專利名稱：高壓電網(wǎng)永久性故障自適應(yīng)判別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓電網(wǎng)永久性故障自適應(yīng)判別方法，屬于電學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外高壓、超高壓輸電線路都采用三相式星型接線方法，輸出AN、BN、CN三相電源，其中性點(diǎn)多為架空地線，但在線路兩端中性點(diǎn)都分別接地。采用中性點(diǎn)直接接地的方法，可有效降低設(shè)備對地電壓至一個(gè)有限的水平，最大不超過Un，如果中性點(diǎn)不接地，最大對地電壓可能達(dá) 降低設(shè)備對地承載耐壓水平，有利于極大地降低設(shè)備的生產(chǎn)制造及現(xiàn)場維護(hù)水平，但在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，如果發(fā)生接地故障，將會(huì)產(chǎn)生極大的對地電流，超過負(fù)荷電流數(shù)倍或幾十倍，這會(huì)對一些設(shè)備如變壓器、發(fā)電機(jī)等帶來危害，如熱穩(wěn)定、產(chǎn)生機(jī)械不平衡扭矩等，如果在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生兩次或多次沖擊，極有可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞或電網(wǎng)的不穩(wěn)定。
根據(jù)國內(nèi)外高壓輸電網(wǎng)故障統(tǒng)計(jì)分析，目前絕大多數(shù)的高壓輸電網(wǎng)故障為單相接地故障，約占全部故障的90％，其次是一些由單相接地故障發(fā)展而形成的兩相接地故障，其他種類的故障概率較小，在單相接地故障中約有20％的故障為永久性故障。一般電網(wǎng)的結(jié)合總是不對稱的，如大機(jī)組——大系統(tǒng)、大系統(tǒng)——小系統(tǒng)等，高壓線路多采用自動(dòng)重合閘自動(dòng)重合一次，以增加送功的可能性，但這種無選擇的重合閘會(huì)重合于永久性故障，給繼電保護(hù)產(chǎn)品性能帶來嚴(yán)峻影響，并對系統(tǒng)穩(wěn)定及設(shè)備安全帶來危險(xiǎn)。
為了減少盲目重合帶來的上述種種不利影響，目前采取的措施有1、在重合之前識別出故障性質(zhì)，來決定是否重合；2、對于識別不出故障性質(zhì)的情況，通過計(jì)算最優(yōu)重合時(shí)間；3、三相重合改為分相順序重合。目前對三相重合閘尚無有效的永久性故障識別方法，對于單相重合閘永久性故障識別方法有，通過識別斷路器斷開后的線路電壓波形[1]或從中提取的特征信息來判斷故障性質(zhì)[2、3]。由于現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的復(fù)雜性，故障電壓波形受系統(tǒng)運(yùn)行方式、故障條件、故障前負(fù)荷狀態(tài)以及大氣環(huán)境等因素的影響，正確的識別出故障性質(zhì)存在一定困難。對于這種情況，采取的措施是通過計(jì)算最優(yōu)重合時(shí)間[4、5]或三相改為分相順序重合[6]來減輕重合于永久性故障對系統(tǒng)的沖擊和對重要設(shè)備的損傷，改善系統(tǒng)穩(wěn)定性。因此，對于識別不出永久性故障的情況下，仍有可能重合于永久性故障，目前能做的是通過選擇重合時(shí)刻或重合方式來減小對系統(tǒng)的危害，但線路兩端仍要重合于永久性故障。對系統(tǒng)中廣泛存在的不對稱的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如何徹底避免大機(jī)組—系統(tǒng)中的大機(jī)組、大系統(tǒng)—小系統(tǒng)中的大系統(tǒng)重合于永久性故障有著明顯的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值。
考文獻(xiàn)出處[1]郁惟鏞等.基于波形識別的永久性和瞬時(shí)性故障的判別.繼電器，1999，27(4). 李斌等.基于電壓諧波信號分析的單相自適應(yīng)重合閘.電網(wǎng)技術(shù)，2002，26(10). F Jiang etc.The Wavelet Transform Applied to Distinguish betweenTransient and Permanent Faults.1998 International Conference on PowerSystem Technology Proceedings，Beijing China，1998. 袁宇春，張保會(huì)等.基于EEAC的重合閘最佳時(shí)刻的計(jì)算.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，1999，23(17). 張保會(huì)，余穎輝.重合時(shí)刻對機(jī)組軸系扭振的影響.中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2001，21(9). 袁越，張保會(huì)，葛耀中.發(fā)電廠送出端采用高速重合閘影響的分析研究.電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，1996，8(2).

