專利名稱：數(shù)字化變電站中繼電保護(hù)的故障閉鎖方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及屬于電學(xué)領(lǐng)域，涉及一種數(shù)字化變電站中防止繼電保護(hù)誤動(dòng)的繼電保 護(hù)故障檢測(cè)元件閉鎖保護(hù)方法。
背景技術(shù)：
高壓輸電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的可靠性是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的保證。在常規(guī)的 變電站中，為防止保護(hù)裝置發(fā)生軟、硬件故障時(shí)可能引起保護(hù)的誤動(dòng)作，繼電保護(hù)裝置大都 采用啟動(dòng)元件驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)繼電器開放保護(hù)出口回路電源的方法，即通過硬接點(diǎn)閉鎖出口回路 的方法防止保護(hù)誤動(dòng)。專利號(hào)為ZL20031011(^60. 6的中國專利公開了一種繼電保護(hù)故障 檢測(cè)模塊，且公開了相應(yīng)的檢測(cè)系統(tǒng)擾動(dòng)的檢測(cè)方法，但是該專利是基于傳統(tǒng)微機(jī)保護(hù)，在 數(shù)字化變電站中，保護(hù)IED的體系結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，相對(duì)于常規(guī)保護(hù)裝置，IED無交流變換和 AD采樣回路，也取消了繼電器出口回路，但增加了過程層信息處理模塊或插件，用以接收模 擬量信息和交換數(shù)字量信息。在數(shù)字化變電站中，電子互感器取代常規(guī)互感器采集一次回 路電流、電壓量進(jìn)行AD變換為數(shù)字量并傳送給合并器。保護(hù)IED的模擬量信息是來自合并 器的數(shù)字量，跳閘命令通過GOOSE信號(hào)傳給智能單元，智能單元負(fù)責(zé)一次開關(guān)設(shè)備的操作 和位置讀取，通過GOOSE信號(hào)通知IED。因此，常規(guī)的故障檢測(cè)以及閉鎖機(jī)制在數(shù)字化變電 站的保護(hù)IED中失去作用。目前，有個(gè)別廠家在數(shù)字化變電站中借用傳統(tǒng)閉鎖模式，采用在 IED中增加CPU冗余的方法進(jìn)行互檢，即保護(hù)CPU發(fā)出GOOSE跳閘信號(hào)需經(jīng)啟動(dòng)CPU的故 障檢測(cè)信號(hào)開放才能再發(fā)出，但該方法存在以下缺點(diǎn)一是在IED內(nèi)增加硬件成本，導(dǎo)致 許多設(shè)備生產(chǎn)廠家不愿采用；二是閉鎖機(jī)制未在跳間出口的最后一級(jí)(一般指智能單元)把 關(guān)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上跳閘GOOSE數(shù)據(jù)異常而智單元漏檢的情況下可能誤動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于根據(jù)在數(shù)字化變電站的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架和 保護(hù)IED的特點(diǎn)，提出一種低成本且可靠性高的數(shù)字化變電站中繼電保護(hù)的故障閉鎖方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的數(shù)字化變電站中繼電保護(hù)的故障閉鎖方法技術(shù)方案如 下繼電保護(hù)采用多IED分布式故障檢測(cè)元件，綜合多種故障識(shí)別判據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)故障進(jìn) 行有效識(shí)別，采用保護(hù)裝置和智能單元雙重故障閉鎖機(jī)制，保護(hù)裝置上的過程層通信CPU 或通信功能模塊只有在檢測(cè)到保護(hù)CPU的跳閘命令和反映電力系統(tǒng)擾動(dòng)的相關(guān)故障檢測(cè) FD開放命令同時(shí)存在的前提下，才解除GOOSE跳閘閉鎖并轉(zhuǎn)發(fā)GOOSE跳閘信號(hào)給智能單元， 智能單元只有在同時(shí)收到GOOSE跳閘命令和故障檢測(cè)FD開放命令的前提下，才解除閉鎖并 出口跳閘。