一種分布式智能變電站母線快速保護實現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括：步驟一：接收并同步處理來自主變各側(cè)以及低壓分段間隔的采樣數(shù)據(jù)；步驟二：接收處理變電站內(nèi)與母線間隔相關(guān)聯(lián)設(shè)備的站域故障判斷信號；步驟三：識別判斷變電站內(nèi)低壓母線故障的發(fā)生情況、動作區(qū)域、故障類型；步驟四：判斷故障類型，根據(jù)故障類型執(zhí)行相應(yīng)的母線故障保護邏輯，根據(jù)保護邏輯輸出相應(yīng)的控制信號；步驟五：實現(xiàn)智能變電站內(nèi)低壓母線故障、開關(guān)失靈、死區(qū)故障的告警和切除，同時輸出提示信息。本發(fā)明用于變電站內(nèi)母線中低側(cè)母線故障的快速切除，是變電站后備保護的有益補充，完善了變電站內(nèi)中低壓快速保護配置，有效提高了變電站運行的可靠性。
【專利說明】一種分布式智能變電站母線快速保護實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種變電站母線保護實現(xiàn)方法，具體涉及一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法，本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)智能變電站【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前對于一般的IlOkV及以下終端變電站而言，主變高壓進線、35kV、10kV出線部分均設(shè)有獨立的保護，而中低壓母線則無相應(yīng)的獨立的保護。針對主變中低側(cè)母線故障的常規(guī)解決方案是利用相應(yīng)的后備保護動作切除。但一般后備保護是按逐級配合原則設(shè)置，一般定值在0.8^2.0秒之間，該保護的故障動作時間長，雖能切除故障，大電流導(dǎo)致的母線嚴重變形、設(shè)備燒毀、絕緣擊穿或下降、或保護CT (CT即電流互感器)等故障問題造成的損失往往難以挽回，甚至可能導(dǎo)致開關(guān)柜設(shè)備無法繼續(xù)使用，恢復(fù)供電可靠的時間周期、和停電的時間均較大。
[0003]另外，當主變低側(cè)開關(guān)死區(qū)故障或者分段死區(qū)、失靈故障時，死區(qū)故障時故障電流經(jīng)過低壓側(cè)CT，低后備保護檢測到故障電流而啟動保護，但開關(guān)動作故障卻難以切除；當主變低側(cè)開關(guān)發(fā)生失靈故障時，只有依靠高后備保護檢測故障電流動作切除；而高后備保護考慮和低后備時延配合問題，切除死區(qū)故障的時間更長，一般為1.5~2秒。在這種情況下，即使故障切除，造成的故障范圍或留下的設(shè)備缺陷和隱患更多。在恢復(fù)設(shè)備供電前，必須仔細進行各項電氣試驗，否則會存在較大運行風(fēng)險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法。
`[0005]為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括:
步驟一:接收并同步處理來自主變各側(cè)以及低壓分段間隔的采樣數(shù)據(jù)；
步驟二:接收處理變電站內(nèi)與母線間隔相關(guān)聯(lián)設(shè)備的故障判斷信號；
步驟三:基于步驟一和步驟二，識別判斷變電站內(nèi)低壓母線故障的發(fā)生情況、動作區(qū)域、故障類型；
步驟四:基于步驟三的基礎(chǔ)上，結(jié)合前級采集的故障條件信息，進一步判斷故障類型，根據(jù)故障類型執(zhí)行相應(yīng)的母線故障保護邏輯，根據(jù)保護邏輯輸出相應(yīng)的控制信號；
步驟五:實現(xiàn)智能變電站內(nèi)低壓母線故障、開關(guān)失靈、死區(qū)故障的告警和切除，同時輸出提示信息。
[0006]前述的一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟一包括:根據(jù)功能需求，通過采樣值點對點網(wǎng)絡(luò)或者過程層采樣值網(wǎng)絡(luò)，接收并同步處理來自主變各側(cè)以及低壓分段間隔經(jīng)合并單元裝置轉(zhuǎn)換后傳送來的采樣數(shù)據(jù)。
