù)向擴(kuò)大跳閘區(qū)域發(fā)失靈跳閘令直至故障隔離。在確定延時(shí)時(shí)間時(shí)，充分考慮主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和斷路器跳閘時(shí)間，保證主后備保護(hù)有足夠的時(shí)間配合，并考慮到傳統(tǒng)后備保護(hù)階梯式時(shí)限通常為500ms，該時(shí)間要比這時(shí)間短，才能起到縮短后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的效果。優(yōu)選的，由上述步驟確定故障元件后，站域后備保護(hù)可延時(shí)300ms等待主保護(hù)動(dòng)作和斷路器跳閘，期間不斷檢測(cè)以下信息主保護(hù)動(dòng)作的GOOSE信 息和故障元件差動(dòng)區(qū)是否持續(xù)存在差電流。在檢測(cè)到故障300ms內(nèi)如果沒(méi)有主保護(hù)動(dòng)作信息，則認(rèn)為主保護(hù)拒動(dòng)，則發(fā)出后備保護(hù)跳閘令，跳開(kāi)故障元件各側(cè)斷路器；在主保護(hù)發(fā)出跳閘令后，間隔200ms再次檢測(cè)故障元件是否切除，如故障仍存在，則認(rèn)為斷路器拒動(dòng)，由站域后備保護(hù)向擴(kuò)大跳閘區(qū)域發(fā)失靈跳閘命令，直至故障消失。為適應(yīng)電流差動(dòng)原理在站域后備保護(hù)中的應(yīng)用，同時(shí)為提高該保護(hù)方法的靈敏度和可靠性，可參考變壓器或母線差動(dòng)保護(hù)中的一些技術(shù)，具體的，在進(jìn)行電流差動(dòng)判斷時(shí)，本發(fā)明采用兩段折線的穩(wěn)態(tài)分相電流差動(dòng)原理作為主判據(jù)，規(guī)定電流相量的正方向與主保護(hù)一致，即線路電流以母線流向線路為正方向，變壓器各側(cè)斷路器電流以流入變壓器為正方向。除主判據(jù)外，為提高反映不對(duì)稱故障的靈敏度，本發(fā)明采用帶延時(shí)確認(rèn)的負(fù)序電流差動(dòng)原理作為補(bǔ)充判據(jù)。為提高反映過(guò)渡電阻能力，本發(fā)明還采用帶延時(shí)確認(rèn)的零序電流差動(dòng)原理作為接地故障的補(bǔ)充判據(jù)，其中差動(dòng)電流和制動(dòng)電流的計(jì)算以變壓器接線組別不同由Y側(cè)向A側(cè)折算。本發(fā)明所述的站域后備保護(hù)方法具有如下優(yōu)點(diǎn)
I、只使用本變電站和與本變電站直接連接的線路對(duì)端的電流采樣值，利用本變電站內(nèi)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)、站間數(shù)據(jù)通道以及全局同步時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)采樣值的同步采集和傳輸。2、站域后備保護(hù)不依賴于WAMS系統(tǒng)獲得數(shù)據(jù)，非本地的傳輸信息僅包含與本變電站相連的線路對(duì)端的電流采樣值。站間數(shù)據(jù)傳輸采用廣域以太網(wǎng)擴(kuò)展過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)的模式，利用以太網(wǎng)交換機(jī)、路由器等設(shè)備將對(duì)端變電站的合并單元接入本地變電站的過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。該模式將兩個(gè)變電站之間的物理信道對(duì)上層應(yīng)用做了透明處理，即訪問(wèn)合并單元時(shí)，并不關(guān)心它是在本變電站還是在相鄰變電站。3、將整個(gè)后備保護(hù)區(qū)域分區(qū)處理，更好的適應(yīng)電流差動(dòng)原理在后備保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用，改變了后備保護(hù)依靠故障電氣量值和時(shí)限階梯配合實(shí)現(xiàn)選擇性的應(yīng)用現(xiàn)狀，提高了后備保護(hù)的動(dòng)作速度。