CN105048409B - 一种基于继电保护定值的自动校验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于继电保护定值的自动校验方法，其包含：定值阀值校验，是依据被保护装置型号，将定值项整定经验值设置成定值阀值，对超过定值阀值的定值项进行校验；所述定值项整定经验值是被保护装置的保护项进行过流或零流保护时的数值；定值公式校验，对于定值公式中相关定值项的数值是否满足该定值公式表达的关系进行校验；所述定值公式包含：反时限曲线计算公式、定值项整定经验值计算公式、定时限与定时限之间配合计算公式、反时限与定时限之间配合计算公式。本发明对定值校验进行优化，实现规则动态维护，并能够依据所配置规则完成相应的阀值校验及定值公式校验。

Description

一种基于继电保护定值的自动校验方法

技术领域

本发明涉及一种基于继电保护定值的自动校验方法。

背景技术

对于紧凑型、密集型的受端大电网，一旦重要的电气设备发生问题，必将对上级电网的安全、稳定造成极大的影响，同时，随着电网的进一步扩容，电气设备和电网可能存在的隐患和风险也越来越多，电网的安全边际也越来越小，这就对定值管理的有效性和规避电网风险的及时性提出了更高的要求,加强新旧定值更改的精细化管理，利用定值曲线有效协调上下级定值配合工作，快速定位定值更改边界，提高电网异常时保护设备动作及时性、准确性和有效性，并最终形成一套行之有效的电网定值管理方法已刻不容缓。

继电保护是保障电网安全稳定运行和电气设备安全的重要装置，是构成电力系统整体的不可缺少的组成部分，伴随着电网规模不断更新扩大，结构日趋复杂，电网间的联系也日趋密切，为适应工业的不断发展，电力工业也加快了电网的建设和改造。作为保证电网安全稳定运行的重要技术保障继电保护显得尤为重要。现有的定值单信息管理系统存在或多或少问题：软件网络化程度不高，数据储存比较混乱，引起调度和运行部门之间数据不一致；人机交互界面不友好，很容易因为人为错误而造成整定计算错误，给继电保护甚至整个电网的安全运行造成严重影响。

尤其是存在定值校核手段弱的问题，对于电网二次保护系统，上下级保护定值配合曲线是继保整定人员校核定值正确性的重要手段。各地区调度针对上下级保护定值配合曲线管理方式也不尽相同，大部分地调采用手工绘图和储存的方法，为了达到数据共享，将纸质定值单扫描成图片存入计算机中，甚至部分地调采用将定值曲线打印的方式长久储存历史资料。虽然实现保护定值的审批、决策过程中的环节实现了电子化流转，但定值曲线绘制和新旧定值对比需要采用多系统、多界面调用，定值项功能校验缺乏自动化、智能化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于继电保护定值的自动校验方法，对定值校验进行优化。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种基于继电保护定值的自动校验方法，其包含：

定值阀值校验，是依据被保护装置型号，将定值项整定经验值设置成定值阀值，对超过定值阀值的定值项进行校验；所述定值项整定经验值是被保护装置的保护项进行过流或零流保护时的数值；

定值公式校验，对于定值公式中相关定值项的数值是否满足该定值公式表达的关系进行校验；所述定值公式包含：反时限曲线计算公式、定值项整定经验值计算公式、定时限与定时限之间配合计算公式、反时限与定时限之间配合计算公式。

