CN102593798A - 应用于智能开关的综合型继电保护方法 - Google Patents

Abstract

一种应用于智能开关的综合型继电保护方法，对于馈电线路中各级开关：主线开关采用电压-时间型保护方式，支线开关采用电流-时间型保护方式，联络开关采用联络开关保护方式；1)所述电压-时间型保护方式包括失压分闸保护、一侧来压重合闸保护和重合闸后检测故障电流保护；2)所述电流-时间型保护包括三段式电流保护方式、重合闸保护方式、加速段保护方式；3)联络开关保护包括一侧失压合闸保护、两侧有压闭锁合闸保护；与现有技术相比，本技术方案提出了具有新判据的三种保护类型，同时结合三种保护类型，分别在主线、支线、联络开关上采用三种不同的保护方式，而且这三种保护方式可以应用在每一个控制器，在实际运用中根据实际线路需要可以自由选择。

Description

应用于智能开关的综合型继电保护方法

技术领域

本发明适用于含有双电源的电网且单电源供电(不合环运行)的环网模式，与重合器配合采用本地控制方式实现馈线故障的快速、准确处理。

背景技术

近年来，随着电力系统相关技术的快速发展，以及智能电网概念的提出，对于馈电线路运行的安全可靠性有个更高的要求。目前国内外馈电线路的故障处理的本地控制一般采用重合器与其他高压开关或者重合器与重合器配合的方式。重合器与重合器配合的方案在故障发生时不会影响健康段的供电连续性，对故障段隔离速度快，停电时间也短，供电质量得到很大的提高，具有比传统其它方案的明显优势。重合器的保护逻辑可以分为：电压-时间型、电流-时间型、电流-次数型或者其它电压电流混合型。

但是对于含有双电源的电网以及单电源供电的环网模式下，需要有针对性地采用不同类型的保护逻辑，这样对设备的采用就产生了矛盾。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明是一种应用于智能开关FTU的综合型继电保护方法，具有三种保护方式，分别是电压-时间型、电流-时间型和联络开关保护。三种保护方式配合适用于：含有双电源的电网，单电源供电的环网模式，三种保护方式可以自由选择。

一种应用于智能开关的综合型继电保护方法，对于馈电线路中各级开关：主线开关采用电压-时间型保护方式，支线开关采用电流-时间型保护方式，联络开关采用联络开关保护方式；设判断电压是U_AB和U_BC，它们大于U1为有电，小于U0为无电；U_AB和U_BC分别是重合器的输入侧和输出侧的线电压(也可以是输出侧和输入侧的线电压)，U1和U0为预设的电压门限值；

1)所述电压-时间型保护方式包括失压分闸保护、一侧来压重合闸保护和重合闸后检测故障电流保护：

(11)失压分闸保护逻辑：开关处于闭合状态时，如果U_AB＜U0或U_BC＜U0，且I_A＜I，则开关延时T₀自动分闸；T₀为失压分闸延时时间；其中，I_A是电流互感器测得的A相电流值，I为预设的电流值，I_A＜I时，则认为是没有电流；

(12)一侧来压重合闸保护逻辑：失压分闸后，T₁时间内，如果U_AB≥U1且U_BC＜U0，或U_BC≥U1且U_AB＜U0，延时T₂开关自动合闸；其中：T₁为失压分闸开放时间；T₂为一侧来压重合闸延时时间；

(13)重合闸后检测故障电流保护逻辑：合闸后T₃时间内，检测到故障电流，闭锁自动合闸；解锁条件是人工合闸；其中，T₃为故障电流检测时间，T₃小于T₂；

2)所述电流-时间型保护包括三段式电流保护方式、重合闸保护方式、加速段保护方式；

(21)三段式电流保护分为速断保护、过流保护和过负荷保护；

当线路中出现短路电流时，触发速断保护，立即断开重合器；当线路中出现过流故障时，触发过流保护，经过预设延时时间，重合器分闸跳开；当线路中出现过负荷电流时，触发过负荷保护，经过预设延时时间，发送告警信号；

(22)重合闸保护：为所述一侧来压重合闸保护，触发保护动作分闸后，T₁时间内，如果U_AB≥U1且U_BC＜U0，或U_BC≥U1且U_AB＜U0，延时T₂开关自动合闸；

(23)加速段保护：当重合器合于故障后将触发加速段保护，重合器经过预设的动作时间加速跳开；

3)联络开关保护包括一侧失压合闸保护、两侧有压闭锁合闸保护；

(31)一侧失压合闸保护逻辑：当联络开关处于断开状态时，U_AB＜U0且U_BC≥U1，或U_AB≥U1且U_BC＜U0，开关延时T₄时间合闸；其中，T₄为一侧失压合闸延时时间，T₄小于T₁；

