CN104078946B - 一种面向变电站的广域距离保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种面向变电站的广域距离保护方法，包括如下内容：在区域电网内构建一主多子的主站－子站保护控制系统；以二次直流电源消失的变电站以及与之相连的线路为保护对象，各个子站完成广域距离保护的就地判断，并将信息上送主站；主站在判出某个变电站失电后，结合子站上送的就地信息，完成该变电站失电区域的广域距离保护功能，快速隔离变电站失电区域内的故障。此种保护方法可在电网中发生变电站二次直流电源消失的严重事故时，快速切除变电站失电区域内的故障，保障电网的安全稳定运行。

Description

一种面向变电站的广域距离保护方法
技术领域
本发明属于智能变电站运行技术领域，特别涉及一种面向变电站的广域距离保护方法。
背景技术
电力变电站二次直流电源消失（保护装置直流消失，或操作电源直流消失）是变电站运行中的一种严重事故，二次直流电源消失后，这个变电站的所有保护装置或操作回路均无法工作，站内的主变、母差、高抗，以及线路出线等均失去保护，一旦发生故障，本站将无保护动作，必须等其他相邻站的远后备保护延时动作来隔离故障。如图1中的变电站C站全站失电，在AC线上发生f1故障时，CB2的线路保护因失去保护电源或操作回路电源，无法动作切除故障，必须由相邻的A站的CB1、B站的CB3、D站的CB5延时切除故障。由于远后备保护需要考虑段间配合关系，其动作时间较慢，在严重情况下，其动作时间可能无法满足系统稳定的要求，对系统的安全稳定运行带来严重威胁。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种面向变电站的广域距离保护方法，其可在电网中发生变电站二次直流电源消失的严重事故时，快速切除变电站失电区域内的故障，保障电网的安全稳定运行。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种面向变电站的广域距离保护方法，包括如下步骤：
（1）在区域电网内构建一主多子的主站－子站保护控制系统；
（2）以二次直流电源消失的变电站以及与之相连的线路为保护对象，各个子站完成广域距离保护的就地判断，并将信息上送主站；
（3）主站在判出某个变电站失电后，结合子站上送的就地信息，完成该变电站失电区域的广域距离保护功能，快速隔离变电站失电区域内的故障。
上述步骤（1）中，主站－子站保护控制系统的构建方法是：选择区域电网中的一个变电站为主站，在主站设置保护控制主站装置，完成主站的保护控制功能；在区域电网的所有变电站内各设置一套保护控制子站装置，完成子站的保护控制功能；主站装置和子站装置间按照星形方式构建通信网，有输电线路连接的子站间按照点对点方式构建通信连接。
上述步骤（2）的详细内容是：子站装置完成线路对侧变电站是否失电的就地判断，然后上送主站；主站装置完成每个子站是否失电的就地判断，然后根据区域电网网络拓扑，如果与变电站有联系的所有相邻变电站均判出该变电站失电，则认为该变电站失电。
上述步骤（3）的详细内容是：子站装置采用方向距离继电器作为广域距离就地判别元件，按照包含下一级线路全长，或者包含对侧变电站主变低压侧原则整定，若判断故障点在距离继电器保护范围内，则将动作信息上送主站；主站判出变电站失电后，根据区域电网网络拓扑，如果与失电变电站有联系的所有相邻变电站的广域距离元件均动作，则认为该变电站失电区域内发生故障，主站发跳闸命令给所有相邻子站，快速动作完成故障隔离；若线路开关在分位状态，认为广域距离子站就地判据满足。
采用上述方案后，本发明能够在变电站保护二次直流电源消失时，以该变电站失电区域为保护对象构建的广域距离保护，可快速识别和隔离区内故障，保障了区域电网的安全稳定运行。
附图说明
图1是4个变电站的系统接线示意图，以C站保护直流电源消失为例；
图2是本发明实施时主站－子站的通信连接示意图；
图3是本发明实施时子站－子站的通信连接示意图；
图4是本发明实施时主站判断C站保护直流电源消失逻辑图；
图5是本发明实施时在C站保护直流电源消失时，广域距离保护动作逻辑图。
具体实施方式
本发明提供一种面向变电站的广域距离保护方法，为了更好地了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合附图说明如下。
首先，对图1所示区域电网构建一主多子的主站－子站保护控制系统：选择区域电网中的一个变电站为主站（一般为主供电源变电站），本实施例中选择A站为主站。在主站设置保护控制主站装置，完成主站的保护控制功能。在区域电网的所有变电站（包括主站A站）内各设置一套保护控制子站装置，完成子站的保护控制功能。主站装置和子站装置间按照星形方式构建通信网，如图2所示；有输电线路连接的子站间按照点对点方式构建通信连接，如图3所示。
子站装置完成线路对侧变电站是否失电的就地判断，然后上送主站。主站装置完成每个子站是否失电的就地判断，然后根据区域电网网络拓扑，如果与变电站有联系的所有相邻变电站均判出该变电站失电，则认为该变电站失电。以图1中C站失电为例进行说明。若C站失电，与之相邻的A子站、B子站、D子站均判断出C站失电，将信息上送给主站。主站先通过星形通信网逐一判断所有子站，也判出C站失电，然后结合A子站、B子站、D子站的信息，得出最终的C站失电判断，如图4所示。
图1中C站以及与之相连的AC线、BC线、CD线为C站失电区域（即图1中虚线椭圆所围区域，也即CB1、CB3、CB5开关所围区域）。主站在判出C站失电后，以C站失电区域为保护对象，以相邻的A、B、D子站信息构建广域距离保护。
子站装置的广域距离就地判别元件为方向距离继电器，按照包含下一级线路全长，或者包含对侧变电站主变低压侧原则整定，若判断故障点在方向距离继电器阻抗范围内，则将动作信息上送主站。如图1中AC线的f1点发生故障，A子站的CB1、B子站的CB3、D子站的CB5处的方向距离继电器均可感受到阻抗元件动作，并将动作信息上送给主站。
主站根据区域电网网络拓扑，接收到与失电的C站有联系的A、B、D子站的广域距离元件就地判据均动作，则认为C站失电区域内发生故障，经一整定延时确认后，主站发跳闸命令给A、B、D子站，A、B、D子站分别跳开CB1、CB3、CB5开关，完成故障的快速隔离，可配合图5所示。
若某个子站的线路开关在分位，如假设图1中B子站的CB3开关在分位，在C站失电区域内发生故障时，CB3处感受不到故障电流，其方向距离继电器阻抗元件不会动作，将导致主站广域距离拒动。故对于开关分位状态，等同于子站的方向距离继电器阻抗元件。
综上，本发明通过上述方案的实施，在变电站保护二次直流电源消失时，以该变电站失电区域为保护对象构建的广域距离保护，可快速识别和隔离区内故障，保障了区域电网的安全稳定运行。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (1)

