專利名稱：一種利用電網(wǎng)廣域信息的開關(guān)失靈保護(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)和自動化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用電網(wǎng)廣域信息的開關(guān)失靈保護(hù)方法。
背景技術(shù)：
斷路器(開關(guān))失靈保護(hù)是指輸電線路、變壓器、母線等主要電氣設(shè)備發(fā)生故障， 故障電氣設(shè)備的繼電保護(hù)動作發(fā)出跳閘命令而斷路器拒動時(shí)，稱之為斷路器失靈。利用故障設(shè)備的保護(hù)動作信息與拒動斷路器的電流信息構(gòu)成對斷路器失靈的判別，能夠以較短的時(shí)限切除其他有關(guān)的斷路器，使停電范圍限制在最小，從而保證整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，避免造成發(fā)電機(jī)、變壓器等故障元件的嚴(yán)重?zé)龘p和電網(wǎng)的崩潰瓦解事故。為有效防止斷路器失靈對電網(wǎng)造成的嚴(yán)重后果，必須裝設(shè)斷路器失靈保護(hù)?！独^電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定220kV及以上電網(wǎng)中，以及IlOkV電網(wǎng)的個別重要系統(tǒng)，應(yīng)按規(guī)定設(shè)置斷路器失靈保護(hù)。目前國內(nèi)有些220kV變電站，只配置一套開關(guān)失靈保護(hù)，可靠性不足。在開關(guān)失靈后，如果再發(fā)生失靈保護(hù)裝置拒動，則只能依賴失靈開關(guān)所在母線的所有開關(guān)對側(cè)的距離 II段切除故障，切除時(shí)間比較長，可能引起較大范圍的電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故。因此有必要利用廣域網(wǎng)絡(luò)信息對斷路器失靈保護(hù)給予考慮，并形成失靈拒動的后備保護(hù)策略。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種可以利用廣域信息的開關(guān)失靈保護(hù)方法，以快速切除開關(guān)失靈后的故障。本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案。一種利用電網(wǎng)廣域信息的開關(guān)失靈保護(hù)方法，其特征在于，所述開關(guān)失靈保護(hù)方法包括以下步驟(1)采集線路兩側(cè)電流，利用線路兩側(cè)電流進(jìn)行線路差動保護(hù)計(jì)算，當(dāng)滿足差動保護(hù)動作條件時(shí)，識別出發(fā)生線路故障，差動保護(hù)動作；(2)如果差動保護(hù)持續(xù)第一預(yù)定時(shí)間不返回，并且差動保護(hù)對應(yīng)的開關(guān)有電流流過，則判斷該開關(guān)失靈，啟動開關(guān)失靈保護(hù)；(3)開關(guān)失靈保護(hù)啟動后，發(fā)跳閘命令給所述失靈開關(guān)；(4)如果所述失靈開關(guān)仍然不能跳閘，將所述失靈開關(guān)所在母線的所有開關(guān)以及失靈開關(guān)所在線路對側(cè)的開關(guān)作為失靈開關(guān)區(qū)域差動開關(guān)集合；計(jì)算所述區(qū)域差動開關(guān)集合的區(qū)域差動電流，若區(qū)域差動電流大于設(shè)定的區(qū)域差動動作定值，并且持續(xù)滿足，在第二預(yù)定時(shí)間內(nèi)不返回，則確認(rèn)所述失靈開關(guān)失靈；(5)所述失靈開關(guān)所在母線的所有開關(guān)以及線路對側(cè)開關(guān)作為切除范圍開關(guān)集合，計(jì)算所述切除范圍開關(guān)集合內(nèi)各開關(guān)處的阻抗判斷是否位于相應(yīng)開關(guān)所處線路保護(hù)距離三段范圍內(nèi)或者通過各開關(guān)相對應(yīng)的零序方向元件判斷是否滿足動作條件，若處于線路保護(hù)距離三段范圍內(nèi)或者滿足零序方向元件判據(jù)則跳開切除范圍開關(guān)集合內(nèi)的開關(guān)，并閉鎖切除范圍開關(guān)集合內(nèi)的開關(guān)的重合閘。