本發(fā)明涉及一種備自投繼電保護方法，尤其涉及一種變電所110kV單母線分段接線110kV進線保護綜合閉鎖備自投繼電保護方法，屬于電力輸配電網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

由于變電所110kV單母線分段接線沒有裝設(shè)專門的110kV母線差動保護，所以采用110kV進線保護作為110kV母線保護來閉鎖110kV備用電源自動投入裝置(簡稱備自投)。110kV進線保護閉鎖110kV簡稱備自投常規(guī)做法只是：Ⅰ段母線故障由1號電源進線保護閉鎖、Ⅱ段母線故障由2號電源進線保護閉鎖；1號電源進線保護、2號電源進線保護動作和分段保護閉鎖分段斷路器的合閘；這樣的做法對于110kVⅠ段母線或110kVⅡ段母線有出線線路時就不能適應(yīng)了，因為出線線路發(fā)生故障時，110kV電源進線保護保護無法判斷110kV線路故障還是110kV母線故障。因此提出一種新的針對變電所110kV單母線分段接線110kV進線保護綜合閉鎖備自投的繼電保護技術(shù)方案十分必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種110kV進線保護綜合閉鎖備自投繼電保護方法，解決以110kV進線保護作為110kV母線保護來閉鎖110kV備自投裝置，對于110kVⅠ段母線或110kVⅡ段母線有出線線路時無法正常起到保護作用的技術(shù)問題。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種110kV進線保護綜合閉鎖備自投繼電保護方法，進線保護動作閉鎖備自投1號電源斷路器合閘的控制條件為：