[0007]前述的一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟二包括:以網(wǎng)絡(luò)化GOOSE報文形式和開關(guān)量硬接點形式，接收處理變電站內(nèi)與母線間隔相關(guān)聯(lián)設(shè)備的故障判斷信號。
[0008]前述的一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述與母線間隔相關(guān)聯(lián)設(shè)備包括:變電站內(nèi)的低壓出線、電容器、分段間隔以及主變中低壓側(cè)開關(guān)間隔；所述與母線間隔相關(guān)聯(lián)設(shè)備的故障判斷信號包括變電站內(nèi)的低壓出線、電容器、分段間隔以及主變中低壓側(cè)開關(guān)間隔的過流保護啟動、過流保護動作、裝置故障、通訊狀態(tài)、開關(guān)位置的各路間隔分布式故障判斷信號。
[0009]前述的一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟三包括:基于步驟一和步驟二，依照母線區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障的典型特征或開關(guān)的故障類型，識別判斷變電站內(nèi)低壓母線故障的發(fā)生情況、動作區(qū)域、故障類型。
[0010]前述的一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟三中，判斷故障類型的判別條件包括:如果主變低后備過流保護啟動，低壓線路、電容器、分段的過流保護均未啟動，判為區(qū)內(nèi)母線故障；如果主變低后備過流保護啟動，低壓分段的過流保護啟動，低壓線路、電容器均未啟動，判為區(qū)外母線或母聯(lián)故障；如果主變低后備過流保護啟動，低壓線路的過流保護啟動，低壓分段、電容器均未啟動，判為區(qū)外低壓線路故障；如果主變低后備過流保護啟動，低壓電容器的過流保護啟動，低壓分段、線路均未啟動，判為區(qū)外低壓電容器故障。
[0011]前述的一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟四包括:結(jié)合步驟三和前級采集的其它故障條件信息來判斷故障類型，所述故障類型包括:簡單母線故障、低壓開關(guān)失靈故障、低壓開關(guān)死區(qū)故障、低壓分段失靈故障、低壓分段死區(qū)故障、間隔開關(guān)失靈。
[0012]前述的一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟四包括:在母線保護啟動的同時，向母線保護相關(guān)間隔發(fā)送GOOSE握手信號，各母線保護相關(guān)間隔在收到GOOSE握手信號后，立即轉(zhuǎn)發(fā)給母線快速保護并告知其當前運行狀態(tài)；基于步驟三的基礎(chǔ)上，結(jié)合前級采集的故障條件信息，進一步判斷故障類型，根據(jù)故障類型執(zhí)行相應(yīng)的母線故障保護邏輯，根據(jù)保護邏輯輸出相應(yīng)的控制信號；按照預(yù)先制定或者根據(jù)現(xiàn)場用戶的需求來設(shè)定相應(yīng)的母線故障快速切除方案，并輸出相應(yīng)的控制信號。
[0013]前述的一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟五包括:通過基于常規(guī)開關(guān)量輸出或基于GOOSE服務(wù)的開出，實現(xiàn)智能變電站內(nèi)低壓母線故障、開關(guān)失靈、死區(qū)故障的告警和切除，通過站控層麗S服務(wù)輸出相應(yīng)的提示信息，所述提示信息包括母線故障告警提示信息、保護啟動信息、保護動作信息。
[0014]本發(fā)明的有益之處在于:本發(fā)明的一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法可用于變電站內(nèi)母線中低側(cè)母線故障的快速切除，是變電站后備保護的有益補充，完善了變電站內(nèi)中低壓快速保護配置，有效提高了變電站運行的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的一個優(yōu)選實施的流程示意圖。
【具體實施方式】[0016]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作具體的介紹。
