本發(fā)明繼電保護(hù)領(lǐng)域，特別是一種用于CT或PT斷線的線路保護(hù)方法。

背景技術(shù)：

目前，我國(guó)電網(wǎng)技術(shù)裝備不斷升級(jí)，推動(dòng)電網(wǎng)朝著集約化、專業(yè)化、扁平化和無(wú)人化等先進(jìn)管理方向發(fā)展，220kV以下變電站已經(jīng)全面推廣了無(wú)人值守變電站模式，降低了變電站運(yùn)行成本,提高了運(yùn)行效益。在設(shè)備故障處理方面，由于變電站無(wú)人值守，從調(diào)度端運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)變電站設(shè)備故障信息，到安排運(yùn)檢人員前往變電站進(jìn)行處理，期間將出現(xiàn)設(shè)備帶故障運(yùn)行的時(shí)間盲區(qū)。時(shí)間盲區(qū)的長(zhǎng)短，與運(yùn)檢人員前往變電站的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。

以智能變電站110kV線路保護(hù)為例，按照傳統(tǒng)的繼電保護(hù)原理，在CT斷線時(shí)，將閉鎖相關(guān)電流保護(hù)，在PT斷線時(shí)，將閉鎖方向保護(hù)并不再進(jìn)行同期電壓判斷。

如果110kV線路發(fā)生了CT斷線和PT斷線，在時(shí)間盲區(qū)中，由于電流、電壓數(shù)據(jù)缺失將造成保護(hù)功能缺失，當(dāng)出現(xiàn)線路故障時(shí)會(huì)引起拒動(dòng)，導(dǎo)致上一級(jí)保護(hù)跳閘，擴(kuò)大停電面積，降低了繼電保護(hù)“四性”。

IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，變電站內(nèi)設(shè)備之間、變電站之間的信息實(shí)現(xiàn)了共享和交互，利用信息共享優(yōu)勢(shì)對(duì)傳統(tǒng)保護(hù)算法和判據(jù)、傳統(tǒng)保護(hù)方案進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，最大限度地發(fā)掘潛力以提高保護(hù)的動(dòng)作性能，避免數(shù)據(jù)丟失對(duì)保護(hù)的影響，研究多判據(jù)決策的數(shù)據(jù)自愈保護(hù)策略，提升保護(hù)可靠性水平，對(duì)保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。隨著電網(wǎng)裝備制造技術(shù)的進(jìn)步和先進(jìn)通信技術(shù)的引入，限制保護(hù)與控制技術(shù)變革的技術(shù)瓶頸正逐漸消失，促使智能變電站二次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和形態(tài)均發(fā)生了革命性變化，為解決上述問(wèn)題提供了條件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于時(shí)間盲區(qū)的線路保護(hù)方法，用以解決在運(yùn)檢人員事故處理的時(shí)間盲區(qū)中保護(hù)功能缺失存在越級(jí)跳閘風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括：

用于時(shí)間盲區(qū)的線路保護(hù)方法，包括步驟如下：

從過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)獲取的母線差動(dòng)保護(hù)信息、母線上其他元件、線路的電流數(shù)據(jù)的步驟；當(dāng)判斷CT斷線時(shí)，根據(jù)參與母線差流計(jì)算的各元件與線路電流矢量和為0，計(jì)算出本間隔三相電流的相位、幅值的步驟；利用所述計(jì)算出的本間隔三相電流的相位、幅值參與保護(hù)邏輯計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果輸出保護(hù)動(dòng)作信息的步驟。

進(jìn)一步的，還包括步驟：合并單元分別接入電壓互感器的保護(hù)電壓和測(cè)量電壓，在PT斷線時(shí)，以測(cè)量電壓數(shù)據(jù)參與保護(hù)邏輯計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果輸出保護(hù)動(dòng)作信息。

本發(fā)明還提供了一種用于時(shí)間盲區(qū)的線路保護(hù)裝置，包括：

用于從過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)獲取的母線差動(dòng)保護(hù)信息、母線上其他元件、線路的電流數(shù)據(jù)的模塊；當(dāng)判斷CT斷線時(shí)，根據(jù)參與母線差流計(jì)算的各元件與線路電流矢量和為0，計(jì)算出本間隔三相電流的相位、幅值的模塊；利用所述計(jì)算出的本間隔三相電流的相位、幅值參與保護(hù)邏輯計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果輸出保護(hù)動(dòng)作信息的模塊。