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高壓電網(wǎng)永久性故障自適應(yīng)判別方法。
為完成上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為高壓電網(wǎng)永久性故障自適應(yīng)判別方法，包括以下步驟a.設(shè)定設(shè)備的重合閘延時(shí)大于系統(tǒng)重合閘延時(shí)；b.如果系統(tǒng)重合于永久性故障，則該處保護(hù)裝置加速動(dòng)作，經(jīng)延時(shí)將動(dòng)作信號及模擬量傳送于設(shè)備側(cè)；c.設(shè)備側(cè)保護(hù)裝置收到對側(cè)跳閘信號，差動(dòng)判據(jù)動(dòng)作，迅速出口，驅(qū)動(dòng)永跳繼電器，以閉鎖本側(cè)重合閘。
上述步驟a所說的設(shè)定設(shè)備的重合閘延時(shí)大于系統(tǒng)重合閘延時(shí)至少30毫秒；所說的設(shè)備是大機(jī)組或變電設(shè)備。
上述步驟b所說的系統(tǒng)保護(hù)裝置在永久性故障發(fā)生的5-20毫秒即加速動(dòng)作；所說的系統(tǒng)保護(hù)裝置延時(shí)時(shí)間為5毫秒；所說的動(dòng)作信號包括保護(hù)出口、同步狀態(tài)開關(guān)信息；所說的動(dòng)作信號及模擬量采用信息編碼復(fù)用技術(shù)向設(shè)備側(cè)傳送。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是(1)本發(fā)明是基于光纖數(shù)字通道的對側(cè)永久性故障識別方法，對側(cè)傳送過來的開關(guān)量及模擬量，可以判斷出對側(cè)是否合于永久性故障。(2)本發(fā)明可確保大機(jī)組等設(shè)備免受短時(shí)間內(nèi)兩次大電流的沖擊，有效防止大機(jī)組轉(zhuǎn)子扭矩疲勞壽命的過早到期，也可有效防止大電網(wǎng)受到的第二次沖擊。(3)本發(fā)明將對側(cè)保護(hù)重合于故障時(shí)的后加速跳閘信號傳給本側(cè)，本側(cè)通過收到的對側(cè)模擬量及自身模擬量識別另一側(cè)合于故障，進(jìn)而發(fā)出永跳命令，有效地防止了本側(cè)再次重合于永久性故障，可以達(dá)到閉鎖重合閘的目的。(4)采用信息編碼復(fù)用技術(shù)，向?qū)?cè)傳輸模擬量及保護(hù)出口、同步狀態(tài)等開關(guān)信息，不會(huì)影響保護(hù)正常的邏輯及動(dòng)作速度。本發(fā)明利用光纖縱差保護(hù)的通道冗余功能，通過對側(cè)數(shù)據(jù)量及開關(guān)量的傳遞，判斷出永久性故障，使本側(cè)重合閘不再重合，避免了可能的永久性故障對系統(tǒng)的沖擊，有效地保障了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，有效保護(hù)大型機(jī)組等電網(wǎng)設(shè)備的安全。


圖1為本發(fā)明的先合端自適應(yīng)重合閘程序流程圖；圖2為本發(fā)明的后合端自適應(yīng)重合閘程序流程圖；圖3為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
如圖1、圖2、圖3所示，假定實(shí)施例是一個(gè)大機(jī)組1對系統(tǒng)2網(wǎng)絡(luò)，區(qū)內(nèi)故障點(diǎn)f離大機(jī)組很近。發(fā)生故障時(shí)兩側(cè)3、4保護(hù)裝置快速動(dòng)作、切除故障，首先設(shè)定大機(jī)組1的重合閘延時(shí)大于系統(tǒng)2的重合閘延時(shí)，而且大機(jī)組1的重合閘延時(shí)大于系統(tǒng)2重合閘延時(shí)至少30毫秒，如設(shè)定系統(tǒng)2重合閘延時(shí)Tzh2，設(shè)定大機(jī)組1重合閘延時(shí)Tzh1，且設(shè)定Tzh1＝Tzh2+Δt，Δt≥30毫秒。當(dāng)系統(tǒng)2經(jīng)重合閘延時(shí)Tzh2合閘時(shí)，大機(jī)組1還未到重合閘延時(shí)時(shí)間，由于系統(tǒng)2重合于永久性故障，該處保護(hù)在5-20毫秒即加速動(dòng)作，經(jīng)5毫秒延時(shí)將動(dòng)作信號及模擬量傳送于大機(jī)組1側(cè)，動(dòng)作信號包括保護(hù)出口、同步狀態(tài)等開關(guān)信息，以上信息編碼組幀后向?qū)?cè)傳送。另一側(cè)保護(hù)收到對側(cè)跳閘信號且差動(dòng)判據(jù)動(dòng)作，認(rèn)為對側(cè)重合于故障，可迅速出口，驅(qū)動(dòng)永跳繼電器，以閉鎖本側(cè)重合閘，此時(shí)大機(jī)組1還未到重合閘延時(shí)時(shí)間，故不會(huì)重合出口，所以避免了重合于永久性故障，有效地保護(hù)了大機(jī)組免于經(jīng)受短時(shí)間內(nèi)大電流的再次沖擊。