(32)两侧有压闭锁合闸保护逻辑：U_AB≥U1且U_BC≥U1，联络开关闭锁自动和手动合闸；解锁条件是一侧失压。

与现有技术相比，本技术方案提出了具有新判据的三种保护类型，同时结合三种保护类型，分别在主线、支线、联络开关上采用三种不同的保护方式，而且这三种保护方式可以应用在每一个控制器，在实际运用中根据实际线路需要可以自由选择。

附图说明

图1为应用本发明的方法的馈电线路示例图；

图2为A点永久性故障处理后线路示意图；

图3为B点永久性故障处理后线路示意图；

图中，处于闭合状态的开关，用黑色表示；处于断开状态的开关，用白色表示；CBn是母线n所在变电站的出线开关，CHn为交流高压重合器；

具体实施方式

下面结合具体应用例子说明本方法：

一种应用于智能开关的综合型继电保护方法，设判断电压大于U1为有电，小于U0为无电；对于馈电线路中各级开关：主线开关采用电压-时间型保护方式，支线开关采用电流-时间型保护方式，联络开关采用联络开关保护方式；

1)所述电压-时间型保护方式包括失压分闸保护、一侧来压重合闸保护和重合闸后检测故障电流保护：

(11)失压分闸保护逻辑：开关处于闭合状态时，如果U_AB＜U0或U_BC＜U0，且I_A＜I(防止PT断线情况)，则开关延时T₀自动分闸；T₀为失压分闸延时时间；

(12)一侧来压重合闸保护逻辑：失压分闸后，T₁时间内，如果U_AB≥U1且U_BC＜U0，或U_BC≥U1且U_AB＜U0，延时T₂开关自动合闸；其中：T₁为失压分闸开放时间，时间设置要合理，考虑到线路检修的情况T₁不能太长，考虑到线路复杂的情况T₁不能太短(T₁不能具体限定在某两个时间节点之间，要根据实际的运行情况进行合理的选择)；T₂为一侧来压重合闸延时时间；

(13)重合闸后检测故障电流保护逻辑：合闸后T₃时间内，检测到故障电流，闭锁自动合闸操作；解锁条件是人工合闸；其中，T₃为故障电流检测时间，错误！未找到引用源。小于T₂；

2)所述电流-时间型保护包括三段式电流保护(反时限)方式、重合闸保护方式、加速段保护方式；

(21)三段式电流保护分为速断保护、过流保护和过负荷保护；

当线路中出现短路电流时，触发速断保护，立即断开重合器；当线路中出现过流故障时，触发过流保护，经过预先设定的延时时间，重合器分闸跳开；当线路中出现过负荷电流时，触发过负荷保护，经过预先设定的延时时间发送告警信号；

(22)重合闸保护为所述一侧来压重合闸保护，触发保护动作分闸后，T₁时间内，如果U_AB≥U1且U_BC＜U0，或U_BC≥U1且U_AB＜U0，延时T₂开关自动合闸；

(23)加速段保护：当重合器合于故障(可以是短路故障，也可以是过负荷故障)后将触发加速段保护，重合器经过0.1s的动作时间加速跳开；

3)联络开关保护包括一侧失压合闸保护、两侧有压闭锁合闸保护；

(31)一侧失压合闸保护逻辑：当开关处于断开状态时，U_AB＜U0且U_BC≥U1，或U_AB≥U1且U_BC＜U0，开关延时T₄时间合闸(合闸后看做一根导线，没有负载)；其中，T₄为一侧失压合闸延时时间，T₄小于T₁(T₄的确定是考虑到负荷转供时，反向恢复供电情况)；

(32)两侧有压闭锁合闸保护逻辑：U_AB≥U1且U_BC≥U0，开关闭锁自动和手动合闸操作；解锁条件是一侧失压。

通过采用本发明保护逻辑的智能开关FTU与交流高压重合器配合，可以实现馈电线路本地控制下的故障定位、故障隔离以及非故障区域的恢复。

以图1所示线路为例，其中CB1和CB2分别为母线1和母线2所在变电站出线开关，具备三段式电流保护以及重合闸保护；CHn为交流高压重合器，作为主线开关的CH1、CH2、CH4、CH5采用电压-时间型保护方式，作为支线开关的CH3采用电流-时间型保护方式，CH6为环网联络开关，电网正常运行时CH6处于断开状态。

开关的部分保护定值如下表1、表2所示。

表1出线断路器和CH3的部分保护定值

断路器名称	I段电流延时时间	II段电流延时时间	重合闸间隔时间
				CB1	0s	0.8s	0.3s
CB2	0.1s	0.8s	0.4s
				CH3	0s	0.4s	2s