1.一种面向变电站的广域距离保护方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)在区域电网内构建一主多子的主站－子站保护控制系统；
所述步骤(1)中，主站－子站保护控制系统的构建方法是：选择区域电网中的一个变电站为主站，在主站设置保护控制主站装置，完成主站的保护控制功能；在区域电网的所有变电站内各设置一套保护控制子站装置，完成子站的保护控制功能；主站装置和子站装置间按照星形方式构建通信网，有输电线路连接的子站间按照点对点方式构建通信连接；
(2)以二次直流电源消失的变电站以及与之相连的线路为保护对象，各个子站完成广域距离保护的就地判断，并将信息上送主站；
所述步骤(2)的详细内容是：子站装置完成线路对侧变电站是否失电的就地判断，然后上送主站；主站装置完成每个子站是否失电的就地判断，然后根据区域电网网络拓扑，如果与变电站有联系的所有相邻变电站均判出该变电站失电，则认为该变电站失电；
(3)主站在判出某个变电站失电后，结合子站上送的就地信息，完成该变电站失电区域的广域距离保护功能，快速隔离变电站失电区域内的故障；
所述步骤(3)的详细内容是：子站装置采用方向距离继电器作为广域距离就地判别元件，按照包含下一级线路全长，或者包含对侧变电站主变低压侧原则整定，若判断故障点在距离继电器保护范围内，则将动作信息上送主站；主站判出变电站失电后，根据区域电网网络拓扑，如果与失电变电站有联系的所有相邻变电站的广域距离元件均动作，则认为该变电站失电区域内发生故障，主站发跳闸命令给所有相邻子站，快速动作完成故障隔离；若线路开关在分位状态，认为广域距离子站就地判据满足。
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