一種基于智能變電站低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)技術(shù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于智能變電站低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)技術(shù)，包括以下步驟：1)配置低壓側(cè)出線保護(hù)，在出線故障時，輸出接點閉鎖相應(yīng)的變壓器低壓側(cè)和分段的加速跳閘保護(hù)；在判斷到失靈的情況下收回閉鎖信號；2)配置分段保護(hù)，在分段保護(hù)的相過流元件起動后立即輸出閉鎖信號，即閉鎖變低側(cè)的主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)，過流元件返回時立即收回閉鎖信號；3)配置主變保護(hù)，裝置通過GOOSE引入分段斷路器及所聯(lián)接段母線下的所有間隔的閉鎖信號。本發(fā)明具有靈活的通訊方式，可選配多個以太網(wǎng)接口和多個獨立的RS-485通信接口；裝置采用標(biāo)準(zhǔn)4U整層或半層標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，所有插件為4U插件，預(yù)留備用插件。
【專利說明】一種基于智能變電站低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)技術(shù)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于智能變電站低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力系統(tǒng)中，35/10kV及以下電壓等級的母線由于沒有穩(wěn)定問題，一般也未裝設(shè)專用母線保護(hù)保護(hù)。但由于配電變電站的35/10kV系統(tǒng)饋線多、操作頻繁，開關(guān)柜故障時有發(fā)生。變電站低壓開關(guān)柜故障通常分為接地故障與相間故障兩種。按照《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》的要求“對發(fā)電廠和主要變電所的3kV?IOkV分段路線及并列運行的雙母線，一般可由發(fā)電機(jī)及變壓器后備保護(hù)實現(xiàn)對母線的保護(hù)”；同時考慮到35/10kV母線保護(hù)AD采樣及跳閘接口過多、成本高，在工程實際中不對35/10kV電壓等級配置單獨的母線保護(hù)，通過變壓器低壓側(cè)后備保護(hù)切斷35/10kV母線短路故障。發(fā)生在母線短路故障時，故障不能被快速切除，只能等到主變過流后備保護(hù)動作。而主變后備保護(hù)帶兩段或三段時限，用第一時限斷開低壓側(cè)分段斷路器，縮小故障影響范圍；用第二時限斷開本側(cè)斷路器；用第三時限斷開各側(cè)斷路器。斷開分段斷路器的時限在0.5?ls，斷開本側(cè)斷路器的時限在I?1.5s,斷開各側(cè)斷路器的時限大于2s。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)母線故障時，限時電流速斷保護(hù)動作，最快Is左右切除故障；當(dāng)?shù)蛪簜?cè)出線開關(guān)主保護(hù)拒動/斷路器失靈后，主變后備保護(hù)經(jīng)過1.5s,甚至2s才能切除故障,保護(hù)動作的速動性是不夠的。運維單位也迫切希望能夠在現(xiàn)有的條件下，不增加大量投資實現(xiàn)保護(hù)性能的提高。本發(fā)明針對智能變電站低壓側(cè)母線故障或出線斷路器失靈，提出了智能變電站低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)的技術(shù)方案。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種基于智能變電站低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)技術(shù)，該方法于智能變電站的低壓側(cè)保護(hù)裝置間的GOOSE通信機(jī)制，在已有變壓器保護(hù)裝置及分段保護(hù)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化完善功能配置，研制出性能穩(wěn)定可靠、基于統(tǒng)一硬件平臺、功能先進(jìn)完善的低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)，實現(xiàn)當(dāng)主變低壓側(cè)發(fā)生故障時，加速動作啟動保護(hù)出口跳閘，快速有效地切除故障。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種基于智能變電站低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)技術(shù)，包括以下步驟:
[0006]I)配置低壓側(cè)出線保護(hù)，在出線故障時，輸出接點閉鎖相應(yīng)的變壓器低壓側(cè)和分段的加速跳閘保護(hù)；在判斷到失靈的情況下收回閉鎖信號；
[0007]2)配置分段保護(hù)，在分段保護(hù)的相過流元件起動后立即輸出閉鎖信號，即閉鎖變低側(cè)的主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)，過流元件返回時立即收回閉鎖信號；
[0008]3)配置主變保護(hù)，裝置通過GOOSE引入分段斷路器及所聯(lián)接段母線下的所有間隔的閉鎖信號。
[0009]所述步驟⑴中，其具體方法為:發(fā)在出線故障時，輸出接點閉鎖相應(yīng)的變壓器低壓側(cè)和分段的加速跳閘保護(hù)；在判斷到失靈的情況下收回閉鎖信號，當(dāng)任一段過流保護(hù)啟動時，瞬時驅(qū)動獨立的出口繼電器，用于閉鎖主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)；保護(hù)動作切除故障后，閉鎖元件瞬時返回；保護(hù)動作后Ams仍有故障電流則判為線路失靈，閉鎖元件立即返回，其中A≥400。
[0010]所述步驟(2)，其具體方法為:在分段保護(hù)的相過流元件起動后立即輸出閉鎖信號，過流元件返回時立即收回閉鎖信號；分段開關(guān)在分位時不輸出閉鎖信號；當(dāng)分段保護(hù)跳閘動作后仍有故障電流則判為分段開關(guān)失靈，閉鎖元件立即返回，由主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)切除故障；裝置通過GOOSE引入兩段母線下的所有間隔的閉鎖信號。
[0011]所述步驟(3)，其具體方法為:裝置通過GOOSE引入分段斷路器及所聯(lián)接段母線下的所有間隔的閉鎖信號，能夠滿足接入30個間隔，含小電源接入；變壓器低壓側(cè)斷路器失靈和發(fā)生死區(qū)故障時，在主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)跳低壓側(cè)斷路器，故障電流不消失，經(jīng)延時跳主變稿壓側(cè)斷路器。
[0012]本發(fā)明的有益效果為:
[0013]1.設(shè)計具備加速跳閘保護(hù)的智能變電站分段保護(hù)和主變保護(hù)裝置，對低壓間隔保護(hù)提出保護(hù)配置要求；保護(hù)裝置硬件平臺全面支持新一代數(shù)字化變電站應(yīng)用，同時兼容常規(guī)變電站應(yīng)用；
[0014]2.采用全密封金屬機(jī)箱，強(qiáng)弱電嚴(yán)格分開，裝置的抗干擾能力強(qiáng)；采用了高性能的CPU和DSP、內(nèi)部高速可靠通信總線，硬件板卡采用模塊化設(shè)計，硬件板卡種類少，靈活可配置，具有通用、易于擴(kuò)展、易于維護(hù)的特點；主變保護(hù)采用雙重化設(shè)計，具有雙重化的采樣回路和完全獨立的啟動和保護(hù)DSP，有效保證裝置動作的可靠性；
[0015]3.具有靈活的通訊方式，可選配多個以太網(wǎng)接口和多個獨立的RS-485通信接口；裝置采用標(biāo)準(zhǔn)4U整層或半層標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，所有插件為4U插件，預(yù)留備用插件。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明主變低壓側(cè)的加速跳閘保護(hù)邏輯框圖；
[0017]圖2為本發(fā)明低壓側(cè)分段的加速跳閘保護(hù)邏輯框圖；
[0018]圖3為本發(fā)明實施例低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)系統(tǒng)接線圖。
[0019]其中，N為輸入源為小電源出線數(shù)量，可整定。
【具體實施方式】:
[0020]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0021]如圖1、2所示，智能變電站主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)不設(shè)置獨立的裝置，優(yōu)化完善國內(nèi)現(xiàn)階段相關(guān)保護(hù)裝置配置來實現(xiàn)。是由嵌入在變壓器后備保護(hù)和母聯(lián)(分段)裝置中的邏輯動作元件，以及嵌入在母聯(lián)(分段)和出線(包括線路、站用變、接地變、電容器、電抗器等)保護(hù)裝置中的閉鎖元件組成。當(dāng)?shù)蛪撼鼍€側(cè)發(fā)生故障時，相關(guān)出線保護(hù)發(fā)出閉鎖信號，閉鎖低后備加速跳閘保護(hù)，保護(hù)不動作；如線路低壓側(cè)出線發(fā)生保護(hù)拒動、斷路器失靈時，相關(guān)出線保護(hù)收回閉鎖信號，低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)啟動，加速跳閘動作；母線區(qū)內(nèi)故障時，相關(guān)保護(hù)不發(fā)出閉鎖信號，低后備加速跳閘保護(hù)快速動作。低壓側(cè)如果有小電源，母線區(qū)內(nèi)故障，收到小電源線路保護(hù)的閉鎖信號時，低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)經(jīng)延時先跳開低壓側(cè)小電源線路，防止保護(hù)誤動作。[0022]各相關(guān)保護(hù)裝置配置要求如下:
[0023]I)低壓側(cè)出線保護(hù)配置要求
[0024]對于實現(xiàn)本線路保護(hù)裝置，要求能夠滿足:在出線故障時，輸出接點閉鎖相應(yīng)的變壓器低壓側(cè)和母聯(lián)(分段)的加速跳閘保護(hù)；在判斷到失靈的情況下收回閉鎖信號。當(dāng)任一段過流保護(hù)啟動時，瞬時驅(qū)動獨立的出口繼電器，用于閉鎖主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)。保護(hù)動作切除故障后，閉鎖元件瞬時返回。保護(hù)動作后500ms仍有故障電流則判為線路失靈，閉鎖元件立即返回。
[0025]2)母聯(lián)(分段)保護(hù)配置要求
[0026]對于實現(xiàn)本分段保護(hù)裝置，要求能夠滿足:在分段保護(hù)的相過流元件起動后立即輸出閉鎖信號(閉鎖變低側(cè)的主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù))，過流元件返回時立即收回閉鎖信號。分段開關(guān)在分位時不輸出閉鎖信號。當(dāng)分段保護(hù)跳閘動作后仍有故障電流則判為分段開關(guān)失靈，閉鎖元件立即返回(由主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)切除故障)。裝置通過GOOSE引入兩段母線下的所有間隔的閉鎖信號(能夠滿足接入60個間隔)。
[0027]裝置增設(shè)一段兩時限過流保護(hù)作為主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)，其中過流一時限用于聯(lián)切相關(guān)的小電源間隔；過流二時限用于斷開母聯(lián)(分段)斷路器。在一時限動作后，裝置會自動加速二時限，加速固定經(jīng)IOOms延時。
[0028]3)主變保護(hù)配置要求
[0029]對于實現(xiàn)本主變保護(hù)裝置，配置要求:裝置通過GOOSE引入母聯(lián)(分段)斷路器及所聯(lián)接段母線下的所有間隔的閉鎖信號(能夠滿足接入30個間隔，含小電源接入)；變壓器低壓側(cè)斷路器失靈和發(fā)生死區(qū)故障時，在主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)跳低壓側(cè)斷路器，故障電流不消失，經(jīng)延時跳主變稿壓側(cè)斷路器。
[0030]裝置增設(shè)三段時限過流保護(hù)作為主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)，第一段時限跳發(fā)GOOSE閉鎖信號的小電源并網(wǎng)線；第二段時限跳主變低壓側(cè)斷路器；第三時限跳變壓器各側(cè)斷路器。
[0031]實現(xiàn)MMS、GOOSE、SV等報文共網(wǎng)時，交換機(jī)采用域控制技術(shù)及分餾技術(shù)實現(xiàn)報文間的有效隔離。對每一路GOOSE報文和SV報文的組播地址進(jìn)行流量控制，并對MMS報文流量進(jìn)行了總流量的限制，確保SV、G00SE中的每一個組播報文或MMS報文發(fā)生風(fēng)暴時不對其他報文產(chǎn)生沖擊而中斷。同時，在對組播或協(xié)議進(jìn)行流量限制是設(shè)置突發(fā)流量最大值，保證GOOSE突發(fā)性較大的報文發(fā)送雪崩情況下不會導(dǎo)致報文丟失。在交換機(jī)上實現(xiàn)按優(yōu)先級進(jìn)行傳輸?shù)霓k法，保證SV報文的抖動在一個可控的范圍內(nèi)(500us以內(nèi))，同時保證GOOSE報文的實時性和MMS報文的實時性。