滿足閉鎖條件1：

(1)110kVⅠ段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

(2)110kVⅡ段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

(3)2號電源進線保護動作；

(4)110kVⅡ段母線上出線保護未動作；

(5)110kVⅠ段母線上出線保護未動作；

(6)分段斷路器在合閘位置；

上述(1)-(6)條件均滿足時，延時時間t；

(7)1號電源斷路器在分閘位置；

當(dāng)上述條件(7)滿足且延時時間t時間到后，啟動閉鎖備自投1號電源斷路器合閘；

或者，滿足閉鎖條件2：

(1)110kVⅠ段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

(2)1號電源進線保護動作；

(3)110kVⅠ段母線上出線保護未動作；

上述(1)-(3)條件均滿足時，延時時間t；

(4)1號電源斷路器在分閘位置；

當(dāng)上述條件(4)滿足且延時時間t時間到后，啟動閉鎖備自投1號電源斷路器合閘；

進線保護動作閉鎖備自投2號電源斷路器合閘的控制條件為：

滿足閉鎖條件1：

(1)110kVⅠ段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

(2)110kVⅡ段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

(3)1號電源進線保護動作；

(4)110kVⅡ段母線上出線保護未動作；

(5)110kVⅠ段母線上出線保護未動作；

(6)分段斷路器在合閘位置；

上述(1)-(6)條件均滿足時，延時時間t；

(7)2號電源斷路器在分閘位置；

當(dāng)上述條件(7)滿足且延時時間t到后，啟動閉鎖備自投2號電源斷路器合閘；

或者，滿足閉鎖條件2：

(1)110kVⅡ段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

(2)2號電源進線保護動作；

(3)110kVⅡ段母線上出線保護未動作；

上述(1)-(3)條件均滿足時，延時時間t；

(4)2號電源斷路器在分閘位置；

當(dāng)上述條件(4)滿足且延時時間t到后，啟動閉鎖2號備自投電源斷路器合閘；

進線保護動作閉鎖分段斷路器合閘的控制條件為：

滿足閉鎖條件1：

(1)110kVⅠ段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

(2)1號電源進線保護動作；

(3)110kVⅠ段母線上出線保護未動作；

上述(1)-(3)條件均滿足時，延時時間t；

(4)分段斷路器在分閘位置；

當(dāng)上述條件(4)滿足且延時時間t到后，啟動閉鎖分段斷路器合閘；

或者，滿足閉鎖條件2：

(1)110kVⅡ段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

(2)2號電源進線保護動作；

(3)110kVⅡ段母線上出線保護未動作；

上述(1)-(3)條件均滿足時，延時時間t；

(4)分段斷路器在分閘位置；

當(dāng)上述條件(4)滿足且延時時間t到后，啟動閉鎖分段斷路器合閘；

或者，滿足閉鎖條件3：

(1)分段斷路器保護動作，延時時間t；

(2)分段斷路器在分閘位置；

當(dāng)上述條件滿足且延時時間t到后，啟動閉鎖分段斷路器合閘；

所述110kVⅠ段母線上出線保護包括110kVⅠ段母線上出線支路保護、變壓器差動保護和變壓器110kV側(cè)后備保護；所述110kVⅡ段母線上出線保護包括110kVⅡ段母線上出線支路保護、變壓器差動保護和變壓器110kV側(cè)后備保護。

本發(fā)明的目的還可以通過以下技術(shù)措施來進一步實現(xiàn)：

前述110kV進線保護綜合閉鎖備自投繼電保護方法，所述延時時間t取30毫秒。

前述110kV進線保護綜合閉鎖備自投繼電保護方法，所述1號電源進線保護和2號電源進線保護為由相間距離保護、接地距離保護、方向零序電流保護構(gòu)成，或者由相電流保護、方向零序電流保護構(gòu)成。

前述110kV進線保護綜合閉鎖備自投繼電保護方法，所述相間距離保護、接地距離保護定值整定方法為：

相間距離保護、接地距離保護定值按躲過本變電所或110kV出線線路上變電所最大變壓器中、低壓母線短路時本保護最小測量阻抗整定：

Z_zd≤K_KZ_L+K_KbZ_b

上式中K_K、K_Kb為可靠系數(shù)，一般取0.7-0.8，Z_L為線路阻抗；當(dāng)取用本變電所的參數(shù)計算時Z_L為0，Z_b為變壓器阻抗；

所述相電流保護定值整定方法為：

相電流保護定值按躲過本變電所或110kV出線線路上變電所最大變壓器中、低壓母線短路時流過本保護的最大短路電流整定：

$I_{zd}\≥K_{lm}{I}_{k.max}^{\left(3\right)}$

上式中，為在系統(tǒng)最大運行方式下本變電所或110kV出線線路上變電所最大變壓器中、低壓母線短路時流過本保護的最大短路電流，K_k為可靠系數(shù)，一般取1.3-1.5；

所述方向零序電流定值整定方法為：

方向零序電流定值按系統(tǒng)最小運行方式110kV母線單相接地故障有≥1.5倍的靈敏度整定：

$I_{zd}\≤I_{k.min}^{\left(1\right)}/K_{lm}$

上式式中，為在系統(tǒng)最小運行方式下110kV母線單相短路電流，K_lm為靈敏系數(shù)，一般取1.5。

前述110kV進線保護綜合閉鎖備自投繼電保護方法，所述1號電源進線保護和2號電源進線保護時間定值取0.05秒。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明采用變電所110kV進線保護綜合閉鎖備自投的方案能夠在各種運行方式下各110kV母線故障時正確動作閉鎖備自投動作合閘，防止備自投誤自投到故障設(shè)備上，有利于電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

2.本發(fā)明采用變電所110kV進線保護綜合閉鎖備自投的方案在各種運行方式下110kV出線故障時，能夠不誤閉鎖備自投動作合閘，提高了電網(wǎng)供電可靠性。

