一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種基于容錯性的智能變電站集成保護(hù)計算方法，其特點(diǎn)是：根據(jù)智能變電站保護(hù)范圍不同劃分區(qū)域，通過利用元件電流、電壓信息得出區(qū)域內(nèi)每個方向元件的方向信息的輸出值以及保護(hù)區(qū)域的差動保護(hù)動作信息的輸出值，將獲取到的每個區(qū)域的全部信息相融合計算得出故障元件綜合值并與故障元件門檻值相比較，綜合每個區(qū)域比較的結(jié)果根據(jù)故障判別原則對故障元件定位。能夠保證當(dāng)數(shù)據(jù)信息丟失、錯誤，斷路器失靈或是變壓器發(fā)生勵磁涌流而導(dǎo)致差動保護(hù)誤動或是拒動時仍能夠準(zhǔn)確判別故障位置。該計算方法科學(xué)合理，簡單可靠，適用性強(qiáng)，具有良好的容錯性。
【專利說明】
-種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種具有容錯性能的智能變電站集成保 護(hù)計算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國電網(wǎng)的規(guī)模W及復(fù)雜度都相應(yīng)的擴(kuò)大和提升，運(yùn)行方式 變得更加靈活，對智能變電站繼電保護(hù)的要求越來越高，與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站實(shí) 現(xiàn)了全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化，可W方便地實(shí)現(xiàn)互操作。然而智 能變電站信息共享的特點(diǎn)容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或是數(shù)據(jù)錯誤的情況。
[0003] 現(xiàn)有智能變電站集成保護(hù)計算方法將專家系統(tǒng)的思想應(yīng)用于變電站內(nèi)的故障元 件判別，建立故障地點(diǎn)與故障電流方向的故障元件判別規(guī)則矩陣，通過故障特征量的矩陣 運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)故障元件的快速判別。然而對于大網(wǎng)絡(luò)來說，運(yùn)類規(guī)則庫的建立變得十分復(fù)雜 和龐大，并帶來專家系統(tǒng)知識庫的維護(hù)難度大。且還因信息共享化帶來了數(shù)據(jù)丟失、數(shù)據(jù)錯 誤、斷路器失靈或者變壓器鐵忍飽所致的差動保護(hù)拒動、誤動故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種科學(xué)合理，計算準(zhǔn) 確，適用性強(qiáng)的具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法。
[0005] 解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計 算方法，其特征是，它包括如下步驟：
[0006] 1)根據(jù)智能變電站保護(hù)范圍不同劃分區(qū)域：
[0007] W變電站內(nèi)母線、變壓器及變電站內(nèi)所有出線為保護(hù)對象，根據(jù)保護(hù)范圍不同劃 分為站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)和集成層保護(hù)區(qū)；所述站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)域選取本變電站內(nèi)所有出線，所述 集成層保護(hù)區(qū)域?yàn)樽儔浩骱推湟粋?cè)母線；
[000引2)通過利用元件電流、電壓信息得出保護(hù)區(qū)域內(nèi)每個方向元件的方向信息的輸出 值W及區(qū)域的差動保護(hù)動作信息的輸出值；
[0009] 方向元件的方向信息輸出值W及區(qū)域的差動保護(hù)動作信息的輸出值的原則為:方 向信息的正負(fù)方向是W流出母線為正流入母線為負(fù)，利用電流、電壓計算得出的正序功率 值，當(dāng)正序功率大于0時為正方向，其輸出值為1;當(dāng)正序功率小于0時為負(fù)方向，其輸出值 為-1，區(qū)域的差動保護(hù)動作信息的輸出值原則為當(dāng)保護(hù)動作時為1，保護(hù)不動作時為-1;
[0010] 3)將獲取到的每個區(qū)域的全部信息相融合計算得出故障元件綜合值并與故障元 件口檻值相比較；