對于母線發(fā)生故障，而與母線相連的開關(guān)失靈，本發(fā)明公開的利用電網(wǎng)廣域信息的開關(guān)失靈保護(hù)方法具體采用以下步驟一種利用電網(wǎng)廣域信息的開關(guān)失靈保護(hù)方法，其特征在于，所述開關(guān)失靈保護(hù)方法包括以下步驟(1)采集母線各側(cè)開關(guān)電流，利用母線各側(cè)電流進(jìn)行母線差動保護(hù)計(jì)算，當(dāng)滿足母線差動保護(hù)動作條件時(shí)，識別出母線發(fā)生故障，差動保護(hù)動作；(2)如果所述差動保護(hù)持續(xù)第一預(yù)定時(shí)間不返回，并且差動保護(hù)對應(yīng)的開關(guān)有電流流過，則判斷該開關(guān)失靈，啟動開關(guān)失靈保護(hù)；(3)開關(guān)失靈保護(hù)啟動后，發(fā)跳閘命令給所述失靈開關(guān)；(4)如果所述失靈開關(guān)仍然不能跳閘，將所述失靈開關(guān)所在母線的所有開關(guān)以及失靈開關(guān)所在線路對側(cè)的開關(guān)作為失靈開關(guān)區(qū)域差動開關(guān)集合；計(jì)算所述區(qū)域差動開關(guān)集合的區(qū)域差動電流，若區(qū)域差動電流大于設(shè)定的區(qū)域差動動作定值，并且持續(xù)滿足，在第二預(yù)定時(shí)間內(nèi)不返回，則確認(rèn)所述失靈開關(guān)失靈；(5)所述失靈開關(guān)所在母線的所有開關(guān)以及線路對側(cè)開關(guān)作為切除范圍開關(guān)集合，計(jì)算所述切除范圍開關(guān)集合內(nèi)各開關(guān)處的阻抗判斷是否位于相應(yīng)開關(guān)所處線路保護(hù)距離三段范圍內(nèi)或者通過各開關(guān)相對應(yīng)的零序方向元件判斷是否滿足動作條件，若處于線路保護(hù)距離三段范圍內(nèi)或者滿足零序方向元件判據(jù)則跳開切除范圍開關(guān)集合內(nèi)的開關(guān)，并閉鎖切除范圍開關(guān)集合內(nèi)的開關(guān)的重合閘。本發(fā)明利用故障元件電流差動和開關(guān)有流來啟動開關(guān)失靈，并利用區(qū)域電流差動確認(rèn)開關(guān)失靈，具有很高的可靠性和安全性，可以快速切除開關(guān)失靈后的故障，提高了電力系統(tǒng)輸電線路的安全性和可靠性。


圖1、利用廣域信息的開關(guān)失靈保護(hù)示意圖；圖2、開關(guān)失靈保護(hù)區(qū)域電流差動保護(hù)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本發(fā)明公開的利用電網(wǎng)廣域信息的開關(guān)失靈保護(hù)方法首先利用線路或者母線的差流持續(xù)不返回且開關(guān)有電流來啟動開關(guān)失靈，啟動后發(fā)跳間命令給失靈開關(guān)，然后把失靈開關(guān)所在母線的所有開關(guān)和失靈開關(guān)所在線路對側(cè)開關(guān)作為失靈后的區(qū)域差動開關(guān)集合，計(jì)算失靈開關(guān)集合的區(qū)域差動電流，若區(qū)域差動電流持續(xù)動作不返回，則確認(rèn)開關(guān)失靈。失靈開關(guān)所在母線的所有開關(guān)以及線路對側(cè)開關(guān)作為切除范圍開關(guān)集合，若切除開關(guān)滿足距離三段和零序方向元件動作條件，則發(fā)跳閘命令切除失靈開關(guān)集合的開關(guān)，并閉鎖相應(yīng)開關(guān)的重合閘。如圖1和圖2所示為利用廣域信息的開關(guān)失靈保護(hù)示意圖。在變電站1、2、3安裝采集單元，采集母線電壓、線路電流等信息，在變電站1、2、3安裝控制單元，控制變電站內(nèi)的開關(guān)跳閘，采集單元和控制單元通過2M專用網(wǎng)絡(luò)通道與保護(hù)主站進(jìn)行通信，在保護(hù)主站根據(jù)子站上送的信息進(jìn)行失靈保護(hù)決策，并把決策命令通過網(wǎng)絡(luò)下發(fā)給控制單元實(shí)現(xiàn)對開關(guān)的跳閘控制。參照附圖1和附圖2，通過以下實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1、當(dāng)線路故障時(shí)，Ll故障，QFl失靈。本發(fā)明的利用廣域信息的開關(guān)失靈保護(hù)方法包括以下步驟1)采集Ll線路的CTl和CT5的電流，并進(jìn)行差動計(jì)算，當(dāng)滿足線路差動保護(hù)條件時(shí)，線路差動保護(hù)動作；2)如果差動保護(hù)不返回且CTl持續(xù)有流0. 