進(jìn)一步的，所述故障檢測(cè)元件采用或門方式發(fā)出故障檢測(cè)FD開放GOOSE信號(hào)，即 任一故障檢測(cè)元件檢測(cè)到電力系統(tǒng)故障時(shí)，就發(fā)出故障檢測(cè)FD開放GOOSE信號(hào)給相關(guān)保護(hù) 裝置和智能單元。
進(jìn)一步的，所述任一故障檢測(cè)元件檢測(cè)到電力系統(tǒng)故障時(shí)，以組播方式發(fā)出故障 檢測(cè)FD開放GOOSE信號(hào)給相關(guān)保護(hù)裝置和智能單元。進(jìn)一步的，所述分布式設(shè)置的故障檢測(cè)元件是根據(jù)數(shù)字化變電站中的IED的功能 靈活配置。進(jìn)一步的，母線PT測(cè)控裝置IED配置電壓故障特征的檢測(cè)元件，出線間隔IED配 置電流故障特征的檢測(cè)元件。進(jìn)一步的，所述電壓故障特征檢測(cè)元件包括電壓變化量檢測(cè)元件、零序電壓變化 量檢測(cè)元件、零序電壓檢測(cè)元件、負(fù)序電壓檢測(cè)元件以相或相間低電壓檢測(cè)元件；所述電流 故障特征檢測(cè)元件包括電流變化量檢測(cè)元件、零序過流檢測(cè)元件、負(fù)序過流檢測(cè)元件。進(jìn)一步的，所述保護(hù)CPU的跳閘命令和故障檢測(cè)FD開放命令同時(shí)存在是指兩個(gè)命 令出現(xiàn)時(shí)刻或其變?yōu)橛行r(shí)刻的間隔時(shí)間在100 ms以內(nèi)。進(jìn)一步的，所述智能單元只有在同時(shí)收到GOOSE跳閘命令和故障檢測(cè)FD開放命令 的前提下，才解除閉鎖并出口跳閘中的同時(shí)是指兩個(gè)命令間隔時(shí)間在100 ms以內(nèi)。本發(fā)明的數(shù)字化變電站中繼電保護(hù)的故障閉鎖方法在網(wǎng)絡(luò)信息共享的基礎(chǔ)上，采 用多IED檢測(cè)元件，綜合多種故障識(shí)別判據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)故障進(jìn)行有效地識(shí)別，利用GOOSE信 息閉鎖機(jī)制，防止保護(hù)IED (即保護(hù)裝置)異常引起誤動(dòng)，從而提高電力系統(tǒng)的可靠性。其中 故障檢測(cè)為多IED分布式檢測(cè)，完全保持硬件和軟件上的獨(dú)立性；故障檢測(cè)的冗余設(shè)計(jì)不 但為多種檢測(cè)原理的冗余，而且為多個(gè)IED參與的完全硬件層次冗余，故障檢測(cè)元件共同 作用，互相配合，極大提高了故障檢測(cè)元件應(yīng)用的靈活性，系統(tǒng)的可靠性高；故障檢測(cè)IED 雖為分布式，但可借助現(xiàn)有數(shù)字化變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對(duì)IED安裝、系統(tǒng)架構(gòu)和通信模式不需 改變，完全兼容，工程實(shí)用性很強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)簡單方便；雙模式GOOSE閉鎖機(jī)制的安全性極高。


圖1是PT測(cè)控IED故障檢測(cè)邏輯框圖； 圖2是間隔保護(hù)測(cè)控IED故障檢測(cè)邏輯框圖； 圖3是雙重故障閉鎖機(jī)制的原理圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的數(shù)字化變電站中繼電保護(hù)的故障閉鎖方法是在網(wǎng)絡(luò)信息共享的基礎(chǔ)上， 采用分布式設(shè)置的多保護(hù)裝置IED檢測(cè)元件，綜合多種故障識(shí)別判據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)故障檢修 有效識(shí)別，采用保護(hù)裝置和智能單元雙重故障閉鎖機(jī)制，保護(hù)裝置上的過程層通信CPU只 