[0011] 故障元件綜合值計算公式為： 其中Pout化)為第k 個保護(hù)區(qū)域的故障元件綜合值，k為所求對應(yīng)保護(hù)區(qū)域數(shù)，n為保護(hù)區(qū)域個數(shù)，m為變電站內(nèi) 方向元件的個數(shù)，Dw為第k個保護(hù)區(qū)域所對應(yīng)的第j個方向元件的輸出值，靠近電源端集成 區(qū)選取變壓器低壓側(cè)的方向元件前面為正號，靠近負(fù)荷端集成區(qū)選取變壓器高壓側(cè)的方向 元件前面為正號，其他方向元件前面為負(fù)號，CD化)為差動保護(hù)動作信息的輸出值，A為靠近 負(fù)荷端的集成區(qū)測得的方向元件僅為變壓器兩端的方向，當(dāng)測得的變壓器兩端的方向?yàn)檎?方向時為1，負(fù)方向時為-1;所述故障元件口檻值設(shè)定原則為保護(hù)區(qū)域發(fā)生外部故障時計算 得出的故障元件綜合值的最大值；當(dāng)故障元件綜合值大于口檻值時判定區(qū)域發(fā)生內(nèi)部故 障，小于口檻值時判定區(qū)域發(fā)生外部故障，等于口檻值時判定區(qū)域發(fā)生疑似故障；
[0012] 4)綜合每個區(qū)域比較的結(jié)果根據(jù)故障判別原則對故障元件定位：
[0013] 故障判別原則為當(dāng)站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)及集成層保護(hù)區(qū)差動保護(hù)全都同時動作時判定 變壓器故障，當(dāng)站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)差動保護(hù)動作而集成層保護(hù)區(qū)只有一個差動保護(hù)動作時判定 為保護(hù)動作的集成層保護(hù)區(qū)內(nèi)的母線故障，當(dāng)站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)及集成層保護(hù)區(qū)差動保護(hù)全都 不動作時判定為變電站無故障元件；當(dāng)一個集成層保護(hù)區(qū)域?yàn)橐伤乒收?，而另一集成層?護(hù)區(qū)域和站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)域都為故障時，則切除變壓器，如果另一集成層保護(hù)區(qū)域和站域?qū)?保護(hù)區(qū)域變?yōu)檎^(qū)域則判別故障元件為變壓器;如果另一集成層保護(hù)區(qū)域和站域?qū)颖Ｗo(hù) 區(qū)域仍為故障區(qū)域則判別故障元件為故障集成層保護(hù)區(qū)域內(nèi)母線為故障；當(dāng)一個集成層保 護(hù)區(qū)域?yàn)橐伤乒收?，而另一集成層保護(hù)區(qū)域?yàn)檎?，站域?qū)訁^(qū)域?yàn)楣收蠒r，則判定為疑似故 障集成層保護(hù)區(qū)域內(nèi)母線為故障元件；當(dāng)一個站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)域?yàn)橐伤乒收?，集成層保護(hù)區(qū) 域都為正常時判定變電站內(nèi)無故障元件；只有一個集成層保護(hù)區(qū)域?yàn)楣收隙硪患蓪颖?護(hù)區(qū)域?yàn)檎r判定為故障區(qū)域內(nèi)母線發(fā)生故障;集成層保護(hù)區(qū)域都為故障時判定變壓器 為故障元件。
[0014] 本發(fā)明的一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，是根據(jù)智能變電站 保護(hù)范圍不同劃分區(qū)域，通過利用元件電流、電壓信息得出區(qū)域內(nèi)每個方向元件的方向信 息的輸出值W及保護(hù)區(qū)域的差動保護(hù)動作信息的輸出值，將獲取到的每個區(qū)域的全部信息 相融合計算得出故障元件綜合值并與故障元件口檻值相比較，綜合每個區(qū)域比較的結(jié)果根 據(jù)故障判別原則對故障元件定位。該計算方法能夠保證當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)任一故障信息丟失、 錯誤，斷路器失靈或者變壓器鐵忍飽和所致的保護(hù)誤動或拒動時仍能夠準(zhǔn)確判別故障位 置。該計算方法科學(xué)合理，簡單可靠，計算準(zhǔn)確，適用性強(qiáng)，具有良好的容錯性。
【附圖說明】
[0015] 圖1為一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法的一個具體故障判別原 則的流程圖；
[0016] 圖2為一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法的一個具體變電站系統(tǒng) 圖；
[0017] 圖3為實(shí)施例1的一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站變 壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸正常情況時CDl保護(hù)區(qū)域的各個方向元件的輸出值、正序功率 值；