4、本發(fā)明在檢測(cè)到系統(tǒng)故障后，延時(shí)300ms等待主保護(hù)動(dòng)作，因此，可在主保護(hù)拒動(dòng)的情況下最快300ms發(fā)出后備跳閘命令，在斷路器失靈時(shí)最快在500ms內(nèi)發(fā)出失靈跳閘命令，相比傳統(tǒng)后備保護(hù)采取階梯延時(shí)(一個(gè)級(jí)差至少500ms)具有更快的動(dòng)作速度，而且不需要多級(jí)后備保護(hù)的延時(shí)配合。


圖I是站域后備保護(hù)的應(yīng)用示意 圖2是典型220kV變電站中差動(dòng)分區(qū)示意 圖3是基于電流差動(dòng)原理的站域后備保護(hù)判斷流程 圖4是利用廣域以太網(wǎng)擴(kuò)展過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)傳輸采樣值示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但不作為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
本發(fā)明的站域后備保護(hù)在智能變電站中的應(yīng)用環(huán)境如圖I所示。按照這種繼電保護(hù)配置方案，對(duì)變電站中所有主設(shè)備均冗余配置具有完全選擇性的電流差動(dòng)原理主保護(hù)，同時(shí)集中配置站域后備保護(hù)，完成全站及出線的后備保護(hù)功能。以圖2所示的典型220kV變電站為例說(shuō)明站域后備保護(hù)所涉及的4類差動(dòng)區(qū)的劃分。邊界差動(dòng)區(qū)包含站域后備保護(hù)所能反映的最大保護(hù)范圍，邊界差動(dòng)區(qū)保護(hù)范圍包含變電站的所有出線和變電站內(nèi)的元件，選取本變電站全部出線的對(duì)端電流參與差動(dòng)計(jì)算，即CB06、CB07、CB10、CB11、CB15、CB16、CB20、CB22、CB24、CB25，如圖 2 中區(qū)域 A 所示；站內(nèi)差動(dòng)區(qū)的保護(hù)范圍僅包含變電站內(nèi)的元件，選取本變電站全部出線的電流參與差動(dòng)計(jì)算，即CBOl、CB03、CB09、CBll、CB13、CB14、CB19、CB20、CB22、CB23，如圖 2 中區(qū)域 B 所示;元件差動(dòng)區(qū)與主保護(hù)的保護(hù)范圍一致，變壓器Tl的元件差動(dòng)區(qū)選取CB04、CB12、CB18的電流參與差動(dòng)計(jì)算，如圖2中區(qū)域C7所示，其他元件差動(dòng)區(qū)的選擇類似。擴(kuò)展差動(dòng)區(qū)由若干相鄰的元件差動(dòng)區(qū)合并構(gòu)成，也可看作由邊界差動(dòng)區(qū)或站內(nèi)差動(dòng)區(qū)逐一去除元件差動(dòng)區(qū)而形成，去除過(guò)程按照逐步縮小差動(dòng)區(qū)域的選擇進(jìn)行，直至剩余唯一元件差動(dòng)區(qū)。本發(fā)明中的站域后備保護(hù)在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的流程和故障處理流程如圖3所示，下面結(jié)合兩個(gè)實(shí)施例來(lái)說(shuō)明其具體實(shí)現(xiàn)流程
實(shí)施例I以線路L3故障，主保護(hù)拒動(dòng)的工況為例，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)流程