15S后，則判斷QFl開關(guān)失靈，啟動QFl 開關(guān)失靈保護(hù)；3)開關(guān)失靈保護(hù)啟動后，發(fā)跳閘命令到QFl ；4)如果QFl仍然不能跳閘，將QF2、QF3、QF4和QF5作為QFl失靈的區(qū)域差動開關(guān)集合；計(jì)算CT2、CT3、CT4和CT5的區(qū)域差動電流，若區(qū)域差動電流大于設(shè)定的區(qū)域差動動作定值，并且在0. 25S內(nèi)持續(xù)滿足動作不返回，確認(rèn)QFl失靈；5) QFl失靈開關(guān)所在母線的開關(guān)QF2、QF3、QF4和線路開關(guān)對側(cè)的QF5、QF6、QF7作為切除范圍開關(guān)集合。直接跳開母聯(lián)QF4開關(guān)，計(jì)算QF2、QF6、QF3、QF7、QF5處的距離三段或零序方向若滿足動作條件則跳開開關(guān)QF2、QF6、QF3、QF7、QF5，切除故障，并閉鎖重合閘功能。實(shí)施例2、當(dāng)母線Bl故障，QFl失靈。本發(fā)明的利用廣域信息的開關(guān)失靈保護(hù)方法包括以下步驟1)采集Bl母線的CT1、CT2、CT3、CT4的電流進(jìn)行差動計(jì)算，當(dāng)滿足母線差動保護(hù)動作條件時(shí)，母線差動保護(hù)動作；2)若母線差動保護(hù)不返回且CTl持續(xù)有流0. 15S后，判斷QF1，啟動QFl開關(guān)失靈保護(hù)；3)開關(guān)失靈保護(hù)啟動后，并發(fā)跳閘命令到QFl ；4)如果QFl仍然不能跳閘，將QF2、QF3、QF4和QF5作為QFl失靈的區(qū)域差動開關(guān)集合；計(jì)算CT2、CT3、CT4和CT5的區(qū)域差動電流，若區(qū)域差動電流大于設(shè)定的區(qū)域差動動作定值，并且在0. 25S內(nèi)持續(xù)滿足動作不返回，確認(rèn)QFl失靈；5) QFl失靈開關(guān)所在母線的開關(guān)QF2、QF3、QF4和線路開關(guān)對側(cè)的QF5、QF6、QF7作為切除范圍開關(guān)集合。直接跳開母聯(lián)QF4開關(guān)，計(jì)算QF2、QF6、QF3、QF7、QF5處的距離三段或零序方向若滿足動作條件則跳開開關(guān)QF2、QF6、QF3、QF7、QF5，切除故障，并閉鎖重合閘功能。以上給出的實(shí)施例用以說明本發(fā)明和它的實(shí)際應(yīng)用，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何一個本專業(yè)的技術(shù)人員在不偏離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)，依據(jù)以上技術(shù)和方法作一定的修飾和變更當(dāng)視為等同變化的等效實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種利用電網(wǎng)廣域信息的開關(guān)失靈保護(hù)方法，其特征在于，所述開關(guān)失靈保護(hù)方法包括以下步驟(1)采集線路兩側(cè)電流，利用線路兩側(cè)電流進(jìn)行線路差動保護(hù)計(jì)算，當(dāng)滿足差動保護(hù)動作條件時(shí)，識別出發(fā)生線路故障，線路差動保護(hù)動作；(2)如果線路差動保護(hù)持續(xù)第一預(yù)定時(shí)間不返回，并且線路差動保護(hù)對應(yīng)的開關(guān)有電流流過，則判斷該開關(guān)失靈，啟動開關(guān)失靈保護(hù)；(3)開關(guān)失靈保護(hù)啟動后，發(fā)跳閘命令給所述失靈開關(guān)；(4)如果所述失靈開關(guān)仍然不能跳閘，將所述失靈開關(guān)所在母線的所有開關(guān)以及失靈開關(guān)所在線路對側(cè)的開關(guān)作為失靈開關(guān)區(qū)域差動開關(guān)集合；計(jì)算所述區(qū)域差動開關(guān)集合的區(qū)域差動電流，若區(qū)域差動電流大于設(shè)定的區(qū)域差動動作定值，并且持續(xù)滿足，在第二預(yù)定時(shí)間內(nèi)不返回，則確認(rèn)所述失靈開關(guān)失靈；(5)將所述失靈開關(guān)所在母線的所有開關(guān)以及線路對側(cè)開關(guān)作為切除范圍開關(guān)集合， 計(jì)算所述切除范圍開關(guān)集合內(nèi)各開關(guān)處的阻抗判斷所述切除范圍開關(guān)集合內(nèi)各開關(guān)是否位于相應(yīng)開關(guān)所處線路保護(hù)距離三段范圍內(nèi)或者通過各開關(guān)相對應(yīng)的零序方向元件判斷是否滿足動作條件，若處于線路保護(hù)距離三段范圍內(nèi)或者滿足零序方向元件判據(jù)則跳開切除范圍開關(guān)集合內(nèi)的開關(guān)，并閉鎖切除范圍開關(guān)集合內(nèi)的開關(guān)的重合閘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)失靈保護(hù)方法，其特征在于在所述步驟O)中，所述第一預(yù)定時(shí)間優(yōu)選為0. 15s。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)失靈保護(hù)方法，其特征在于在所述步驟中所述第二預(yù)定時(shí)間優(yōu)選為0.25s。