优选地，所述定值项，包含：距离保护、过流保护、电流电压速断、相间距离I、II、III段、接地距离I、II、III段、零流I、II段、反时限过流、反时限零流。

优选地，所述定值项整定经验值的计算，包含：

与相邻单回线定时限过电流保护配合整定时保护整定值计算；

按与相间距离Ⅱ段相配合整定时保护整定值计算；

按与相邻距离Ⅲ段相配合时的动作阻抗计算及距离Ⅲ段动作时间计算；

按与相邻变压器的电流、电压保护配合整定的定值计算及保护Ⅲ段动作时间计算。

优选地，所述按与相间距离Ⅱ段相配合整定时保护整定值计算，进一步包含：

相间距离Ⅱ段在重合闸之后不经振荡闭锁控制，且距离Ⅲ段保护范围不伸出相邻变压器的其他母线时的动作时间整定值计算；

当距离Ⅲ段保护范围伸出相邻变压器的其他母线时的动作时间整定值计算。

优选地，所述按与相邻变压器的电流、电压保护配合整定的定值计算，进一步包含：相邻保护为电压元件时或为电流元件时计算电流元件或电压元件的最小保护范围阻抗值。

优选地，所述反时限曲线计算公式，包含一般反时限、非常反时限、极端反时限三种公式特性的计算。

优选地，所述自动校验方法，还包含上下级定值配合校验；

所述上下级定值配合校验，是在主变过流保护调整时对线路过流保护定值进行定值阀值校验和/或定值公式校验，包含：

当下级的低压侧过流保护待整定时，对上级主保护的整定定值进行校验；

当主变高压侧过流保护待整定时，将上级主变保护所关联的下级线路过流定值进行校验；并通过循环调用方式，根据电压等级、变电站、变压器主保护，被保护电站下所有变压器所关联线路的过流保护定值进行校验。

优选地，所述定时限与定时限之间配合校验，包含在下级反时限过流保护时，根据一般反时限的计算公式求得反时限动作时间T，并根据反时限与定时限之间配置的时间值△T，得到主变定时限过流保护的以下参数：

I_A＝K*I_B

T_A＝T_B+△T

其中K≥1.1；△T≥0.3；I为故障电流，A表示上级保护设备，B表示下级保护设备。

优选地，所述反时限与定时限之间配合校验，包含使下级主变保护定时限定值，与下级35kV变电站内10kV线路保护配置进行配合，对下级10kV线路保护配置根据一般反时限的计算公式，得到以下参数：

I_B≤I_A*U_A/U_B*0.9*0.866

T_A＝T_B+△T

其中，反时限与定时限之间配置的时间值△T≥0.3；I为故障电流，U为电压，A表示上级保护设备，B表示下级保护设备。

优选地，根据定值阀值校验、定值公式校验、上下级定值配合校验涉及的定值规则，建立定值边界智能逻辑库，对站内设备依据网络拓扑中的间隔单元形成保护单元，站外设备依据线路拓扑形成保护单元，并记录相应保护单元的关联单元结构；

当任意保护单元中的定值更改时，提醒对该保护单元内的定值进行同步更改以使其满足定值阀值校验、定值公式校验，并对该保护单元及其关联单元结构进行上下级定值配合校验。

本发明所述基于继电保护定值的自动校验方法，对定值校验实现优化，实现规则动态维护，并能够依据所配置规则完成相应的阀值校验及定值公式校验。

附图说明

图1是本发明自动校验方法的示意图；

图2是本发明中定时限与定时限之间配合的示意图；

图3是本发明中反时限与定时限之间配合的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种基于继电保护定值的自动校验方法，实现对定值校验功能的优化。

本发明的方法中，包含定值阀值校验：

在定值管理的过程中，可以依据被保护装置型号，将定值项整定经验值设置成定值阀值，对超过阀值的定值项进行校验。如校验结果栏显示标准定值数值及差值，如相差10％，则采用黄色字体颜色、如超过20％，则采用红色字体颜色进行提醒等。

例如，是对被保护装置的保护项，转换为过流或零流保护时涉及的数值。所述的保护项包含：距离保护、过流保护、电流电压速断、相间距离I(II、III)段、接地距离I(II、III)段、零流I(II)段、反时限过流、反时限零流，以及其他类型的保护。

相关经验值的计算公式如下：

1、与相邻单回线定时限过电流保护配合整定时保护整定值计算为：

I_d ^z＝K_k*K_fz.max*I_d ^z _Ⅲ

(K_k：可靠系数；K_fz.max：最大分支系数；I_d ^z _Ⅲ：电网在某处故障时的短路电流值)。

2、按与相间距离Ⅱ段相配合整定时保护整定值计算为：

Z_d ^z _.Ⅲ<K_k*Z_xl+K′_k*K_z*Z′_d ^z _.Ⅱ

(Z′_d ^z _.Ⅱ：相间距离Ⅱ段动作阻抗；Z_xl：线路正序阻抗；K_k：可靠系数，取值范围是0.8～0.85；K′_k：可靠系数，取值为0.8；K_z：助增系数，取可能的最小值)；