3.本發(fā)明邏輯簡單易行。

附圖說明

圖1為110kV變電所單母線分段一次主接線圖；

圖2為220kV變電所110kV雙母線一次主接線圖；

圖3為110kV進線保護綜合閉鎖備自投原理圖。

圖3中符號說明如下：

-表示邏輯與關(guān)系，即輸入條件全部滿足時，輸出有效；

-表示邏輯或關(guān)系，即輸入條件任一滿足時，輸出有效；

-表示延時時間t毫秒；

表示為與輸入信號相反。

具體實施方式

本發(fā)明應(yīng)用于下列一次主接線：

(1)110kV變電所110kV單母線分段一次主接線；

(2)220kV變電所110kV雙母線一次主接線；

(3)220kV變電所110kV單母線分段一次主接線。

對于上述主接線，本發(fā)明的應(yīng)用條件為：只有兩電源進線支路有電源而出線支路、變壓器支路沒有電源。

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖1所示的變電所110kV單母線分段一次主接線系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，該輸配電網(wǎng)絡(luò)的110kV系統(tǒng)一次主接線中包括：1號電源進線間隔設(shè)備、2號電源進線間隔設(shè)備分別連接110kVⅠ段母線、110kVⅡ段母線；110kVⅠ段母線和Ⅱ段母線之間有分段斷路器3DL，并串接有分段電流互感器CT；1號電源進線間隔設(shè)備、2號電源進線間隔設(shè)備為進線斷路器1DL、2DL，并分別串接有CT1、CT2；此外，110kVⅠ段母線和Ⅱ段母線分別接有母線電壓互感器PT1、PT2，110kVⅠ段母線還接有1號變壓器支路、2號變壓器支路、1號110kV出線支路；110kVⅡ段母線還接有3號變壓器支路、2號110kV出線支路。圖2為220kV變電所110kV雙母線一次主接線圖，也可應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案。