4.一種利用電網(wǎng)廣域信息的開關(guān)失靈保護(hù)方法，其特征在于，所述開關(guān)失靈保護(hù)方法包括以下步驟(1)采集母線各側(cè)開關(guān)電流，利用母線各側(cè)電流進(jìn)行母線差動保護(hù)計(jì)算，當(dāng)滿足母線差動保護(hù)動作條件時(shí)，識別出母線發(fā)生故障，差動保護(hù)動作；(2)如果所述差動保護(hù)持續(xù)第一預(yù)定時(shí)間不返回，并且差動保護(hù)對應(yīng)的開關(guān)有電流流過，則判斷該開關(guān)失靈，啟動開關(guān)失靈保護(hù)；(3)開關(guān)失靈保護(hù)啟動后，發(fā)跳閘命令給所述失靈開關(guān)；(4)如果所述失靈開關(guān)仍然不能跳閘，將所述失靈開關(guān)所在母線的所有開關(guān)以及失靈開關(guān)所在線路對側(cè)的開關(guān)作為失靈開關(guān)區(qū)域差動開關(guān)集合；計(jì)算所述區(qū)域差動開關(guān)集合的區(qū)域差動電流，若區(qū)域差動電流大于設(shè)定的區(qū)域差動動作定值，并且持續(xù)滿足，在第二預(yù)定時(shí)間內(nèi)不返回，則確認(rèn)所述失靈開關(guān)失靈；(5)將所述失靈開關(guān)所在母線的所有開關(guān)以及線路對側(cè)開關(guān)作為切除范圍開關(guān)集合， 計(jì)算所述切除范圍開關(guān)集合內(nèi)各開關(guān)處的阻抗判斷是否位于相應(yīng)開關(guān)所處線路保護(hù)距離三段范圍內(nèi)或者通過各開關(guān)相對應(yīng)的零序方向元件判斷是否滿足動作條件，若處于線路保護(hù)距離三段范圍內(nèi)或者滿足零序方向元件判據(jù)則跳開切除范圍開關(guān)集合內(nèi)的開關(guān)，并閉鎖切除范圍開關(guān)集合內(nèi)的開關(guān)的重合閘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)失靈保護(hù)方法，其特征在于在所述步驟O)中，所述第一預(yù)定時(shí)間優(yōu)選為0. 15s。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)失靈保護(hù)方法，其特征在于在所述步驟中所述第二預(yù)定時(shí)間優(yōu)選為0.25s。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用電網(wǎng)廣域信息的開關(guān)失靈保護(hù)方法，該方法首先利用線路或者母線的差流持續(xù)不返回且開關(guān)有電流來啟動開關(guān)失靈，啟動后發(fā)跳閘命令給失靈開關(guān)，然后把失靈開關(guān)所在母線的所有開關(guān)和失靈開關(guān)所在線路對側(cè)開關(guān)作為失靈后的區(qū)域差動開關(guān)集合，計(jì)算區(qū)域差動開關(guān)集合的區(qū)域差動電流，若區(qū)域差動電流持續(xù)動作不返回，則確認(rèn)開關(guān)失靈。失靈開關(guān)所在母線的所有開關(guān)以及線路對側(cè)開關(guān)作為切除范圍開關(guān)集合，計(jì)算切除范圍開關(guān)的距離三段和零序方向，若滿足動作條件，則切除開關(guān)并閉鎖相應(yīng)開關(guān)的重合閘。本發(fā)明可以作為傳統(tǒng)開關(guān)失靈保護(hù)的后備保護(hù)，可以在開關(guān)失靈后快速切除故障，提高了電力系統(tǒng)輸電線路的安全性和可靠性。
文檔編號H02H7/26GK102496916SQ20111039049
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者丁曉兵, 周紅陽, 姚斌, 時(shí)伯年, 秦紅霞, 趙曼勇, 陳朝暉 申請人:中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司, 北京四方繼保自動化股份有限公司