[0018] 圖4為實(shí)施例1的一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站變 壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸正常情況時CDl保護(hù)區(qū)域的差動保護(hù)動作的輸出值、差動電流 值、斷路器輸出值的仿真圖；
[0019] 圖5為實(shí)施例1的一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，基于容錯性 的智能變電站集成保護(hù)算法在變電站變壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸正常情況時通過的故 障元件綜合值計算公式得出的CDl保護(hù)區(qū)域的故障元件綜合值；
[0020] 圖6為實(shí)施例1的一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站變 壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸正常情況時CD2保護(hù)區(qū)域的各個方向元件的輸出值、正序功率 值；
[0021] 圖7為實(shí)施例1的一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站變 壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸正常情況時CD2保護(hù)區(qū)域的差動保護(hù)動作的輸出值、差動電流 值、斷路器輸出值的仿真圖；
[0022] 圖8為實(shí)施例1的一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站變 壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸正常情況時通過的故障元件綜合值計算公式得出的CD2保護(hù)區(qū) 域的故障元件綜合值；
[0023] 圖9為實(shí)施例1的一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站變 壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸正常情況時CD3保護(hù)區(qū)域的各個方向元件的輸出值、正序功率 值；
[0024] 圖10為實(shí)施例1的一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站 變壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸正常情況時CD3保護(hù)區(qū)域的差動保護(hù)動作的輸出值、差動電 流值、斷路器輸出值的仿真圖；
[0025] 圖11為實(shí)施例1的一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站 變壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸正常情況時通過的故障元件綜合值計算公式得出的CD3保護(hù) 區(qū)域的故障元件綜合值；
[0026] 圖12為實(shí)施例2的一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站 變壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸中CD2保護(hù)區(qū)域IED4出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失時的方向輸出值和正序功 率值的仿真圖；
[0027] 圖13為實(shí)施例2的一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站 變壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸中CD2保護(hù)區(qū)域出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失時CD2保護(hù)區(qū)域的差動保護(hù)動 作的輸出值、差動電流值、斷路器輸出值的仿真圖；
[0028] 圖14為實(shí)施例2的一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站 變壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸中CD2保護(hù)區(qū)域出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失時CD2保護(hù)區(qū)域的故障元件綜 合值計算公式得出的CD2保護(hù)區(qū)域的故障元件綜合值；