針對上述110kV單母線分段一次主接線，由于沒有配置的110kV側(cè)母線保護，采用了電源進線斷路器保護對110kV備自投的母線故障閉鎖方案。

如圖3所示，為110kV進線保護綜合閉鎖備自投原理圖。

一種110kV進線保護綜合閉鎖備自投繼電保護方法，進線保護動作閉鎖備自投1號電源斷路器合閘的控制條件為：

滿足閉鎖條件1：

(1)110kVⅠ段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

(2)110kVⅡ段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

(3)2號電源進線保護動作；

(4)110kVⅡ段母線上出線保護未動作；

(5)110kVⅠ段母線上出線保護未動作；

(6)分段斷路器在合閘位置；

上述(1)-(6)條件均滿足時，延時時間t；

(7)1號電源斷路器在分閘位置；

當(dāng)上述條件(7)滿足且延時時間t時間到后，啟動閉鎖備自投1號電源斷路器合閘；

或者，滿足閉鎖條件2：

(1)110kVⅠ段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

(2)1號電源進線保護動作；

(3)110kVⅠ段母線上出線保護未動作；

上述(1)-(3)條件均滿足時，延時時間t；

(4)1號電源斷路器在分閘位置；

當(dāng)上述條件(4)滿足且延時時間t時間到后，啟動閉鎖備自投1號電源斷路器合閘；

進線保護動作閉鎖備自投2號電源斷路器合閘的控制條件為：

滿足閉鎖條件1：

(1)110kVⅠ段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

(2)110kVⅡ段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

(3)1號電源進線保護動作；

(4)110kVⅡ段母線上出線保護未動作；

(5)110kVⅠ段母線上出線保護未動作；

(6)分段斷路器在合閘位置；

上述(1)-(6)條件均滿足時，延時時間t；

(7)2號電源斷路器在分閘位置；

當(dāng)上述條件(7)滿足且延時時間t到后，啟動閉鎖備自投2號電源斷路器合閘；

或者，滿足閉鎖條件2：

(1)110kVⅡ段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

(2)2號電源進線保護動作；

(3)110kVⅡ段母線上出線保護未動作；

上述(1)-(3)條件均滿足時，延時時間t；

(4)2號電源斷路器在分閘位置；

當(dāng)上述條件(4)滿足且延時時間t到后，啟動閉鎖2號備自投電源斷路器合閘；

進線保護動作閉鎖分段斷路器合閘的控制條件為：

滿足閉鎖條件1：

(1)110kVⅠ段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

(2)1號電源進線保護動作；

(3)110kVⅠ段母線上出線保護未動作；

上述(1)-(3)條件均滿足時，延時時間t；

(4)分段斷路器在分閘位置；

當(dāng)上述條件(4)滿足且延時時間t到后，啟動閉鎖分段斷路器合閘；

或者，滿足閉鎖條件2：

(1)110kVⅡ段母線復(fù)合電壓閉鎖開放；

(2)2號電源進線保護動作；

(3)110kVⅡ段母線上出線保護未動作；

上述(1)-(3)條件均滿足時，延時時間t；

(4)分段斷路器在分閘位置；

當(dāng)上述條件(4)滿足且延時時間t到后，啟動閉鎖分段斷路器合閘；

或者，滿足閉鎖條件3：

(1)分段斷路器保護動作，延時時間t；

(2)分段斷路器在分閘位置；

當(dāng)上述條件滿足且延時時間t到后，啟動閉鎖分段斷路器合閘；

所述110kVⅠ段母線上出線保護包括110kVⅠ段母線上出線支路保護、變壓器差動保護和變壓器110kV側(cè)后備保護；所述110kVⅡ段母線上出線保護包括110kVⅡ段母線上出線支路保護、變壓器差動保護和變壓器110kV側(cè)后備保護。

前述110kV進線保護綜合閉鎖備自投繼電保護方法，所述延時時間t取30毫秒。

前述110kV進線保護綜合閉鎖備自投繼電保護方法，所述1號電源進線保護和2號電源進線保護為由相間距離保護、接地距離保護、方向零序電流保護構(gòu)成，或者由相電流保護、方向零序電流保護構(gòu)成。

前述110kV進線保護綜合閉鎖備自投繼電保護方法，所述相間距離保護、接地距離保護定值整定方法為：

相間距離保護、接地距離保護定值按躲過本變電所或110kV出線線路上變電所最大變壓器中、低壓母線短路時本保護最小測量阻抗整定：

Z_zd≤K_KZ_L+K_KbZ_b

上式中K_K、K_Kb為可靠系數(shù)，一般取0.7-0.8，Z_L為線路阻抗；當(dāng)取用本變電所的參數(shù)計算時Z_L為0，Z_b為變壓器阻抗；

所述相電流保護定值整定方法為：

相電流保護定值按躲過本變電所或110kV出線線路上變電所最大變壓器中、低壓母線短路時流過本保護的最大短路電流整定：

$I_{\mathrm{zd}}\≥K_{\mathrm{lm}}{I}_{k.\max }^{\left(3\right)}$

上式中，為在系統(tǒng)最大運行方式下本變電所或110kV出線線路上變電所最大變壓器中、低壓母線短路時流過本保護的最大短路電流，K_k為可靠系數(shù)，一般取1.3-1.5；

所述方向零序電流定值整定方法為：

方向零序電流定值按系統(tǒng)最小運行方式110kV母線單相接地故障有≥1.5倍的靈敏度整定：

$I_{zd}\≤I_{k.min}^{\left(1\right)}/K_{lm}$

上式式中，為在系統(tǒng)最小運行方式下110kV母線單相短路電流，K_lm為靈敏系數(shù)，一般取1.5。

前述110kV進線保護綜合閉鎖備自投繼電保護方法，所述1號電源進線保護和2號電源進線保護時間定值取0.05秒。

具體工作運行過程如下：

1.當(dāng)1號電源斷路器、2號電源斷路器運行，分段斷路器熱備用：

1.1 110kVⅠ段母線故障

因為1號電源斷路器、2號電源斷路器運行，分段斷路器熱備用，即分段斷路器分閘位置。當(dāng)110kVⅠ段母線故障時，1號電源進線保護啟動而110kVⅠ段母線上出線保護不啟動、110kVⅠ段母線復(fù)合電壓閉鎖條件開放，經(jīng)延時t時間后啟動閉鎖備自投分段斷路器合閘。