F1處發(fā)生故障，邊界差動(dòng)區(qū)A檢測(cè)到差電流，確定為故障狀態(tài)，進(jìn)入故障處理程序。經(jīng)過(guò)電流差動(dòng)判據(jù)運(yùn)算，檢測(cè)到邊界差動(dòng)區(qū)A處于差動(dòng)判據(jù)動(dòng)作狀態(tài)而站內(nèi)差動(dòng)區(qū)B處于差動(dòng)判據(jù)制動(dòng)狀態(tài)，由此判定，故障發(fā)生在變電站的出線，而不是變電站內(nèi)部元件。確定為出線故障后，進(jìn)入出線故障的擴(kuò)展差動(dòng)區(qū)遍歷程序，依次從邊界差動(dòng)區(qū)A中去除出線LI、L2，期間形成的擴(kuò)展差動(dòng)區(qū)都處于差動(dòng)判據(jù)動(dòng)作狀態(tài)，遍歷至出線L3時(shí)，擴(kuò)展差動(dòng)區(qū)A_3處于差動(dòng)判據(jù)的制動(dòng)狀態(tài)，由此確定故障位于出線L3。站域后備保護(hù)從確認(rèn)故障啟動(dòng)后開(kāi)始連續(xù)監(jiān)視來(lái)自出線L3主保護(hù)的GOOSE跳閘信息，在計(jì)時(shí)滿300ms時(shí)間內(nèi)，一直未收到來(lái)自出線L3主保護(hù)的GOOSE跳閘信息，且邊界差動(dòng)區(qū)A —直處于差動(dòng)判據(jù)動(dòng)作狀態(tài)，至此確定出線L3主保護(hù)拒動(dòng)，向CB09發(fā)出后備保護(hù)跳閘令，并連續(xù)監(jiān)測(cè)擴(kuò)展差動(dòng)區(qū)A_2，若擴(kuò)展差動(dòng)區(qū)A_2由差動(dòng)判據(jù)動(dòng)作狀態(tài)變?yōu)椴顒?dòng)判據(jù)制動(dòng)狀態(tài)，且邊界差動(dòng)區(qū)A也位于差動(dòng)判據(jù)制動(dòng)狀態(tài)，則認(rèn)為后備保護(hù)成功切除出線L3處故障，整組復(fù)歸，完成本次故障處理流程。實(shí)施例2以變壓器Tl內(nèi)部故障，斷路器CB12拒動(dòng)為例，說(shuō)明具體流程
F2處發(fā)生故障，邊界差動(dòng)區(qū)A檢測(cè)到差電流，確定為故障狀態(tài)，進(jìn)入故障處理程序。經(jīng)過(guò)電流差動(dòng)判據(jù)運(yùn)算，檢測(cè)到邊界差動(dòng)區(qū)A和站內(nèi)差動(dòng)區(qū)B均處于差動(dòng)判據(jù)的動(dòng)作狀態(tài)，判定故障元件位于變電站內(nèi)部。進(jìn)入站內(nèi)元件故障的擴(kuò)展差動(dòng)區(qū)遍歷程序，依次從站內(nèi)差動(dòng)區(qū)B中去除元件差動(dòng)區(qū)Ci (即母線BusOl、Bus02、Bus03、Bus04、Bus05、Bus06和變壓器T2)，在此過(guò)程中形成的擴(kuò)展差動(dòng)區(qū)都處于差動(dòng)判據(jù)的動(dòng)作狀態(tài)，由此確定故障位于剩余的唯一元件差動(dòng)區(qū)C7，即變壓器Tl內(nèi)部故障。同時(shí)，從確認(rèn)故障啟動(dòng)后開(kāi)始連續(xù)監(jiān)視來(lái)自變壓器Tl主保護(hù)的GOOSE跳閘信息，在收到來(lái)自Tl主保護(hù)的跳閘GOOSE信息且計(jì)時(shí)滿300ms后，開(kāi)始檢測(cè)元件差動(dòng)區(qū)C7和邊界差動(dòng)區(qū)A的動(dòng)作情況，在之后的200ms內(nèi)，元件差動(dòng)區(qū)C7和邊界差動(dòng)區(qū)A —直處于差動(dòng)判據(jù)動(dòng)作狀態(tài)，表明故障未切除，通過(guò)檢測(cè)斷路器的位置GOOSE信息，斷路器CB04和CB18均已處于跳閘位置且電流為零，而斷路器CB12仍處于合閘位置或有電流流過(guò)，判定斷路器CB12跳閘失敗，向擴(kuò)大跳閘區(qū)域(即CB13和CB14)發(fā)失靈跳閘命令。若元件差動(dòng)區(qū)C7和邊界差動(dòng)區(qū)A，由差動(dòng)判據(jù)動(dòng)作狀態(tài)恢復(fù)到制動(dòng)狀態(tài)，則認(rèn)為故障切除，整組復(fù)歸，完成本次故障處理流程。