[0029] 圖15為實(shí)施例3的一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站 變壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸中CD2保護(hù)區(qū)域IED3出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤時的方向輸出值和正序功 率值的仿真圖；
[0030] 圖16為實(shí)施例3的一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站 變壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸中CD2保護(hù)區(qū)域出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤時CD2保護(hù)區(qū)域的差動保護(hù)動 作的輸出值、差動電流值、斷路器輸出值的仿真圖；
[0031] 圖17為實(shí)施例3的一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站 變壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸中CD2保護(hù)區(qū)域出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤時CD2保護(hù)區(qū)域的故障元件綜 合值計算公式得出的CD2保護(hù)區(qū)域的故障元件綜合值；
[0032] 圖18為實(shí)施例4的一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站 CD3發(fā)生母線故障而數(shù)據(jù)傳輸正常情況時的差動保護(hù)動作的輸出值、差動電流值、斷路器輸 出值的仿真圖；
[0033] 圖19為實(shí)施例4的一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站 CD3發(fā)生母線故障而數(shù)據(jù)傳輸正常情況時CD2的差動保護(hù)動作的輸出值、差動電流值、斷路 器輸出值的仿真圖；
[0034] 圖20為實(shí)施例4的一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站 CD3發(fā)生母線故障而數(shù)據(jù)傳輸正常情況時變壓器發(fā)生鐵忍飽和時CD2保護(hù)區(qū)域的差動保護(hù) 動作的輸出值、差動電流值、斷路器輸出值的仿真圖；
[0035] 圖21為實(shí)施例4的一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站 CD3發(fā)生母線故障而數(shù)據(jù)傳輸正常情況時變壓器發(fā)生鐵忍飽和時CD2保護(hù)區(qū)域的故障元件 綜合值計算公式得出的CD2保護(hù)區(qū)域的故障元件綜合值；
[0036] 圖22為實(shí)施例5的一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站 變壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸正常情況而CD2保護(hù)區(qū)域斷路器失靈時斷路器輸出值的仿真 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[003引實(shí)施例1:
[0039] 實(shí)施例1提供的基于容錯性的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站變壓器發(fā) 生故障并且數(shù)據(jù)傳輸正常情況，如圖1所示，包括如下步驟：
[0040] SI:根據(jù)智能變電站保護(hù)范圍不同劃分區(qū)域：
[0041] 步驟Sl包括對智能變電站保護(hù)范圍不同劃分區(qū)域，具體包括：
[0042] Sll:主要W變電站內(nèi)母線、變壓器及變電站內(nèi)所有出線為保護(hù)對象，根據(jù)保護(hù)范 圍不同劃分為站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)和集成層保護(hù)區(qū)。
[0043] S12:站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)域選取本變電站內(nèi)所有出線，集成層保護(hù)區(qū)域?yàn)樽儔浩骱推湟?側(cè)母線。如圖2所示，根據(jù)上述步驟Sll和S12WT2側(cè)為例將智能變電站分為3個保護(hù)區(qū)域 CD1、CD2、CD3(T1 側(cè)同理）；