1.2 110kVⅡ段母線故障

因為1號電源斷路器、2號電源斷路器運行，分段斷路器熱備用，即分段斷路器分閘位置。當(dāng)110kVⅡ段母線故障時，2號電源保護啟動而110kVⅡ段母線上出線保護不啟動、110kVⅡ段母線復(fù)合電壓閉鎖條件開放，經(jīng)延時t時間后啟動閉鎖備自投分段斷路器合閘。

1.3 110kVⅠ段母線上出線線路故障

因為1號電源斷路器、2號電源斷路器運行，分段斷路器熱備用，即分段斷路器分閘位置。當(dāng)110kVⅠ段母線上出線線路(或變壓器)故障時，110kVⅠ段母線上出線保護動作，防止了誤閉鎖備自投動作啟動分段斷路器的合閘。

1.4 110kVⅡ段母線上出線線路故障

因為1號電源斷路器、2號電源斷路器運行，分段斷路器熱備用，即分段斷路器分閘位置。當(dāng)110kVⅡ段母線上出線線路(或變壓器)故障時，110kVⅡ段母線上出線保護動作，防止了誤閉鎖備自投動作啟動分段斷路器的合閘。

1.5分段斷路器與分段CT之間發(fā)生故障

因為1號電源斷路器、2號電源斷路器運行，分段斷路器熱備用，即分段斷路器分閘位置。當(dāng)分段斷路器與分段CT之間發(fā)生故障，由于分段CT位于110kVⅠ段母線側(cè)，相當(dāng)于110kVⅠ段母線故障，1號電源進線保護與分段斷路器保護均啟動；1號電源進線保護啟動而110kVⅠ段母線上出線保護不啟動、110kVⅠ段母線復(fù)合電壓閉鎖條件開放，或分段斷路器保護啟動后延時t時間后，閉鎖了備自投動作啟動分段斷路器的合閘。

2.當(dāng)1號電源斷路器、分段斷路器運行，2號電源斷路器熱備用：

2.1 110kVⅠ段母線故障

因為1號電源斷路器、分段斷路器運行，2號電源斷路器熱備用，即2號電源斷路器分閘位置。當(dāng)110kVⅠ段母線故障時，1號電源保護啟動而110kVⅠ段母線上出線保護、110kVⅡ段母線上出線保護均不啟動、110kVⅠ段母線復(fù)合電壓閉鎖條件、110kVⅡ段母線復(fù)合電壓閉鎖條件均開放，經(jīng)延時t時間后啟動閉鎖備自投2號電源斷路器合閘。

2.2 110kVⅡ段母線故障

因為1號電源斷路器、分段斷路器運行，2號電源斷路器熱備用，即2號電源斷路器分閘位置。當(dāng)110kVⅡ段母線故障時，1號電源保護啟動而110kVⅠ段母線上出線保護、110kVⅡ段母線上出線保護均不啟動、110kVⅠ段母線復(fù)合電壓閉鎖條件、110kVⅡ段母線復(fù)合電壓閉鎖條件均開放，經(jīng)延時t時間后啟動閉鎖備自投2號電源斷路器合閘。

2.3 110kVⅠ段母線上出線線路故障

因為1號電源斷路器、分段斷路器運行，2號電源斷路器熱備用，即2號電源斷路器分閘位置。當(dāng)110kVⅠ段母線上出線線路(或變壓器)故障時，110kVⅠ段母線上出線保護動作，閉鎖了110備自投動作啟動2號電源斷路器的合閘。