有在保護(hù)CPU的跳閘命令和故障檢測(cè)FD (Fault Detect)開放命令同時(shí)(指兩個(gè)命令出現(xiàn) 時(shí)刻或其變?yōu)橛行r(shí)刻的間隔時(shí)間在100 ms以內(nèi)，考慮到電力系統(tǒng)故障的相關(guān)性和相關(guān)命 令在不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中傳輸?shù)难訒r(shí)和失效重發(fā)機(jī)制等因素，具體應(yīng)用中100 ms的門檻可能會(huì) 有調(diào)整)。存在的前提下，才解除GOOSE跳閘閉鎖并轉(zhuǎn)發(fā)GOOSE跳閘信號(hào)給智能單元，智能 單元只有在同時(shí)(指兩個(gè)命令間隔時(shí)間在100 ms以內(nèi))收到GOOSE跳閘命令和故障檢測(cè)FD 開放命令的前提下，才解除閉鎖并出口跳閘，防止保護(hù)裝置IED異常引起保護(hù)誤動(dòng)，從而提 高電力系統(tǒng)的可靠性。一、故障檢測(cè)元件的設(shè)置故障檢測(cè)元件功能需由獨(dú)立于被閉鎖保護(hù)的不同硬件來實(shí)現(xiàn)，以防止保護(hù)插件遇到強(qiáng) 干擾或發(fā)生軟、硬件故障時(shí)，發(fā)生誤動(dòng)。在數(shù)字化變電站中，可完全利用原有的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng) 絡(luò)構(gòu)架和各IED智能裝置實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)和閉鎖方案，即不需增加新IED設(shè)備，不需改變?cè)?網(wǎng)絡(luò)連接方式，不需對(duì)IED設(shè)備進(jìn)行修改，只需各IED在基于網(wǎng)絡(luò)信息共享基礎(chǔ)上，在其原 有功能上增加故障特征識(shí)別元件即可，如電壓變化量、零(負(fù))序電壓、電流變化量和零(負(fù)) 序電流等檢測(cè)元件，當(dāng)其識(shí)別到電力系統(tǒng)故障時(shí)，以GOOSE形式給出相應(yīng)的故障檢測(cè)開放 標(biāo)志，用于解除其它保護(hù)IED的GOOSE跳閘閉鎖和智能單元的閉鎖。
PT測(cè)控IED在完成PT測(cè)控基礎(chǔ)上可增加電壓故障特征監(jiān)測(cè)元件，如電壓變化量 檢測(cè)元件、零序電壓變化量檢測(cè)元件、零序電壓檢測(cè)元件、負(fù)序電壓檢測(cè)元件以及相或相間 低電壓檢測(cè)元件等。如圖1所示，具體描述如下 ①電壓變化量檢測(cè)元件(Δυφ)
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字化變電站中繼電保護(hù)的故障閉鎖方法，其特征在于，繼電保護(hù)采用多IED 分布式故障檢測(cè)元件，綜合多種故障識(shí)別判據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)故障進(jìn)行有效識(shí)別，采用保護(hù)裝 置和智能單元雙重故障閉鎖機(jī)制，保護(hù)裝置上的過程層通信CPU或通信功能模塊只有在檢 測(cè)到保護(hù)CPU的跳閘命令和反映電力系統(tǒng)擾動(dòng)的相關(guān)故障檢測(cè)FD開放命令同時(shí)存在的前 提下，才解除GOOSE跳閘閉鎖并轉(zhuǎn)發(fā)GOOSE跳閘信號(hào)給智能單元，智能單元只有在同時(shí)收到 GOOSE跳閘命令和故障檢測(cè)FD開放命令的前提下，才解除閉鎖并出口跳閘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化變電站中繼電保護(hù)的故障閉鎖方法，其特征在于所 述故障檢測(cè)元件采用或門方式發(fā)出故障檢測(cè)FD開放GOOSE信號(hào)，即任一故障檢測(cè)元件檢測(cè) 