要實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的站域電流差動(dòng)后備保護(hù)方案，獲取對(duì)端變電站電流采樣值的通信系統(tǒng)是關(guān)鍵之一，圖4描述了采用廣域以太網(wǎng)擴(kuò)展過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)的站間信息傳輸模式。變電 站A中的站域保護(hù)裝置要獲取輸電線路對(duì)端變電站B中電流采樣值，可以通過(guò)本地過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)、路由器直接訪問(wèn)變電站B中的合并單元，電流采樣值數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)通路①一②一③，進(jìn)入變電站A中的站域后備保護(hù)中。
權(quán)利要求
1.一種基于電流差動(dòng)原理的站域后備保護(hù)方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)、站域后備保護(hù)通過(guò)變電站內(nèi)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)和站間數(shù)據(jù)通道獲取所需位置的電流采樣值； (2)、根據(jù)電流差動(dòng)原理應(yīng)用的范圍不同將整個(gè)后備保護(hù)區(qū)域分為邊界差動(dòng)區(qū)、站內(nèi)差動(dòng)區(qū)、元件差動(dòng)區(qū)和擴(kuò)展差動(dòng)區(qū)，站域后備保護(hù)根據(jù)接收到的電流采樣值信息，以邊界差動(dòng)區(qū)為主要對(duì)象，進(jìn)行故障啟動(dòng)判斷，若處于故障狀態(tài)則轉(zhuǎn)入步驟(3)進(jìn)行故障處理程序； (3)、在故障處理程序中，通過(guò)擴(kuò)展差動(dòng)區(qū)的遍歷進(jìn)行故障元件的定位，首先通過(guò)邊界差動(dòng)區(qū)和站內(nèi)差動(dòng)區(qū)的動(dòng)作情況確定是變電站內(nèi)部元件故障還是出線故障，若確定是變電站內(nèi)部元件故障，則按步驟(4)處理，若是出線故障，則按步驟(5)處理； (4)、確定是變電站內(nèi)部元件故障后，依次逐個(gè)將元件差動(dòng)區(qū)從擴(kuò)展差動(dòng)區(qū)去除，若去除元件差動(dòng)區(qū)后差動(dòng)判據(jù)由動(dòng)作狀態(tài)轉(zhuǎn)為制動(dòng)狀態(tài)，則確定故障位于該元件差動(dòng)區(qū)，如此循環(huán)執(zhí)行，直至擴(kuò)展差動(dòng)區(qū)僅包含唯一元件差動(dòng)區(qū)，此時(shí)定位故障位于該元件差動(dòng)區(qū)； (5)、確定是變電站出線故障后，由邊界差動(dòng)區(qū)開(kāi)始，依次將出線從邊界差動(dòng)區(qū)去除，以確定有故障的出線，具體的，用本變電站電流值代替出線對(duì)端電流值，若差動(dòng)判據(jù)處于制動(dòng)狀態(tài)，則判定為該出線有故障，若差動(dòng)判據(jù)仍處于動(dòng)作狀態(tài)，則認(rèn)為該出線無(wú)故障，繼續(xù)進(jìn)行差動(dòng)區(qū)的遍歷，直至確定有故障的出線； (6)、站域后備保護(hù)同時(shí)通過(guò)站內(nèi)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)獲取主保護(hù)動(dòng)作信號(hào)和斷路器位置信號(hào)，站域后備保護(hù)檢測(cè)到系統(tǒng)故障并確定故障元件后，延時(shí)等待主保護(hù)動(dòng)作和斷路器跳閘，在主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)由站域后備保護(hù)發(fā)跳閘令，在斷路器拒動(dòng)時(shí)由站域后備