有效
一种相间低电压反时限远后备保护方法及系统
郑玉平、吴通华、洪丰、孙志攀、王朝明、戴魏、王中浪、郑小江、濮宏飞
国电南瑞科技股份有限公司
郑
郑玉平 专利 296
南京南瑞继保电气有限公司电路保护电路保护部件电路紧急保护

吴通华 专利 242
中国科学院西北生态环境资源研究院电路保护部件电路保护电路紧急保护
洪
洪丰 专利 54
国电南瑞科技股份有限公司电路自动保护电路保护电路紧急保护
孙
孙志攀 专利 33
国电南瑞科技股份有限公司电路保护电路紧急保护电路自动保护
王
王朝明 专利 78
南京软核科技有限公司遥信遥控发电变电配电电学
戴
戴魏 专利 140
国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司电路保护部件电路保护电路紧急保护
王
王中浪 专利 50
国电南瑞南京控制系统有限公司电路保护电路紧急保护电路保护部件
郑
郑小江 专利 35
南瑞集团有限公司电路紧急保护电路自动保护电路保护
濮
濮宏飞 专利 15
国电南瑞科技股份有限公司电路紧急保护电路自动保护电路保护
摘要
本发明公开了一种相间低电压反时限远后备保护方法及系统。方法包括:获取变电站内各电压等级母线的主接线形式和保护配置方案;根据母线主接线形式和保护配置方案,分别采集不同位置的电压、电流、开关位置信息;根据母线主接线形式和保护配置方案,分别确定相间低电压反时限远后备保护判据;根据一次系统架构与相间低电压反时限远后备保护判据,确定变电站内的所有断路器的动作行为。本发明实现了不接地短路故障时的可靠故障隔离,解决了传统零序电流保护作为远后备时可靠性不足的问题。
1.一种相间低电压反时限远后备保护方法,其特征在于,包括:获取变电站内各电压等级母线的主接线形式和保护配置方案;根据母线主接线形式和保护配置方案,分别采集不同位置的电压、电流、开关位置信息;根据母线主接线形式和保护配置方案,分别确定相间低电压反时限远后备保护判据;当所述母线主接线形式为3/2断路器且采用常规继电保护配置方案时,所述保护判据为不带选择性的相间低电压反时限保护判据,包括远后备保护动作子判据和相间低电压反时限动作时限子判据,由相间低电压反时限动作时限子判据计算得到相间低电压反时限动作时间;否则,所述保护判据为带选择性的相间低电压反时限保护判据,包括远后备保护动作子判据、故障支路选择子判据和相间低电压反时限动作时限子判据,由相间低电压反时限动作时限子判据计算得到相间低电压反时限动作时间;根据一次系统架构与相间低电压反时限远后备保护判据,确定变电站内的所有断路器的动作行为。
2.根据权利要求1所述相间低电压反时限远后备保护方法,其特征在于:所述母线的主接线形式包括单母线、单母线分段、双母线、双母双分段和3/2断路器;所述保护配置方案包括常规继电保护配置方案和站域保护配置方案,其中,常规继电保护配置方案包括线路保护装置、变压器保护装置、母线保护装置。
3.根据权利要求1所述相间低电压反时限远后备保护方法,其特征在于:所述根据母线主接线形式和保护配置方案,分别采集不同位置的电压、电流信息,包括:当所述母线主接线形式不为3/2断路器,或者母线主接线形式为3/2断路器且采用站域保护配置方案时,采集各母线相间电压、各母线所带支路相间电流及母联断路器位置;当所述母线主接线形式为3/2断路器且采用常规继电保护配置方案时,分别采集各母线所带支路的相间电压和相间电流。
4.根据权利要求1所述相间低电压反时限远后备保护方法,其特征在于:当所述母线主接线形式为3/2断路器且采用常规继电保护配置方案时,相间低电压反时限远后备保护集成于主变或线路保护中;当母线主接线形式不为3/2断路器且采用常规继电保护配置方案时,相间低电压反时限远后备保护集成于母线保护中;当母线主接线形式为3/2断路器且采用站域保护配置方案时,相间低电压反时限远后备保护集成于站域保护中。
5.根据权利要求1所述相间低电压反时限远后备保护方法,其特征在于:所述远后备保护动作子判据包括母线相间低电压保护判据、支路相间电流判据、支路过负荷判据。
6.根据权利要求5所述相间低电压反时限远后备保护方法,其特征在于:所述母线相间低电压保护判据为:其中, 为母线相间电压, 为电压整定值,任一相间满足即可。
7.根据权利要求5所述相间低电压反时限远后备保护方法,其特征在于:所述支路相间电流保护判据为:其中, 为第 k 条支路的相间电流, 为电流整定值,任一支路满足即可。
8.根据权利要求5所述相间低电压反时限远后备保护方法,其特征在于:所述支路过负荷判据为:其中, 为支路所在母线相间电压, 为支路额定电压标幺值, 为第 k 条支路的相间电流, 为中间变量, ,分别表示支路和/或支路所在母线的AB两相、BC两相、CA两相, 为第 k 条支路的灵敏角。
9.根据权利要求5所述相间低电压反时限远后备保护方法,其特征在于:所述故障支路选择判据为:其中, 为第 k 条支路的相间电流, 为母线所带所有支路相间电流的最大值,相间电流最大值的支路为故障支路。