[0044] S2:通過利用元件電流、電壓信息得出區(qū)域內(nèi)每個方向元件的方向信息的輸出值 W及區(qū)域的差動保護(hù)動作信息的輸出值。作為本實(shí)施例的一種優(yōu)選實(shí)施方式，具體包括：
[0045] S21:方向信息的正負(fù)方向是W流出母線為正流入母線為負(fù)。利用電流、電壓計算 得出的正序功率值，當(dāng)正序功率大于0時為正方向時，其輸出值為1;當(dāng)正序功率小于0為負(fù) 方向?yàn)椋漭敵鲋禐?1。
[0046] 圖3、圖6、圖9為變壓器故障并且數(shù)據(jù)傳輸正確時各個保護(hù)區(qū)域內(nèi)所有方向元件的 輸出值和正序功率值。圖3中CDl保護(hù)區(qū)域只給出了部分方向元件，其他方向元件的輸出值 與IED6的方向元件輸出值相同，圖9中CD2保護(hù)區(qū)域只給出了部分方向元件，其他方向元件 的輸出值與IED12的方向元件輸出值相同。
[0047] S22:區(qū)域的差動保護(hù)動作信息的輸出值原則為當(dāng)保護(hù)動作時為1，保護(hù)不動作時 為-1;
[004引圖4、圖7、圖10為變壓器故障并且數(shù)據(jù)傳輸正確時各個保護(hù)區(qū)域的差動保護(hù)動作 的輸出值、差動電流值、斷路器輸出值的仿真圖。
[0049] S3:將獲取到的每個區(qū)域的全部信息相融合計算得出故障元件綜合值并與故障元 件口檻值相比較：
[0化日]S31:所述的故障元件綜合值計算公式為：
其中 Pout化)為第k個保護(hù)區(qū)域的故障元件綜合值，k為所求對應(yīng)保護(hù)區(qū)域數(shù)，n為保護(hù)區(qū)域個數(shù)，m 為變電站內(nèi)方向元件的個數(shù)，Dw為第k個保護(hù)區(qū)域所對應(yīng)的第j個方向元件的輸出值，靠近 電源端集成區(qū)選取變壓器低壓側(cè)的方向元件前面為正號，靠近負(fù)荷端集成區(qū)選取變壓器高 壓側(cè)的方向元件前面為正號，其他方向元件前面為負(fù)號，CD化)為差動保護(hù)動作信息的輸出 值，A為靠近負(fù)荷端的集成區(qū)測得的方向元件僅為變壓器兩端的方向，當(dāng)測得的變壓器兩端 的方向?yàn)檎较驎r為1，負(fù)方向時為-1。
[0051] 圖5、圖8、圖11在變電站變壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸正常情況時通過的故障元 件綜合值計算公式得出的各個保護(hù)區(qū)域的故障元件綜合值。
[0052] S32:將計算得到的故障元件綜合值與故障元件口檻值相比較，包括:所述故障元 件口檻值設(shè)定原則為保護(hù)區(qū)域發(fā)生外部故障時計算得出的故障元件綜合值的最大值;當(dāng)故 障元件綜合值大于口檻值時判定區(qū)域發(fā)生內(nèi)部故障，小于口檻值時判定區(qū)域發(fā)生外部故 障，等于口檻值時判定區(qū)域發(fā)生疑似故障。
[0053] 參照圖2,根據(jù)故障元件綜合值計算公式可W得出CD1XD3的口檻值為1，CD2的口 檻值為2,將圖5、圖8、圖11得出的故障元件綜合值與口檻值相比較，分別得出各個區(qū)域的故 障情況，可知CD1、CD2、CD3區(qū)域都為內(nèi)部故障。
[0054] S4:綜合每個區(qū)域比較的結(jié)果根據(jù)故障判別原則對故障元件定位：
[0055] S41:故障判別原則為當(dāng)站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)及集成層保護(hù)區(qū)差動保護(hù)全都同時動作時 判定變壓器故障，當(dāng)站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)差動保護(hù)動作而集成層保護(hù)區(qū)只有一個差動保護(hù)動作時 判定為保護(hù)動作的集成層保護(hù)區(qū)內(nèi)的母線故障，當(dāng)站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)及集成層保護(hù)區(qū)差動保護(hù) 全都不動作時判定為變電站無故障元件。
[0056] S42:當(dāng)一個集成層保護(hù)區(qū)域?yàn)橐伤乒收?，而另一集成層保護(hù)區(qū)域和站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū) 域都為故障時，則切除變壓器，如果另一集成層保護(hù)區(qū)域和站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)域變?yōu)檎^(qū)域 則判別故障元件為變壓器;如果另一集成層保護(hù)區(qū)域和站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)域仍為故障區(qū)域則判 別故障元件為故障集成層保護(hù)區(qū)域內(nèi)母線為故障；當(dāng)一個集成層保護(hù)區(qū)域?yàn)橐伤乒收?