進(jìn)一步的，還包括模塊：合并單元分別接入電壓互感器的保護(hù)電壓和測(cè)量電壓，在PT斷線時(shí)，以測(cè)量電壓數(shù)據(jù)參與保護(hù)邏輯計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果輸出保護(hù)動(dòng)作信息。

通過(guò)利用智能變電站數(shù)據(jù)傳輸數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化及信息共享的優(yōu)勢(shì)，在運(yùn)檢人員事故處理的時(shí)間盲區(qū)中，補(bǔ)全數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自愈，消除保護(hù)功能缺失帶來(lái)的越級(jí)跳閘風(fēng)險(xiǎn)，將為事故處理帶來(lái)充足時(shí)間保障，提高變電站設(shè)備故障時(shí)的穩(wěn)定運(yùn)行水平，保障可靠的供電質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1是智能變電站110kV線路1保護(hù)連接關(guān)系圖；

圖2是智能變電站110kV線路保護(hù)原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

方法實(shí)施例

以下實(shí)施例，以110kV線路為例進(jìn)行說(shuō)明。需要指出，本發(fā)明的方法并不限于110kV這一特定電壓等級(jí)的輸電線路，也可以用于其他電壓等級(jí)的輸電線路。

圖1中，110kV母線包括4個(gè)元件：110kV線路1、元件2、元件3、元件4。110kV線路1保護(hù)裝置通過(guò)光口1與智能終端直接連接，按照GOOSE標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)開(kāi)入開(kāi)出供能；通過(guò)光口2與合并單元光口2直接連接，按照IEC 61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)采集電流電壓信息；通過(guò)光口3與110kV線路1過(guò)程層交換機(jī)相連。110kV線路1合并單元通過(guò)光口1與110kV線路1過(guò)程層交換機(jī)相連。

元件2合并單元、元件3合并單元、元件4合并單元分別接入各自元件的過(guò)程層交換機(jī)。110kV電壓合并單元分別接入保護(hù)電壓和測(cè)量電壓。

110kV母線保護(hù)、110kV電壓合并單元、110kV線路1過(guò)程層交換機(jī)、元件2～元件4過(guò)程層交換機(jī)全部接入110kV中心交換機(jī)，組成110kV過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。

本發(fā)明的基本思路為，在時(shí)間盲區(qū)，保證保護(hù)功能能夠繼續(xù)，維持到檢修人員到來(lái)，在CT或PT斷線的情況下，不能閉鎖保護(hù)，因此必須補(bǔ)全相關(guān)數(shù)據(jù)。依靠過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)，從過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)獲取的母線差動(dòng)保護(hù)信息、母線上其他元件、線路的電流數(shù)據(jù)；當(dāng)判斷CT斷線時(shí)，根據(jù)參與母線差流計(jì)算的各元件與線路電流矢量和為0，計(jì)算出本間隔三相電流的相位、幅值的步驟；而所述計(jì)算出的本間隔三相電流的相位、幅值將替代CT斷線之前的本間隔線路電流數(shù)據(jù)，參與保護(hù)邏輯計(jì)算。

同理，對(duì)于PT斷線，合并單元分別接入電壓互感器的保護(hù)電壓和測(cè)量電壓，在PT斷線時(shí)，以測(cè)量電壓數(shù)據(jù)替代PT斷線之前的保護(hù)電流數(shù)據(jù)，參與保護(hù)邏輯計(jì)算。

在下文的介紹中，將CT或PT斷線時(shí)數(shù)據(jù)補(bǔ)全稱為數(shù)據(jù)自愈。

具體的，下面給出的控制邏輯圖。如圖2所示，以110kV線路保護(hù)出現(xiàn)CT或PT斷線為例進(jìn)行說(shuō)明。

110kV線路1保護(hù)通過(guò)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)獲取110kV母線保護(hù)、110kV電壓合并單元、元件2～元件4合并單元的數(shù)據(jù)，提供給CT斷線數(shù)據(jù)自愈模塊和PT斷線數(shù)據(jù)自愈模塊。

圖2中，智能變電站110kV線路數(shù)據(jù)自愈功能由保護(hù)邏輯計(jì)算模塊、主數(shù)據(jù)計(jì)算模塊、CT斷線數(shù)據(jù)自愈模塊和PT斷線數(shù)據(jù)自愈模塊共同完成，包括以下內(nèi)容：