10.根据权利要求1或5所述相间低电压反时限远后备保护方法,其特征在于:在不带选择性的相间低电压反时限保护判据或带选择性的相间低电压反时限保护判据中,均通过相间低电压反时限动作时限子判据计算相间低电压反时限动作时间 :其中, t 0 为低电压反时限最小时间,其定值与相间距离Ⅲ段动作时间配合; t p 为低电压反时限时间,依据电压分布差异与动作时序关系选取时间常数; U NN 为母线额定相间电压, 为母线最小相间电压值。
11.根据权利要求10所述相间低电压反时限远后备保护方法,其特征在于:低电压反时限时间 大于0.5S。
12.根据权利要求10所述相间低电压反时限远后备保护方法,其特征在于:相间低电压反时限动作时限子判据为;其中N为前述判据均满足后累计的采样点, f 为采样频率。
13.根据权利要求1或11所述相间低电压反时限远后备保护方法,其特征在于:根据一次系统架构与相间低电压反时限远后备保护判据,确定变电站内所有断路器的保护动作行为,包括:当所述保护判据为带选择性的相间低电压反时限保护判据,则当远后备保护动作子判据满足后,经相间低电压反时限动作时限子判据得出的相间低电压反时限动作时间,跳开故障支路三相断路器,同时发出内部启失灵信号;若故障支路三相断路器无法跳开且母联三相断路器在合位,经第一延时 t 1 跳开母联三相断路器和故障支路所在母线其余支路的所有三相断路器,完全隔离故障。
14.根据权利要求13所述相间低电压反时限远后备保护方法,其特征在于:第一延时 t 1 取150ms。
15.根据权利要求13所述相间低电压反时限远后备保护方法,其特征在于:当所述保护判据为不带选择性的相间低电压反时限保护判据,则当远后备保护动作子判据满足后,经相间低电压反时限动作时限子判据得出的相间低电压反时限动作时间,再经无延时跳闸3/2断路器主接线中的中开关隔离故障,经第二延时 t 2 跳开3/2断路器主接线中的边开关。
16.根据权利要求15所述相间低电压反时限远后备保护方法,其特征在于:第二延时 t 2 取100ms。
17.根据权利要求1所述相间低电压反时限远后备保护方法,其特征在于:还进一步包括,根据网架结构,确定站间保护动作行为,最终实现局域电网内的故障有序隔离,包括:相间低电压反时限远后备保护须配置于局域电网内的各变电站内,且全网保护定值一致;当局域电网网架结构采用链式、星型网络时,故障点两侧变电站配置的相间低电压反时限远后备保护分别计算各自动作时间,满足各自保护判据后独立跳闸隔离故障;当局域电网网架结构采用环网时,故障点两侧变电站配置的相间低电压反时限远后备保护中采集母线电压较低的一侧先行跳开后,另一侧相间低电压反时限远后备保护将重新计算时间接续动作,局域电网内故障点两侧保护以纵序跳闸方式实现故障有序隔离。
18.一种基于权利要求1-17任一项所述保护方法的相间低电压反时限远后备保护系统,包括变电站主接线及保护配置获取模块、电气量及开关位置信息采集模块、相间低电压反时限远后备保护模块、远后备保护动作模块;其特征在于:变电站主接线及保护配置获取模块,用于获取变电站内各电压等级母线的主接线形式和保护配置方案;电气量及开关位置信息采集模块,根据母线主接线形式和保护配置方案,分别采集不同位置的电压、电流、开关位置信息;相间低电压反时限远后备保护模块,根据母线主接线形式和保护配置方案,分别确定相间低电压反时限远后备保护判据;当所述母线主接线形式为3/2断路器且采用常规继电保护配置方案时,相间低电压反时限远后备保护集成于主变或线路保护,所述保护判据为不带选择性的相间低电压反时限保护判据;否则将相间低电压反时限远后备保护集成于母线保护或站域保护中,所述保护判据为带选择性的相间低电压反时限保护判据;远后备保护动作模块,根据一次系统架构与相间低电压反时限远后备保护判据,确定变电站内的所有断路器的动作行为。
19.根据权利要求18所述相间低电压反时限远后备保护系统,其特征在于:在不带选择性的相间低电压反时限保护判据或带选择性的相间低电压反时限保护判据中,均通过相间低电压反时限动作时限子判据计算相间低电压反时限动作时间 :其中, t 0 为低电压反时限最小时间,其定值与相间距离Ⅲ段动作时间配合; t p 为低电压反时限时间,依据电压分布差异与动作时序关系选取时间常数; U NN 为母线额定相间电压, 为母线最小相间电压值。
20.根据权利要求18所述相间低电压反时限远后备保护系统,其特征在于:所述相间低电压反时限远后备保护系统须配置于局域电网内的各变电站内,且全网保护定值一致。
21.一种电子设备,包括:存储器和处理器;所述存储器用于存储计算机可执行指令,所述处理器用于执行所述计算机可执行指令,该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至17任意一项所述相间低电压反时限远后备保护方法的步骤。
22.一种计算机可读存储介质,其存储有计算机可执行指令,该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至17任意一项所述相间低电压反时限远后备保护方法的步骤。