[0032]建議各保護(hù)裝置間閉鎖GOOSE信號通過低壓側(cè)間隔層網(wǎng)絡(luò)傳輸，不配置獨立的傳輸網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)裝置與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的通信接口采用光口。如對保護(hù)裝置可靠性要求高也可單獨組網(wǎng)。
[0033]對不同主接線形式和運行方式下的出線保護(hù)、母聯(lián)(分段)保護(hù)、主變保護(hù)間的配合研究制定詳細(xì)的技術(shù)解決方案。工程實例如圖3所示:
[0034]I母出線保護(hù)輸出閉鎖接點到#1變壓器保護(hù)裝置、500A分段保護(hù)裝置；II母出線保護(hù)輸出閉鎖接點到#2變壓器保護(hù)裝置、500A分段保護(hù)裝置；500A分段保護(hù)裝置輸出閉鎖接點到1#和2#變壓器低壓側(cè)保護(hù)裝置。[0035]各種接線方式下保護(hù)配合邏輯如下:
[0036]I)方式1:分段500A打開，1#主變帶I母:
[0037]kl故障:L1出線過流啟動閉鎖1#變壓器低后備保護(hù)和分段500A主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)，經(jīng)延時出線保護(hù)切除故障。出線保護(hù)跳閘后經(jīng)延時，線路仍有流，收回閉鎖信號，1#變壓器低后備保護(hù)開放，動作于變壓器低壓側(cè)，作為出線開關(guān)的失靈保護(hù)；
[0038]k2故障:1#變壓器低后備保護(hù)和分段保護(hù)不受影響，由其他保護(hù)切除故障；
[0039]k3故障:出線過流不啟動，分段過流不啟動，經(jīng)延時變壓器低后備保護(hù)跳閘；1#變壓器低后備保護(hù)跳開低壓側(cè)開關(guān)后，故障電流不消失，經(jīng)延時跳變高開關(guān)，作為變低開關(guān)的失靈保護(hù)；
[0040]k4故障:1#變壓器低后備保護(hù)和分段500A主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)不受影響，由其他保護(hù)切除故障；
[0041]k5故障:1#變壓器低后備保護(hù)跳開低壓側(cè)開關(guān)后，故障電流不消失，經(jīng)延時跳變聞開關(guān);
[0042]k6故障:在分段500A開關(guān)打開時，1#變壓器低后備保護(hù)不動作。分段500A在分位，不發(fā)閉鎖信號，2#變壓器低后備保護(hù)直接跳低壓側(cè)。
[0043]2)方式2:分段500A閉合，1#主變帶I母、II母，#2變退出
[0044]kl故障:出線過流啟動閉鎖1#變壓器低后備保護(hù)和分段保護(hù)，經(jīng)延時出線保護(hù)切除故障；出線保護(hù)跳閘后經(jīng)延時，線路仍有流，收回閉鎖信號，1#變壓器低后備保護(hù)開放，動作于變低，作為出線開關(guān)的失靈保護(hù)；
[0045]k2故障:出線過流啟動閉鎖分段500A主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)，分段500A過流啟動閉鎖1#變壓器低后備保護(hù)，經(jīng)延時出線保護(hù)切除故障；出線保護(hù)跳閘后經(jīng)延時，線路仍有流，收回閉鎖信號，分段500A保護(hù)重新開放，動作于分段，作為出現(xiàn)開關(guān)的失靈保護(hù)；1#變低后備保護(hù)由于分段仍發(fā)閉鎖信號繼續(xù)閉鎖；
[0046]k3故障:出線、分段500A保護(hù)不啟動發(fā)閉鎖信號，經(jīng)延時1#變壓器低后備保護(hù)跳閘；
[0047]k4故障:出線不啟動，分段500A有流啟動閉鎖1#變壓器低后備保護(hù)；出線不發(fā)閉鎖信號，經(jīng)延時分段500A主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)動作跳分段；分段500A保護(hù)跳閘后經(jīng)延時，分段仍有流，收回閉鎖信號，1#主變的主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)開放，動作于變低開關(guān);
[0048]k5故障，1#變壓器低后備保護(hù)跳開低壓側(cè)開關(guān)后，故障電流不消失，經(jīng)延時跳主變高壓側(cè)；