最后所應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.高壓電網(wǎng)永久性故障自適應(yīng)判別方法，其特征在于該方法包括以下步驟a.設(shè)定設(shè)備的重合閘延時(shí)大于系統(tǒng)重合閘延時(shí)；b.如果系統(tǒng)重合于永久性故障，則該處保護(hù)裝置加速動(dòng)作，經(jīng)延時(shí)將動(dòng)作信號及模擬量傳送于設(shè)備側(cè)；c.設(shè)備側(cè)保護(hù)裝置收到對側(cè)跳閘信號，差動(dòng)判據(jù)動(dòng)作，迅速出口，驅(qū)動(dòng)永跳繼電器，以閉鎖本側(cè)重合閘。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的高壓電網(wǎng)永久性故障自適應(yīng)判別方法，其特征在于步驟a所說的設(shè)定設(shè)備的重合閘延時(shí)大于系統(tǒng)重合閘延時(shí)至少30毫秒。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的高壓電網(wǎng)永久性故障自適應(yīng)判別方法，其特征在于步驟a所說的設(shè)備是大機(jī)組或變電設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的高壓電網(wǎng)永久性故障自適應(yīng)判別方法，其特征在于步驟b所說的系統(tǒng)保護(hù)裝置在永久性故障發(fā)生的5-20毫秒即加速動(dòng)作。
5.根據(jù)權(quán)利1所述的高壓電網(wǎng)永久性故障自適應(yīng)判別方法，其特征在于步驟b所說的系統(tǒng)保護(hù)裝置延時(shí)時(shí)間為5毫秒。
6.根據(jù)權(quán)利1所述的高壓電網(wǎng)永久性故障自適應(yīng)判別方法，其特征在于步驟b所說的動(dòng)作信號包括保護(hù)出口、同步狀態(tài)開關(guān)信息。
7.根據(jù)權(quán)利6所述的高壓電網(wǎng)永久性故障自適應(yīng)判別方法，其特征在于步驟b所說的動(dòng)作信號及模擬量采用信息編碼復(fù)用技術(shù)向設(shè)備側(cè)傳送。
全文摘要
本發(fā)明屬于電學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種高壓電網(wǎng)永久性故障自適應(yīng)判別方法。需要解決現(xiàn)有技術(shù)如高壓線路多采用自動(dòng)重合閘自動(dòng)重合一次，但這種無選擇的重合閘會(huì)重合于永久性故障，給繼電保護(hù)產(chǎn)品性能帶來嚴(yán)峻影響，并對系統(tǒng)穩(wěn)定及設(shè)備安全帶來危險(xiǎn)等問題。該方法包括如果系統(tǒng)重合于永久性故障，則該處保護(hù)裝置加速動(dòng)作，經(jīng)延時(shí)將動(dòng)作信號及模擬量傳送于設(shè)備側(cè)，設(shè)備側(cè)保護(hù)裝置收到對側(cè)跳閘信號后，差動(dòng)判據(jù)動(dòng)作，迅速出口，驅(qū)動(dòng)永跳繼電器，以閉鎖本側(cè)重合閘的步驟。該方法避免了可能的永久性故障對系統(tǒng)的沖擊，有效地保障了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，有效地保護(hù)了大型機(jī)組等電網(wǎng)設(shè)備的安全。適用于高壓電網(wǎng)永久性故障的自適應(yīng)識別。
文檔編號G01R31/08GK1712978SQ20041001037
公開日2005年12月28日 申請日期2004年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月25日
發(fā)明者王強(qiáng), 李瑞生, 王爾寒, 胡葉賓, 路光輝, 桑中慶, 雷振峰 申請人:許繼電氣股份有限公司