最大敏感角：θ_lm＝θ_xl；(θ_xl为线路阻抗角)。

(1)相间距离Ⅱ段在重合闸之后不经振荡闭锁控制，且距离Ⅲ段保护范围不伸出相邻变压器之其他母线时，动作时间整定为：

t_Ⅲ>t′_Ⅱ.z+△t

(t′_Ⅱ.z为相间距离Ⅱ段在重合闸之后不经振荡闭锁控制时的Ⅱ段动作时间)。

(2)当距离Ⅲ段保护范围伸出相邻变压器之其他母线时，动作时间整定为：

t_Ⅲ>t′_b+△t

(t′_b为邻变压器之后备保护动作时间)。

3、按与相邻距离Ⅲ段相配合，动作阻抗计算为：

Z_dz.Ⅲ<K_k*Z_xl+K′_k*K_z*Z′_dz.Ⅲ

(Z′_dz.Ⅲ：相间距离Ⅲ段动作阻抗；Z_xl：线路正序阻抗；K_k：可靠系数取0.8～0.85；K′_k可靠系数取0.8；K_z：助增系数，取可能的最小值)

最大敏感角：

θ_lm＝θ_xl；(θ_xl为线路阻抗角)

距离Ⅲ段动作时间为：

t_Ⅲ>t′_Ⅲ+△t；(t′_Ⅲ为相间距离Ⅲ段动作时间)。

4、按与相邻变压器的电流、电压保护配合整定，定值计算为：

Z_dz.Ⅲ<K_k*Z_xl+K′_k*K_z*Z_bh

(Z_bh为电流元件或电压元件的最小保护范围阻抗值)；

对相邻保护为电压元件时计算为：

Z_bh＝U′_dz*Z_xt.min/(√3E_x-U′_dz)

(U′_dz：相邻电压元件动作电压；E_x：系统运行相电压势；Z_xt.min：系统至相邻电压保护安装处之最小综合阻抗)；

对相邻保护为电流元件时计算为：

Z_bh＝√3E_x/2I′_dz-Z_xt.max

(I′_dz：相邻电流元件动作电流；Z_xt.max：系统至相邻电压保护安装处之最大综合阻抗)；

最大敏感角：θ_lm＝θ_xl；(θ_xl为线路阻抗角)

保护Ⅲ段动作时间为：

t_Ⅲ>t′_b+△t

(t′_b为相邻变压器电流、电压保护动作时间)。

本发明的方法中，还包含定值公式校验：

在定值管理的过程中，可以设定相应定值公式进行校验。比如，对于反时限曲线公式，通过一般反时限、非常反时限、极端反时限三种公式特性进行校验，如下：

特性1(一般反时限)：

特性2(非常反时限)：

特性3(极端反时限)：

I为故障电流，t为动作时间，I_P为电流基准值，T_P为时间常数。

此外，上文所述经验值计算中涉及的公式；下文所述定时限与定时限之间配合，反时限与定时限之间配合涉及的公式，同样可以用于定值公式校验，以验证相应定值项的数值是否满足公式表达的关系。

本发明的方法中，还包含上下级定值配合校验：

上下级定值配合，当主变过流保护调整时，会对线路过流保护定值进行校验，例如：

1、当下级的低压侧过流保护待整定时，将上级主保护进行整定定值校验。

2、当主变高压侧过流保护待整定时(如对上级主变过流保护进行整定)，将上级主变保护所关联的下级线路过流定值(包括下级保护)实现自动化校验。同时，可以通过循环调用的方式，具备按照电压等级、变电站、变压器主保护，将该站下所有变压器所关联线路的过流保护进行定值校验，极大提高工作效率，提升电网安全。

具体涉及如下：

(1)定时限与定时限之间的配合，可以依据保护范围维护相应校验公式后进行校验。例如，参见图2所示，下级反时限过流保护，在电流2800A时，根据特性1的公式(T_P＝0.25，基准电流I_P＝560A)，可以算得此时反时限动作时间为1.07秒，根据规程标准，反时限与定时限间的配置△T≥0.5秒，得到主变定时限过流保护(2800A，2秒)，与下级10kV线路反时限保护可靠配合。

I_A＝K*I_B(K满足条件：K≥1.1)

T_A＝T_B+△T(△T满足条件：△T≥0.3)。

(2)反时限与定时限之间的配合。参见图3所示，假设下级主变保护定时限定值为2800A，2秒，反时限与定时限之间的配合该定值要与下级35kV变电站内10kV线路保护配置，下级10kV线路保护配置一般反时限(特性1公式)，如下：

I_B≤I_A*U_A/U_B*0.9*0.866

T_A＝T_B+△T(△T满足条件：△T≥0.3)。

基于上述方法，通过定值规则的累积，可以建立定值边界智能逻辑库，设置关联单元结构及曲线绘制规则。站内设备可依据网络拓扑中的间隔单元形成保护单元，站外设备可依据线路拓扑形成线路保护单元。当保护单元中定值更改时，提醒单元内的定值同步更改，从而达到管理上下级定值配合关联关系，自动对定值计算的结果进行智能安全校验。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种基于继电保护定值的自动校验方法，其特征在于，包含：