[0049]k6故障:CT靠近II母:分段無流，出線無流，經(jīng)延時1#變壓器低后備保護(hù)跳閘；CT靠近I母:分段有流，出線無流，分段500A啟動閉鎖1#主變低后備保護(hù)，經(jīng)延時分段500A主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)動作跳分段；死區(qū)故障，故障電流不消失，一段時間之后，分段收回閉鎖信號，1#變壓器低后備保護(hù)跳開低壓側(cè)。
[0050]3)方式3 =IOkV側(cè)有小電源并網(wǎng)線路的情況
[0051]IOkV側(cè)有小電源并網(wǎng)線路時，母線區(qū)內(nèi)故障，小電源并網(wǎng)線路將發(fā)GOOSE閉鎖信號造成低后備保護(hù)拒動。主變低后備第一段時限跳發(fā)GOOSE閉鎖信號的小電源并網(wǎng)線；第二段時限跳變低開關(guān)；第三時限跳變壓器各側(cè)。分段保護(hù)第一段時限跳發(fā)GOOSE閉鎖信號的小電源并網(wǎng)線；第二段時限跳分段開關(guān)。
[0052]適用于山東220kV及以下主變低壓側(cè)、35kV/10kV低壓分段、線路繼電保護(hù)運行整定，各參數(shù)的整定如表1-表7所示。
[0053]表1交流電流參數(shù)值
【權(quán)利要求】
1.一種基于智能變電站低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)技術(shù)，其特征是:包括以下步驟: 1)配置低壓側(cè)出線保護(hù)，在出線故障時，輸出接點閉鎖相應(yīng)的變壓器低壓側(cè)和分段的加速跳閘保護(hù)；在判斷到失靈的情況下收回閉鎖信號； 2)配置分段保護(hù)，在分段保護(hù)的相過流元件起動后立即輸出閉鎖信號，即閉鎖變低側(cè)的主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)，過流元件返回時立即收回閉鎖信號； 3)配置主變保護(hù)，裝置通過GOOSE引入分段斷路器及所聯(lián)接段母線下的所有間隔的閉鎖信號。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于智能變電站低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)技術(shù)，其特征是:所述步驟(1)中，其具體方法為:發(fā)在出線故障時，輸出接點閉鎖相應(yīng)的變壓器低壓側(cè)和分段的加速跳閘保護(hù)；在判斷到失靈的情況下收回閉鎖信號，當(dāng)任一段過流保護(hù)啟動時，瞬時驅(qū)動獨立的出口繼電器，用于閉鎖主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)；保護(hù)動作切除故障后，閉鎖元件瞬時返回；保護(hù)動作后Ams仍有故障電流則判為線路失靈，閉鎖元件立即返回，其中A ≥ 400。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于智能變電站低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)技術(shù)，其特征是:所述步驟(2)，其具體方法為:在分段保護(hù)的相過流元件起動后立即輸出閉鎖信號，過流元件返回時立即收回閉鎖信號；分段開關(guān)在分位時不輸出閉鎖信號；當(dāng)分段保護(hù)跳閘動作后仍有故障電流則判為分段開關(guān)失靈，閉鎖元件立即返回，由主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)切除故障；裝置通過GOOSE引入兩段母線下的所有間隔的閉鎖信號。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于智能變電站低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)技術(shù)，其特征是:所述步驟(3)，其具體方法為:裝置通過GOOSE引入分段斷路器及所聯(lián)接段母線下的所有間隔的閉鎖信號，能夠滿足接入30個間隔，含小電源接入；變壓器低壓側(cè)斷路器失靈和發(fā)生死區(qū)故障時，在主變低壓側(cè)加速跳閘保護(hù)跳低壓側(cè)斷路器，故障電流不消失，經(jīng)延時跳主變稿壓側(cè)斷路器。
【文檔編號】H02H7/22GK103986128SQ201410234308
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】邵淑燕, 文繼峰, 吳健, 王浩, 李琨, 于昉, 張春輝, 郭宜果, 胡俊鵬, 侯源宏, 莫品豪, 王志乾 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院