(1)CT斷線時(shí)，電流數(shù)據(jù)自愈實(shí)現(xiàn)方法。CT斷線數(shù)據(jù)自愈模塊采集110kV線路1電流I₁，利用過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)采集元件2電流I₂,元件3電流I₃,元件4電流I₄，獲取110kV母線保護(hù)信息。若110kV線路1電流A相斷線，110kV母線保護(hù)當(dāng)大差及小差電流連續(xù)7s大于CT斷線定值即判為CT斷線，發(fā)A相斷線信號(hào)，閉鎖110kV母線A相差動(dòng)保護(hù)，不閉鎖110kV母線B、C相差動(dòng)保護(hù)。此時(shí)，若差動(dòng)保護(hù)制動(dòng)電流達(dá)到動(dòng)作值，或母線電壓降低到動(dòng)作值，說(shuō)明母線上在CT斷線的同時(shí)可能存在故障，CT斷線閉鎖功能暫停10秒，以避免母線故障時(shí)誤判CT斷線閉鎖保護(hù)。綜上，在110kV線路1電流A相斷線時(shí)，若110kV母線保護(hù)動(dòng)作＝0，即110kV母線無(wú)故障的情況下，根據(jù)基爾霍夫定律，110kV母線差動(dòng)電流為0A：

$I_d=\left|\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{\stackrel{\·}{I}}_j\right|=0$

其中，I_d為110kV線路1電流I₁，元件2電流I₂,元件3電流I₃,元件4電流I₄的矢量和；為各元件保護(hù)電流，n＝4。

根據(jù)利用獲取到的110kV母線其它元件的電流數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)換算110kV線路1三相電流的相位、幅值。以指向母線為正方向，假設(shè)110kV母線電流輸入元件：元件2，110kV母線電流輸出元件：110kV線路1、元件3、元件4。以換算110kV線路1電流A相幅值(二次值)為例，若I₂＝10A，I₃＝2A，I₄＝4A，則I₁＝I₂-I₃-I₄＝4A。

當(dāng)110kV線路1CT斷線＝1時(shí)，CT斷線數(shù)據(jù)自愈模塊取CT斷線動(dòng)作正邏輯，開(kāi)放計(jì)算電流給保護(hù)邏輯計(jì)算模塊；主數(shù)據(jù)處理模塊取CT斷線動(dòng)作反邏輯，閉鎖電流輸出給保護(hù)邏輯計(jì)算模塊。因此，保護(hù)邏輯計(jì)算模塊通過(guò)主數(shù)據(jù)計(jì)算模塊獲取電壓數(shù)據(jù)，通過(guò)CT斷線數(shù)據(jù)自愈模塊獲取電流數(shù)據(jù)，此時(shí)，110kV線路保護(hù)功能完整，避免了CT斷線對(duì)保護(hù)性能的影響。

以上介紹中，對(duì)于CT斷線是依靠110kV三相保護(hù)電流的不同判別出的。現(xiàn)有技術(shù)中也有其他的判斷CT斷線的方法，例如利用零序和負(fù)序電流等，這些方法也作為其他實(shí)施方式應(yīng)用于本發(fā)明的方案。

(2)PT斷線時(shí)，電壓數(shù)據(jù)自愈實(shí)現(xiàn)方法。PT斷線數(shù)據(jù)自愈模塊采集110kV保護(hù)電壓和測(cè)量電壓雙冗余數(shù)據(jù)，輸出測(cè)量電壓。當(dāng)PT斷線＝1時(shí)，PT斷線數(shù)據(jù)自愈模塊取PT斷線動(dòng)作正邏輯，開(kāi)放測(cè)量電壓給保護(hù)邏輯計(jì)算模塊；主數(shù)據(jù)處理模塊取PT斷線動(dòng)作反邏輯，閉鎖電壓輸出給保護(hù)邏輯計(jì)算模塊。因此，保護(hù)邏輯計(jì)算模塊通過(guò)主數(shù)據(jù)計(jì)算模塊獲取電流數(shù)據(jù)，通過(guò)PT斷線數(shù)據(jù)自愈模塊獲取測(cè)量電壓數(shù)據(jù)，此時(shí)，110kV線路保護(hù)功能完整，避免了PT斷線對(duì)保護(hù)性能的影響。