2.4 110kVⅡ段母線上出線線路故障

因為1號電源斷路器、分段斷路器運行，2號電源斷路器熱備用，即2號電源斷路器分閘位置。當(dāng)110kVⅡ段母線上出線線路(或變壓器)故障時，110kVⅡ段母線上出線保護動作同時分段斷路器為合閘位置，閉鎖了110備自投動作啟動2號電源斷路器的合閘。

2.5分段斷路器與分段CT之間發(fā)生故障

因為1號電源斷路器、分段斷路器運行，2號電源斷路器熱備用，即2號電源斷路器分閘位置。當(dāng)分段斷路器與分段CT之間發(fā)生故障，由于分段CT位于110kVⅠ段母線側(cè)，相當(dāng)于110kVⅠ段母線故障，1號電源保護啟動而110kVⅠ段母線上出線保護、110kVⅡ段母線上出線保護均不啟動、110kVⅠ段母線復(fù)合電壓閉鎖條件、110kVⅡ段母線復(fù)合電壓閉鎖條件均開放，經(jīng)延時t時間后啟動閉鎖備自投2號電源斷路器合閘。

3.當(dāng)2號電源斷路器、分段斷路器運行，1號電源斷路器熱備用：

3.1 110kVⅠ段母線故障

因為2號電源斷路器、分段斷路器運行，1號電源斷路器熱備用，即1號電源斷路器分閘位置。當(dāng)110kVⅠ段母線故障時，2號電源保護啟動而110kVⅠ段母線上出線保護、110kVⅡ段母線上出線保護均不啟動、110kVⅠ段母線復(fù)合電壓閉鎖條件、110kVⅡ段母線復(fù)合電壓閉鎖條件均開放，經(jīng)延時t時間后啟動閉鎖備自投1號電源斷路器合閘。

3.2 110kVⅡ段母線故障

因為2號電源斷路器、分段斷路器運行，1號電源斷路器熱備用，即1號電源斷路器分閘位置。當(dāng)110kVⅡ段母線故障時，2號電源保護啟動而110kVⅠ段母線上出線保護、110kVⅡ段母線上出線保護均不啟動、110kVⅠ段母線復(fù)合電壓閉鎖條件、110kVⅡ段母線復(fù)合電壓閉鎖條件均開放，經(jīng)延時t時間后啟動閉鎖備自投1號電源斷路器合閘。

3.3 110kVⅠ段母線上出線線路故障

因為2號電源斷路器、分段斷路器運行，1號電源斷路器熱備用，即1號電源斷路器分閘位置。當(dāng)110kVⅠ段母線上出線線路(或變壓器)故障時，110kVⅠ段母線上出線保護動作同時分段斷路器為合閘位置，防止了誤閉鎖備自投動作啟動1號電源斷路器的合閘。

3.4 110kVⅡ段母線上出線線路故障

因為2號電源斷路器、分段斷路器運行，1號電源斷路器熱備用，即1號電源斷路器分閘位置。當(dāng)110kVⅡ段母線上出線線路(或變壓器)故障時，110kVⅡ段母線上出線保護動作，防止了誤閉鎖備自投動作啟動1號電源斷路器的合閘。

3.5分段斷路器與分段CT之間發(fā)生故障

因為2號電源斷路器、分段斷路器運行，1號電源斷路器熱備用，即1號電源斷路器分閘位置。當(dāng)分段斷路器與分段CT之間發(fā)生故障，由于分段CT位于110kVⅠ段母線側(cè)，相當(dāng)于110kVⅠ段母線故障，2號電源保護啟動而110kVⅠ段母線上出線保護、110kVⅡ段母線上出線保護均不啟動、110kVⅠ段母線復(fù)合電壓閉鎖條件、110kVⅡ段母線復(fù)合電壓閉鎖條件均開放，經(jīng)延時t時間后啟動閉鎖備自投1號電源斷路器合閘。

除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍內(nèi)。