[0017]參照圖1所示，本發(fā)明一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法，首先接收網(wǎng)絡(luò)化的采樣值數(shù)據(jù)和多間隔故障判別信號，經(jīng)過分布式信息綜合分析服務(wù)進行初步處理，將處理后的信號和數(shù)據(jù)送入母線快速保護邏輯處理計算，根據(jù)邏輯計算結(jié)果進行相應(yīng)的故障告警、保護動作出口控制及站控層麗S信號上傳服務(wù)，實現(xiàn)智能變電站內(nèi)低壓母線故障、開關(guān)失靈死區(qū)故障的快速告警切除和信息記錄/上傳功能。
[0018]具體包括:
步驟一:接收并同步處理來自主變各側(cè)以及低壓分段間隔的采樣數(shù)據(jù)。本步驟為網(wǎng)絡(luò)化采樣值的接收處理，根據(jù)功能需求，以采樣值點對點網(wǎng)絡(luò)或者過程層采樣值網(wǎng)絡(luò)，接收并同步處理來自主變各側(cè)以及低壓分段間隔經(jīng)合并單元裝置轉(zhuǎn)換后傳送來的數(shù)字式電壓電流采樣數(shù)據(jù)。所述網(wǎng)絡(luò)化采樣值接收處理步驟，可接收合并單元裝置傳送來的數(shù)字SV采樣值信號的光纖接口，也可根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用需要，擴展直接接入常規(guī)模擬量電壓電流信號，完成主變壓器各側(cè)及分段間隔的保護測量數(shù)據(jù)的同步輸入采集解析。
[0019]步驟二:接收處理變電站內(nèi)與母線間隔相關(guān)聯(lián)設(shè)備的故障判斷信號。本步驟為分布式多間隔動作故障判別信號接收處理。根據(jù)功能需求，以網(wǎng)絡(luò)化GOOSE報文形式和開關(guān)量硬接點形式，接收處理變電站內(nèi)的低壓出線、電容器、分段間隔以及主變中低壓側(cè)開關(guān)間隔的過流保護啟動、過流保護動作、裝置故障、通訊狀態(tài)、開關(guān)位置的各路間隔分布式故障判斷信號。所述分布式多間隔動作故障判別信號接收處理步驟，采集母線故障分析判別所需的主變中低壓后備保護的保護啟動信號，以及低壓出線、電容器、分段間隔的過流保護啟動、過流保護跳閘、裝置故障、開關(guān)位置信號，可接入站控層交換機網(wǎng)絡(luò)或者過程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)中。
[0020]步驟三:基于步驟一和步驟二，識別判斷變電站內(nèi)低壓母線故障的發(fā)生情況、動作區(qū)域、故障類型。本步驟為分布式信息分析綜合處理。根據(jù)步驟(I)和步驟(2)網(wǎng)絡(luò)化采集的分布式實時運行狀態(tài)信息，依照母線區(qū)內(nèi)/區(qū)外故障的典型特征或開關(guān)的故障類型，識別判斷變電站內(nèi)低壓母線故障的發(fā)生情況、動作區(qū)域、故障類型。根據(jù)采集到的變電站實時運行狀態(tài)信息以及分布式故障判斷信號，初步判斷所發(fā)生的故障是否為區(qū)內(nèi)母線故障、區(qū)外母線或母聯(lián)故障、區(qū)外低壓線路故障、區(qū)外低壓電容器故障的故障類型。
[0021]判別條件如下:
主變低后備過流保護啟動，低壓線路、電容器、分段的過流保護均未啟動，判為區(qū)內(nèi)母線故障；
主變低后備過流保護啟動，低壓分段的過流保護啟動，低壓線路、電容器均未啟動，判為區(qū)外母線或母聯(lián)故障；
主變低后備過流保護啟動，低壓線路的過流保護啟動，低壓分段、電容器均未啟動，判為區(qū)外低壓線路故障；
主變低后備過流保護啟動，低壓電容器的過流保護啟動，低壓分段、線路均未啟動，判為區(qū)外低壓電容器故障；
步驟四:基于步驟三的基礎(chǔ)上，結(jié)合前級采集的故障條件信息，進一步判斷故障類型，根據(jù)故障類型執(zhí)行相應(yīng)的母線故障保護邏輯，根據(jù)保護邏輯輸出相應(yīng)的控制信號。這里的前級采集的故障條件信息為步驟一的采樣數(shù)據(jù)以及步驟二的故障判斷信號，比如主變中低壓側(cè)開關(guān)位置，后備/線路過流保護啟動動作信號，延時IOOms線路無流等，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)有操作判斷技術(shù)，結(jié)合實際狀況加以選擇。本步驟為母線快速保護邏輯處理。