保護(hù)向擴(kuò)大跳閘區(qū)域發(fā)失靈跳閘令直至故障隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于電流差動(dòng)原理的站域后備保護(hù)方法，其特征在于，步驟(O中獲取電流采樣值的具體方法為對(duì)于本變電站內(nèi)的電流采樣值通過(guò)站內(nèi)的過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)由合并單元獲得，對(duì)于變電站出線對(duì)端的電流采樣值通過(guò)站間數(shù)據(jù)通道由對(duì)側(cè)變電站內(nèi)的合并單元獲得。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于電流差動(dòng)原理的站域后備保護(hù)方法，其特征在于，步驟(3)中對(duì)擴(kuò)展差動(dòng)區(qū)的遍歷，范圍由大到小，以邊界差動(dòng)區(qū)和站內(nèi)差動(dòng)區(qū)是否同時(shí)滿足差動(dòng)判據(jù)，區(qū)分是變電站內(nèi)部元件故障還是出線故障，若同時(shí)滿足差動(dòng)判據(jù)，則判定為變電站內(nèi)部元件故障，若邊界差動(dòng)區(qū)滿足差動(dòng)判據(jù)而站內(nèi)差動(dòng)區(qū)不滿足差動(dòng)判據(jù)，則判定為出線故障。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的基于電流差動(dòng)原理的站域后備保護(hù)方法，其特征在于，邊界差動(dòng)區(qū)保護(hù)范圍包含變電站的所有出線和變電站內(nèi)的元件，站內(nèi)差動(dòng)區(qū)的保護(hù)范圍僅包含變電站內(nèi)的元件，元件差動(dòng)區(qū)僅包含一個(gè)元件，與元件主保護(hù)范圍一致，擴(kuò)展差動(dòng)區(qū)是由若干相鄰的元件差動(dòng)區(qū)合并構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于電流差動(dòng)原理的站域后備保護(hù)方法，其特征在于，在進(jìn)行電流差動(dòng)判斷時(shí)，采用兩段折線的穩(wěn)態(tài)分相電流差動(dòng)原理作為主判據(jù)，采用帶延時(shí)確認(rèn)的負(fù)序電流差動(dòng)原理作為補(bǔ)充判據(jù)，采用帶延時(shí)確認(rèn)的零序電流差動(dòng)原理作為接地故障的補(bǔ)充判據(jù)，其中差動(dòng)電流和制動(dòng)電流的計(jì)算以變壓器接線組別不同由Y側(cè)向Λ側(cè)折算。
全文摘要
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于智能變電站的基于電流差動(dòng)原理的站域后備保護(hù)方法。該站域保護(hù)基于智能變電站內(nèi)高速通信網(wǎng)絡(luò)和站間數(shù)據(jù)通道，獲取模擬量、開(kāi)關(guān)量等信息，并將后備保護(hù)區(qū)域分區(qū)處理，利用電流差動(dòng)原理對(duì)變電站內(nèi)部以及引出線路上發(fā)生的所有故障進(jìn)行快速、可靠、精確的定位，在主保護(hù)和斷路器拒動(dòng)的情況下發(fā)后備跳閘令以隔離故障元件。本發(fā)明改變了傳統(tǒng)后備保護(hù)依靠故障電氣量值和時(shí)限階梯配合實(shí)現(xiàn)選擇性的技術(shù)現(xiàn)狀，簡(jiǎn)化了后備保護(hù)的配置和整定，縮短了后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限。
文檔編號(hào)H02H7/22GK102629754SQ20121009485
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者劉益青, 滕兆宏, 高偉聰, 高厚磊 申請(qǐng)人:積成電子股份有限公司