定值阀值校验，是依据被保护装置型号，将定值项整定经验值设置成定值阀值，对超过定值阀值的定值项进行校验；所述定值项整定经验值是被保护装置的保护项进行过流或零流保护时的数值；

定值公式校验，对于定值公式中相关定值项的数值是否满足该定值公式表达的关系进行校验；所述定值公式包含：反时限曲线计算公式、定值项整定经验值计算公式、定时限与定时限之间配合计算公式、反时限与定时限之间配合计算公式；

上下级定值配合校验，是在主变过流保护调整时对线路过流保护定值进行定值阀值校验和/或定值公式校验，包含：

当下级的低压侧过流保护待整定时，对上级主保护的整定定值进行校验；

当主变高压侧过流保护待整定时，将上级主变保护所关联的下级线路过流定值进行校验；并通过循环调用方式，根据电压等级、变电站、变压器主保护，被保护电站下所有变压器所关联线路的过流保护定值进行校验。

2.如权利要求1所述基于继电保护定值的自动校验方法，其特征在于，

所述定值项，包含：距离保护、过流保护、电流电压速断、相间距离I、II、III段、接地距离I、II、III段、零流I、II段、反时限过流、反时限零流。

3.如权利要求2所述基于继电保护定值的自动校验方法，其特征在于，

所述定值项整定经验值的计算，包含：

与相邻单回线定时限过电流保护配合整定时保护整定值计算；

按与相间距离Ⅱ段相配合整定时保护整定值计算；

按与相邻距离Ⅲ段相配合时的动作阻抗计算及距离Ⅲ段动作时间计算；

按与相邻变压器的电流、电压保护配合整定的定值计算及保护Ⅲ段动作时间计算。

4.如权利要求3所述基于继电保护定值的自动校验方法，其特征在于，

所述按与相间距离Ⅱ段相配合整定时保护整定值计算，进一步包含：

相间距离Ⅱ段在重合闸之后不经振荡闭锁控制，且距离Ⅲ段保护范围不伸出相邻变压器的其他母线时的动作时间整定值计算；

当距离Ⅲ段保护范围伸出相邻变压器的其他母线时的动作时间整定值计算。

5.如权利要求3所述基于继电保护定值的自动校验方法，其特征在于，

所述按与相邻变压器的电流、电压保护配合整定的定值计算，进一步包含：相邻保护为电压元件时或为电流元件时计算电流元件或电压元件的最小保护范围阻抗值。

6.如权利要求1所述基于继电保护定值的自动校验方法，其特征在于，

所述反时限曲线计算公式，包含一般反时限、非常反时限、极端反时限三种公式特性的计算。

7.如权利要求1所述基于继电保护定值的自动校验方法，其特征在于，

所述定时限与定时限之间配合校验，包含在下级反时限过流保护时，根据一般反时限的计算公式求得反时限动作时间T，并根据反时限与定时限之间配置的时间值△T，得到主变定时限过流保护的以下参数：

I_A＝K*I_B

T_A＝T_B+△T

其中K≥1.1；△T≥0.3；I为故障电流，A表示上级保护设备，B表示下级保护设备。

8.如权利要求7所述基于继电保护定值的自动校验方法，其特征在于，

所述反时限与定时限之间配合校验，包含使下级主变保护定时限定值，与下级35kV变电站内10kV线路保护配置进行配合，对下级10kV线路保护配置根据一般反时限的计算公式，得到以下参数：

I_B≤I_A*U_A/U_B*0.9*0.866

T_A＝T_B+△T

其中，反时限与定时限之间配置的时间值△T≥0.3；I为故障电流，U为电压，A表示上级保护设备，B表示下级保护设备。

9.如权利要求8所述基于继电保护定值的自动校验方法，其特征在于，

根据定值阀值校验、定值公式校验、上下级定值配合校验涉及的定值规则，建立定值边界智能逻辑库，对站内设备依据网络拓扑中的间隔单元形成保护单元，站外设备依据线路拓扑形成保护单元，并记录相应保护单元的关联单元结构；

当任意保护单元中的定值更改时，提醒对该保护单元内的定值进行同步更改以使其满足定值阀值校验、定值公式校验，并对该保护单元及其关联单元结构进行上下级定值配合校验。