根據(jù)步驟(3)初步分析判斷的故障情況，結(jié)合前級采集的其它故障條件信息，判斷是否為簡單母線故障/低壓開關(guān)失靈故障/低壓開關(guān)死區(qū)故障/低壓分段失靈故障/低壓分段死區(qū)故障/間隔開關(guān)失靈的故障類型，執(zhí)行相應(yīng)的母線故障保護邏輯，按照程序化預(yù)先制定或者根據(jù)現(xiàn)場用戶需求設(shè)定相應(yīng)的母線故障快速切除方案輸出相應(yīng)的控制信號。所述母線快速保護邏輯處理步驟，根據(jù)權(quán)利要求4的方法判斷的母線區(qū)內(nèi)/區(qū)外故障，進一步執(zhí)行判別邏輯。如故障為母線區(qū)外故障時，閉鎖母線速動保護的邏輯功能，放電并閉鎖保護出口 ；如故障為母線區(qū)內(nèi)故障時，則根據(jù)簡單母線故障/低壓開關(guān)失靈故障/低壓開關(guān)死區(qū)故障/低壓分段失靈故障/低壓分段死區(qū)故障的故障類型執(zhí)行相應(yīng)的母線保護邏輯，輸出相應(yīng)的故障告警提示信息，通過基于母線保護啟動的快速GOOSE握手式網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)檢測方法校驗網(wǎng)絡(luò)通訊數(shù)據(jù)的正確性，按照程序化預(yù)先制定或者根據(jù)現(xiàn)場用戶需求設(shè)定相應(yīng)的母線故障快速切除方案輸出相應(yīng)的保護跳閘命令，快速切除相應(yīng)故障點。
[0022]這里，基于母線保護啟動的GOOSE握手式網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)檢測方法，是通過在母線保護啟動的同時，向本母線保護相關(guān)間隔發(fā)送GOOSE握手信號，各間隔在收到握手信號后，立即轉(zhuǎn)發(fā)給母線快速保護并告知其當前運行狀態(tài)，以解決GOOSE心跳報文間隔較長、單向發(fā)送導(dǎo)致的通訊中斷無法實時識別通訊數(shù)據(jù)有效性的問題，防止母線保護因通訊中斷而產(chǎn)生誤判或誤動作。
[0023]步驟五:實現(xiàn)智能變電站內(nèi)低壓母線故障、開關(guān)失靈、死區(qū)故障的告警和切除，同時輸出提示信息。本步驟為保護告警及動作出口控制。根據(jù)步驟(4)的保護邏輯執(zhí)行情況，通過基于常規(guī)開關(guān)量輸出或基于GOOSE服務(wù)的開出，實現(xiàn)程序預(yù)先定制或者用戶現(xiàn)場設(shè)定的保護動作跳閘出口切除母線故障的控制邏輯。同時，通過站控層MMS服務(wù)輸出相應(yīng)的母線故障告警提示、保護啟動、保護動作信息。這里，根據(jù)母線快速保護邏輯的執(zhí)行情況，通過基于網(wǎng)絡(luò)化GOOSE服務(wù)的開出或基于常規(guī)開關(guān)量的輸出，實現(xiàn)預(yù)先定制或用戶設(shè)定的保護動作跳閘出口切除母線和各類失靈死區(qū)故障的控制邏輯。同時通過站控層MMS服務(wù)，輸出相應(yīng)的母線故障告警提示、母線保護啟動、母線保護動作、分段失靈死區(qū)動作、低開失靈死區(qū)動作的信息。
[0024]本發(fā)明提供了一種傳統(tǒng)變電站或者智能變電站內(nèi)低壓母線故障快速保護的實現(xiàn)方法，可用于變電站內(nèi)母線中低側(cè)母線故障的快速切除，是變電站后備保護的有益補充，完善了變電站內(nèi)中低壓快速保護配置，有效提高了變電站運行的可靠性。
[0025]本發(fā)明為目前變電站低壓母線故障切除時限較長，供電可靠性及設(shè)備安全得不到保障的問題提供了 一種便捷有效的解決方案。
[0026]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括: 步驟一:接收并同步處理來自主變各側(cè)以及低壓分段間隔的采樣數(shù)據(jù)； 步驟二:接收處理變電站內(nèi)與母線間隔相關(guān)聯(lián)設(shè)備的故障判斷信號； 步驟三:基于步驟一和步驟二，識別判斷變電站內(nèi)低壓母線故障的發(fā)生情況、動作區(qū)域、故障類型； 步驟四:基于步驟三的基礎(chǔ)上，結(jié)合前級采集的故障條件信息，進一步判斷故障類型，根據(jù)故障類型執(zhí)行相應(yīng)的母線故障保護邏輯，根據(jù)保護邏輯輸出相應(yīng)的控制信號； 