，?另一集成層保護(hù)區(qū)域?yàn)檎＃居驅(qū)訁^(qū)域?yàn)楣收蠒r，則判定為疑似故障集成層保護(hù)區(qū)域內(nèi) 母線為故障元件。S43:當(dāng)一個站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)域?yàn)橐伤乒收?，集成層保護(hù)區(qū)域都為正常時判 定變電站內(nèi)無故障元件；只有一個集成層保護(hù)區(qū)域?yàn)楣收隙硪患蓪颖Ｗo(hù)區(qū)域?yàn)檎r 判定為故障區(qū)域內(nèi)母線發(fā)生故障;集成層保護(hù)區(qū)域都為故障時判定變壓器為故障元件。
[0057] 故障元件綜合值與口檻值相比較后得出CD1、CD2、CD3區(qū)域都為內(nèi)部故障，所W根 據(jù)故障判別原則判別變壓器故障。
[0化引實(shí)施例2:
[0059]實(shí)施例2提供基于容錯性的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站變壓器發(fā)生 故障并且數(shù)據(jù)傳輸中CD2保護(hù)區(qū)域IED4出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失時故障元件的判別，如圖2所示，包括 如下步驟：
[0060] 圖12為在變電站變壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸中CD2保護(hù)區(qū)域IED4出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失 時的方向輸出值和正序功率值的仿真圖，在IED4出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失時方向輸出值不變而正序功 率值會減小。圖13為在變電站變壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸中CD2保護(hù)區(qū)域出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失 時CD2保護(hù)區(qū)域的差動保護(hù)動作的輸出值、差動電流大小、斷路器跳閩的輸出值的仿真圖。 數(shù)據(jù)丟失時各個方向的輸出值不變，但會使差動保護(hù)拒動，斷路器不跳閩。圖14為在變電站 變壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸中CD2保護(hù)區(qū)域出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失時CD2保護(hù)區(qū)域的故障元件綜 合值計算公式得出的CD2保護(hù)區(qū)域的故障元件綜合值。將CD2保護(hù)區(qū)域計算得出的故障元件 綜合值與口檻值2相比較后得出保護(hù)區(qū)域發(fā)生內(nèi)部故障。
[0061] 實(shí)施例3:
[0062] 實(shí)施例3提供基于容錯性的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站變壓器發(fā)生 故障并且數(shù)據(jù)傳輸中CD2保護(hù)區(qū)域IED3出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤時故障元件的判別，如圖2所示，包括 如下步驟：
[0063] 圖15為在變電站變壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸中CD2保護(hù)區(qū)域IED3出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤 時的方向輸出值和正序功率值的仿真圖，在IED3出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤時方向輸出值由負(fù)方向變?yōu)?正方向。圖16為在變電站變壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸中CD2保護(hù)區(qū)域出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤時CD2 保護(hù)區(qū)域的差動保護(hù)動作的輸出值、差動電流大小、斷路器跳閩的輸出值的仿真圖。圖17為 在變電站變壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸中CD2保護(hù)區(qū)域出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤時CD2保護(hù)區(qū)域的故 障元件綜合值計算公式得出的CD2保護(hù)區(qū)域的故障元件綜合值。將CD2保護(hù)區(qū)域計算得出的 故障元件綜合值與口檻值2相比較后得出保護(hù)區(qū)域?yàn)橐伤乒收?。根?jù)故障判別原則，CD2區(qū) 域?yàn)橐伤乒收?，CDUCD3為內(nèi)部故障時，切斷變壓器，如果在切除變壓器之后CDUCD3為正常 時則判定為變壓器故障；如果在切除變壓器之后CDUCD3仍為故障時則判定為CD3區(qū)域內(nèi)母 線發(fā)生故障。