到電力系統(tǒng)故障時(shí)，就發(fā)出故障檢測(cè)FD開放GOOSE信號(hào)給相關(guān)保護(hù)裝置和智能單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字化變電站中繼電保護(hù)的故障閉鎖方法，其特征在于所 述任一故障檢測(cè)元件檢測(cè)到電力系統(tǒng)故障時(shí)，以組播方式發(fā)出故障檢測(cè)FD開放GOOSE信號(hào) 給相關(guān)保護(hù)裝置和智能單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化變電站中繼電保護(hù)的故障閉鎖方法，其特征在于所 述分布式設(shè)置的故障檢測(cè)元件是根據(jù)數(shù)字化變電站中的IED的功能靈活配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字化變電站中繼電保護(hù)的故障閉鎖方法，其特征在于母 線PT測(cè)控裝置IED配置電壓故障特征的檢測(cè)元件，出線間隔IED配置電流故障特征的檢測(cè) 元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字化變電站中繼電保護(hù)的故障閉鎖方法，其特征在于所 述電壓故障特征檢測(cè)元件包括電壓變化量檢測(cè)元件、零序電壓變化量檢測(cè)元件、零序電壓 檢測(cè)元件、負(fù)序電壓檢測(cè)元件以相或相間低電壓檢測(cè)元件；所述電流故障特征檢測(cè)元件包 括電流變化量檢測(cè)元件、零序過流檢測(cè)元件、負(fù)序過流檢測(cè)元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的數(shù)字化變電站中繼電保護(hù)的故障閉鎖方法，其特 征在于所述保護(hù)CPU的跳閘命令和故障檢測(cè)FD開放命令同時(shí)存在是指兩個(gè)命令出現(xiàn)時(shí)刻 或其變?yōu)橛行r(shí)刻的間隔時(shí)間在100 ms以內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字化變電站中繼電保護(hù)的故障閉鎖方法，其特征在于所 述智能單元只有在同時(shí)收到GOOSE跳閘命令和故障檢測(cè)FD開放命令的前提下，才解除閉鎖 并出口跳閘中的同時(shí)是指兩個(gè)命令間隔時(shí)間在100 ms以內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)字化變電站中繼電保護(hù)的故障閉鎖方法，繼電保護(hù)采用多IED分布式故障檢測(cè)元件，綜合多種故障識(shí)別判據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)故障進(jìn)行有效識(shí)別，采用保護(hù)裝置和智能單元雙重故障閉鎖機(jī)制，保護(hù)裝置上的過程層通信CPU只有在保護(hù)CPU的跳閘命令和故障檢測(cè)FD開放命令同時(shí)存在的前提下，才解除GOOSE跳閘閉鎖并轉(zhuǎn)發(fā)GOOSE跳閘信號(hào)給智能單元，智能單元只有在同時(shí)收到GOOSE跳閘命令和FD開放命令的前提下，才解除閉鎖并出口跳閘；本發(fā)明在網(wǎng)絡(luò)信息共享的基礎(chǔ)上，采用多IED檢測(cè)元件，綜合多種故障識(shí)別判據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)故障進(jìn)行有效地識(shí)別，利用GOOSE信息閉鎖機(jī)制，防止保護(hù)IED異常引起誤動(dòng)，從而提高電力系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號(hào)H02H7/22GK102064613SQ20111000690
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日
發(fā)明者劉躍新, 封耀東, 易永輝, 杜劍波, 楊紅旗, 梁經(jīng)宛, 江波, 熊浩清, 牛元立, 王來軍, 賀要鋒, 路光輝 申請(qǐng)人:河南省電力公司, 許昌許繼軟件技術(shù)有限公司, 許繼電氣股份有限公司, 許繼集團(tuán)有限公司