表2综合型保护装置定值

当A点发生短路故障时，CH3、CH1和CB1均检测到短路电流，CB1和CH3马上断开，CH1、CH2、CH6检测到失压，经过0.2s延时分闸。CB1经过0.3s延时重合闸，CH1检测到一侧来压经过2s延时合闸，CH2、CH3检测到一侧来压后延时2s合闸。如果是永久性故障，CH3合于故障，CB1、CH3再次分闸，CH1、CH2延时分闸，CH3闭锁。CB1经过0.3s再次重合闸，CH1、CH2、CH4依次延时重合闸，故障处理过程结束，图2为A点永久性故障处理后线路示意图。如果是瞬时性故障，经过一次重合闸后，故障已切除。

当B点发生过流故障时，CB1检测到故障电流，经过0.8s延时后，分闸。CH1、CH2、CH4检测到失压，经过0.2s延时时间失压分闸。CB1经过0.3s延时时间重合闸，CH1经过一侧来压重合闸延时时间2s后重合，CH2检测到一侧来压，经过一侧来压重合闸延时时间2s后CH2重合。如果是瞬时性故障，经过重合闸后故障已切除。如果是永久性故障，CH2重合闸后0.5s内检测到故障电流，CH2闭锁合闸操作，CB1再次延时分闸并重合闸，CH1失压分闸后检测到一侧来压再次延时重合。故障发生后，CH6检测到一侧失压，经过一侧失压合闸延时时间45s后，合闸并闭锁分闸操作，CH4检测到一侧来压后延时合闸，由于故障仍存在，CH4合于故障闭锁合闸操作，CB2检测到故障电流延时0.8s分闸，CH5、CH4延时失压分闸，CB2经过0.4s重合闸，CH5检测到一侧来压后延时2s合闸，故障处理过程结束，图3为B点永久性故障处理后线路示意图。

Claims (1)

1.一种应用于智能开关的综合型继电保护方法，其特征是对于馈电线路中各级开关：主线开关采用电压-时间型保护方式，支线开关采用电流-时间型保护方式，联络开关采用联络开关保护方式；设判断电压是U_AB和U_BC，它们大于U1为有电，小于U0为无电；U_AB和U_BC分别是重合器的输入侧和输出侧的线电压，U1和U0为预设的电压门限值；

1)所述电压-时间型保护方式包括失压分闸保护、一侧来压重合闸保护和重合闸后检测故障电流保护：

(11)失压分闸保护逻辑：开关处于闭合状态时，如果U_AB＜U0或U_BC＜U0，且I_A＜I，则开关延时T₀自动分闸；T₀为失压分闸延时时间；其中，I_A是电流互感器测得的A相电流值，I为预设的电流值，I_A＜I时，则认为是没有电流；

(12)一侧来压重合闸保护逻辑：失压分闸后，T₁时间内，如果U_AB≥U1且U_BC＜U0，或U_BC≥U1且U_AB＜U0，延时T₂开关自动合闸；其中：T₁为失压分闸开放时间；T₂为一侧来压重合闸延时时间；

(13)重合闸后检测故障电流保护逻辑：合闸后T₃时间内，检测到故障电流，闭锁自动合闸；解锁条件是人工合闸；其中，T₃为故障电流检测时间，错误！未找到引用源。小于T₂；

2)所述电流-时间型保护包括三段式电流保护方式、重合闸保护方式、加速段保护方式；

(21)三段式电流保护分为速断保护、过流保护和过负荷保护；

当线路中出现短路电流时，触发速断保护，立即断开重合器；当线路中出现过流故障时，触发过流保护，经过预设延时时间，重合器分闸跳开；当线路中出现过负荷电流时，触发过负荷保护，经过预设延时时间，发送告警信号；

(22)重合闸保护：为所述一侧来压重合闸保护，触发保护动作分闸后，T₁时间内，如果U_AB≥U1且U_BC＜U0，或U_BC≥U1且U_AB＜U0，延时T₂开关自动合闸；

(23)加速段保护：当重合器合于故障后将触发加速段保护，重合器经过预设的动作时间加速跳开；

3)联络开关保护包括一侧失压合闸保护、两侧有压闭锁合闸保护；

(31)一侧失压合闸保护逻辑：当联络开关处于断开状态时，U_AB＜U0且U_BC≥U1，或U_AB≥U1且U_BC＜U0，开关延时T₄时间合闸；其中，T₄为一侧失压合闸延时时间，T₄小于T₁；

(32)两侧有压闭锁合闸保护逻辑：U_AB≥U1且U_BC≥U1，联络开关闭锁自动和手动合闸；解锁条件是一侧失压。

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