[0064] 實(shí)施例4:
[0065] 實(shí)施例4提供基于容錯性的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站CD3發(fā)生母線 故障而數(shù)據(jù)傳輸正常情況時而變壓器發(fā)生鐵忍飽和時CD2對故障元件的判定情況，如圖2所 示，包括如下步驟：
[0066] 圖18為本發(fā)明實(shí)施例4中基于容錯性的智能變電站集成保護(hù)算法在變電站CD3發(fā) 生母線故障而數(shù)據(jù)傳輸正常情況時的差動保護(hù)動作的輸出值、差動電流值、斷路器輸出值 的仿真圖。圖19為本發(fā)明實(shí)施例4中基于容錯性的智能變電站集成保護(hù)算法在變電站CD3發(fā) 生母線故障而數(shù)據(jù)傳輸正常情況時CD2的差動保護(hù)動作的輸出值、差動電流值、斷路器輸出 值的仿真圖。圖20為本發(fā)明實(shí)施例4中基于容錯性的智能變電站集成保護(hù)計算方法在變電 站CD3發(fā)生母線故障而數(shù)據(jù)傳輸正常情況時變壓器發(fā)生鐵忍飽和時CD2保護(hù)區(qū)域的差動保 護(hù)動作的輸出值、差動電流值、斷路器輸出值的仿真圖。圖21為本發(fā)明實(shí)施例4中基于容錯 性的智能變電站集成保護(hù)計算方法在變電站CD3發(fā)生母線故障而數(shù)據(jù)傳輸正常情況時變壓 器發(fā)生鐵忍飽和時CD2保護(hù)區(qū)域的故障元件綜合值計算公式得出的CD2保護(hù)區(qū)域的故障元 件綜合值。將CD2保護(hù)區(qū)域計算得出的故障元件綜合值與口檻值2相比較后得出保護(hù)區(qū)域?yàn)?疑似故障。根據(jù)故障判別原則，CD2區(qū)域?yàn)橐伤乒收希珻Dl故障、CD3正常時，判定CD2區(qū)域內(nèi)母 線故障。
[0067] 實(shí)施例5:
[0068] 實(shí)施例5提供基于容錯性的智能變電站集成保護(hù)計算方法，在變電站變壓器發(fā)生 故障并且數(shù)據(jù)傳輸正常情況而CD2保護(hù)區(qū)域斷路器失靈時的情況，如圖2所示，包括如下步 驟：
[0069] 圖22為本發(fā)明實(shí)施例5中基于容錯性的智能變電站集成保護(hù)計算方法在變電站變 壓器發(fā)生故障并且數(shù)據(jù)傳輸正常情況而CD2保護(hù)區(qū)域斷路器失靈時斷路器輸出值的仿真 圖。根據(jù)故障判別原則判別為變壓器故障后將與變壓器相鄰的斷路器全都跳閩。上述改進(jìn) 后的智能變電站集成保護(hù)算法通過將保護(hù)區(qū)域的方向元件信息、差動保護(hù)信息融合起來判 別故障元件，無論是在數(shù)據(jù)傳輸中出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、數(shù)據(jù)錯誤，斷路器失靈并且變壓器發(fā)生鐵 忍飽和時仍能準(zhǔn)確判斷故障元件。上述計算方法能夠同時對智能變電站內(nèi)的變壓器、母線 做出故障元件判別，不同W往算法僅僅對一種故障元件判別，該算法計算簡單，簡便易行， 具有很好的容錯性。
[0070] 顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實(shí)施方式的限定。對 于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可W做出其它不同形式的變化或 變動。運(yùn)里無需也無法對所有的實(shí)施方式予W窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或 變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有容錯性能的智能變電站集成保護(hù)計算方法，其特征是，它包括如下步驟： 1) 根據(jù)智能變電站保護(hù)范圍不同劃分區(qū)域： W變電站內(nèi)母線、變壓器及變電站內(nèi)所有出線為保護(hù)對象，根據(jù)保護(hù)范圍不同劃分為 站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)和集成層保護(hù)區(qū)；所述站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)域選取本變電站內(nèi)所有出線，所述集成 層保護(hù)區(qū)域?yàn)樽儔浩骱推湟粋?cè)母線； 