步驟五:實現(xiàn)智能變電站內(nèi)低壓母線故障、開關(guān)失靈、死區(qū)故障的告警和切除，同時輸出提示信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟一包括:根據(jù)功能需求，通過采樣值點對點網(wǎng)絡(luò)或者過程層采樣值網(wǎng)絡(luò)，接收并同步處理來自主變各側(cè)以及低壓分段間隔經(jīng)合并單元裝置轉(zhuǎn)換后傳送來的采樣數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟二包括:以網(wǎng)絡(luò)化GOOSE報文形式和開關(guān)量硬接點形式，接收處理變電站內(nèi)與母線間隔相關(guān)聯(lián)設(shè)備的故障判斷信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述與母線間隔相關(guān)聯(lián)設(shè)備包括:變電站內(nèi)的低壓出線、電容器、分段間隔以及主變中低壓側(cè)開關(guān)間隔；所述與母線間隔相關(guān)聯(lián)設(shè)備的故障判斷信號包括變電站內(nèi)的低壓出線、電容器、分段間隔以及主變中`低壓側(cè)開關(guān)間隔的過流保護啟動、過流保護動作、裝置故障、通訊狀態(tài)、開關(guān)位置的各路間隔分布式故障判斷信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟三包括:基于步驟一和步驟二，依照母線區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障的典型特征或開關(guān)的故障類型，識別判斷變電站內(nèi)低壓母線故障的發(fā)生情況、動作區(qū)域、故障類型。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟三中，判斷故障類型的判別條件包括:如果主變低后備過流保護啟動，低壓線路、電容器、分段的過流保護均未啟動，判為區(qū)內(nèi)母線故障；如果主變低后備過流保護啟動，低壓分段的過流保護啟動，低壓線路、電容器均未啟動，判為區(qū)外母線或母聯(lián)故障；如果主變低后備過流保護啟動，低壓線路的過流保護啟動，低壓分段、電容器均未啟動，判為區(qū)外低壓線路故障；如果主變低后備過流保護啟動，低壓電容器的過流保護啟動，低壓分段、線路均未啟動，判為區(qū)外低壓電容器故障。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟四包括:所述故障類型包括:簡單母線故障、低壓開關(guān)失靈故障、低壓開關(guān)死區(qū)故障、低壓分段失靈故障、低壓分段死區(qū)故障、間隔開關(guān)失靈。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟四包括:在母線保護啟動的同時，向母線保護相關(guān)間隔發(fā)送GOOSE握手信號，各母線保護相關(guān)間隔在收到GOOSE握手信號后，立即轉(zhuǎn)發(fā)給母線快速保護并告知其當前運行狀態(tài)；基于步驟三的基礎(chǔ)上，結(jié)合前級采集的故障條件信息，進一步判斷故障類型，根據(jù)故障類型執(zhí)行相應(yīng)的母線故障保護邏輯，根據(jù)保護邏輯輸出相應(yīng)的控制信號；按照預(yù)先制定或者根據(jù)現(xiàn)場用戶的需求來設(shè)定相應(yīng)的母線故障快速切除方案，并輸出相應(yīng)的控制信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種分布式智能變電站低壓母線快速保護的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟五包括:通過基于常規(guī)開關(guān)量輸出或基于GOOSE服務(wù)的開出，實現(xiàn)智能變電站內(nèi)低壓母線故障、開關(guān)失靈、死區(qū)故障的告警和切除，通過站控層MMS服務(wù)輸出相應(yīng)的提示信息，所述提示信息包括母`線故障告警提示信息、保護啟動信息、保護動作信息。
【文檔編號】H02H7/22GK103872656SQ201410091604
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】薛軍, 李澄, 陸玉軍, 蔣瑩, 陳顥, 徐勇, 王伏亮, 鄒婷婷, 楊飛, 胡一書 申請人:國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司揚州供電公司, 江蘇方天電力技術(shù)有限公司