(3)CT斷線和PT斷線同時(shí)動(dòng)作時(shí)，電流電壓數(shù)據(jù)自愈實(shí)現(xiàn)方法。此時(shí)，主數(shù)據(jù)處理模塊取CT斷線動(dòng)作反邏輯、PT斷線動(dòng)作反邏輯，閉鎖電流、電壓輸出給保護(hù)邏輯計(jì)算模塊。CT斷線數(shù)據(jù)自愈模塊和PT斷線數(shù)據(jù)自愈模塊開(kāi)放，具體見(jiàn)內(nèi)容(1)和(2)。保護(hù)邏輯計(jì)算模塊通過(guò)CT斷線數(shù)據(jù)自愈模塊和PT斷線數(shù)據(jù)自愈模塊獲取電流電壓數(shù)據(jù)，110kV線路保護(hù)功能完整，避免了CT、PT斷線對(duì)保護(hù)性能的影響。

(4)CT斷線和PT斷線同時(shí)不動(dòng)作，此時(shí)，閉鎖CT斷線數(shù)據(jù)自愈模塊和PT斷線數(shù)據(jù)自愈模塊輸出，保護(hù)邏輯計(jì)算模塊通過(guò)主數(shù)據(jù)處理模塊獲取電流電壓數(shù)據(jù)。

綜上，在該實(shí)施例中，本發(fā)明的特點(diǎn)是提出一種數(shù)據(jù)自愈型110kV線路保護(hù)實(shí)現(xiàn)方法，利用智能變電站數(shù)據(jù)傳輸數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化及信息共享的優(yōu)勢(shì)，對(duì)110kV線路保護(hù)CT斷線和PT斷線時(shí)的多判據(jù)數(shù)據(jù)自愈決策進(jìn)行優(yōu)化提升，通過(guò)CT斷線數(shù)據(jù)自愈模塊和PT斷線數(shù)據(jù)自愈模塊實(shí)現(xiàn)110kV線路保護(hù)電流電壓的數(shù)據(jù)自愈，避免了數(shù)據(jù)缺失對(duì)保護(hù)性能的影響，提高了智能變電站110kV線路保護(hù)的安全性和可靠性。

以上實(shí)施例中，系統(tǒng)母線上包括線路1和若干元件，作為其他實(shí)施方式，也適用于更多的線路和元件的情況。

裝置實(shí)施例

本發(fā)明還提供了一種用于時(shí)間盲區(qū)的線路保護(hù)裝置，包括：

用于從過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)獲取的母線差動(dòng)保護(hù)信息、母線上其他元件、線路的電流數(shù)據(jù)的模塊；當(dāng)判斷CT斷線時(shí)，根據(jù)參與母線差流計(jì)算的各元件與線路電流矢量和為0，計(jì)算出本間隔三相電流的相位、幅值的模塊；所述計(jì)算出的本間隔三相電流的相位、幅值參與保護(hù)邏輯計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果輸出保護(hù)動(dòng)作信息的模塊。

進(jìn)一步的，還包括模塊：合并單元分別接入電壓互感器的保護(hù)電壓和測(cè)量電壓，在PT斷線時(shí)，以測(cè)量電壓數(shù)據(jù)參與保護(hù)邏輯計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果輸出保護(hù)動(dòng)作信息。

本發(fā)明所指的裝置，實(shí)際上基于上述方法流程的一種計(jì)算機(jī)解決方案，即一種軟件構(gòu)件，上述模塊即為與方法流程相對(duì)應(yīng)的處理進(jìn)程。該軟件可以運(yùn)行于保護(hù)設(shè)備中。由于對(duì)上述方法的介紹已經(jīng)足夠清楚完整，而本實(shí)施例所聲稱的裝置實(shí)際上是一種軟件構(gòu)成，故不再詳細(xì)進(jìn)行描述。

以上給出了本發(fā)明涉及的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。在本發(fā)明給出的思路下，采用對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言容易想到的方式對(duì)上述實(shí)施例中的技術(shù)手段進(jìn)行變換、替換、修改，并且起到的作用與本發(fā)明中的相應(yīng)技術(shù)手段基本相同、實(shí)現(xiàn)的發(fā)明目的也基本相同，這樣形成的技術(shù)方案是對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行微調(diào)形成的，這種技術(shù)方案仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。