2) 通過利用元件電流、電壓信息得出保護(hù)區(qū)域內(nèi)每個方向元件的方向信息的輸出值、 區(qū)域的差動保護(hù)動作信息的輸出值W及斷路器的輸出值； 方向元件的方向信息輸出值W及區(qū)域的差動保護(hù)動作信息的輸出值的原則為:方向信 息的正負(fù)方向是W流出母線為正流入母線為負(fù)，利用電流、電壓計算得出的正序功率值，當(dāng) 正序功率大于0時為正方向，其輸出值為1;當(dāng)正序功率小于0時為負(fù)方向，其輸出值為-1，區(qū) 域的差動保護(hù)動作信息的輸出值原則為當(dāng)保護(hù)動作時為1，保護(hù)不動作時為-1;區(qū)域斷路器 的輸出值原則為當(dāng)保護(hù)動作時為1，保護(hù)不動作時為0; 3) 將獲取到的每個區(qū)域的全部信息相融合計算得出故障元件綜合值并與故障元件口 檻值相比較： 故障元件綜合值計算公式為其中Pwt化)為第k個保 護(hù)區(qū)域的故障元件綜合值，k為所求對應(yīng)保護(hù)區(qū)域數(shù)，η為保護(hù)區(qū)域個數(shù)，m為變電站內(nèi)方向 元件的個數(shù)，Dw為第k個保護(hù)區(qū)域所對應(yīng)的第j個方向元件的輸出值，靠近電源端集成區(qū)選 取變壓器低壓側(cè)的方向元件前面為正號，靠近負(fù)荷端集成區(qū)選取變壓器高壓側(cè)的方向元件 前面為正號，其他方向元件前面為負(fù)號，CD化)為差動保護(hù)動作信息的輸出值，A為靠近負(fù)荷 端的集成區(qū)測得的方向元件僅為變壓器兩端的方向，當(dāng)測得的變壓器兩端的方向?yàn)檎较?時為1，負(fù)方向時為-1;所述故障元件口檻值設(shè)定原則為保護(hù)區(qū)域發(fā)生外部故障時計算得出 的故障元件綜合值的最大值；當(dāng)故障元件綜合值大于口檻值時判定區(qū)域發(fā)生內(nèi)部故障，小 于口檻值時判定區(qū)域發(fā)生外部故障，等于口檻值時判定區(qū)域發(fā)生疑似故障； 4) 綜合每個區(qū)域比較的結(jié)果根據(jù)故障判別原則對故障元件定位： 故障判別原則為當(dāng)站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)及集成層保護(hù)區(qū)差動保護(hù)全都同時動作時判定變壓 器故障，當(dāng)站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)差動保護(hù)動作而集成層保護(hù)區(qū)只有一個差動保護(hù)動作時判定為保 護(hù)動作的集成層保護(hù)區(qū)內(nèi)的母線故障，當(dāng)站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)及集成層保護(hù)區(qū)差動保護(hù)全都不動 作時判定為變電站無故障元件；當(dāng)一個集成層保護(hù)區(qū)域?yàn)橐伤乒收?，而其他集成層保護(hù)區(qū) 域和站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)域都為故障時，則首先切除變壓器，如果其他集成層保護(hù)區(qū)域和站域?qū)?保護(hù)區(qū)域都變?yōu)檎^(qū)域則判別故障元件為變壓器;如果其他集成層保護(hù)區(qū)域和站域?qū)颖?護(hù)區(qū)域仍為故障區(qū)域則判別故障元件為故障集成層保護(hù)區(qū)域內(nèi)母線為故障；當(dāng)一個集成層 保護(hù)區(qū)域?yàn)橐伤乒收?，而其他集成層保護(hù)區(qū)域?yàn)檎＃居驅(qū)訁^(qū)域?yàn)楣收蠒r，則判定為疑似 故障集成層保護(hù)區(qū)域內(nèi)母線為故障元件；當(dāng)一個集成層保護(hù)區(qū)域?yàn)橐伤乒收希渌?層保護(hù)區(qū)域和站域?qū)颖Ｗo(hù)區(qū)域都為正常時，則判定變電站內(nèi)無故障元件；當(dāng)一個站域?qū)颖?護(hù)區(qū)域?yàn)橐伤乒收?，集成層保護(hù)區(qū)域都為正常時判定變電站內(nèi)無故障元件；只有一個集成 層保護(hù)區(qū)域?yàn)楣收隙渌蓪颖Ｗo(hù)區(qū)域?yàn)檎r判定為故障區(qū)域內(nèi)母線發(fā)生故障;集成 層保護(hù)區(qū)域都為故障時判定變壓器為故障元件。
【文檔編號】H02H7/22GK106099869SQ201610511727
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月1日
【發(fā)明人】金恩淑, 魏冀東, 金雨薇, 王潤之, 韓慧, 岳穎, 宣曉辰, 王義軍
【申請人】東北電力大學(xué), 國網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司通遼供電公司