CN105186464B - 一种3/2开关主接线断路器失灵保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种3/2开关主接线断路器失灵保护方法，建立3/2断路器接线拓扑结构，若所述拓扑结构中某一位置的线路发生故障，查找到所述故障线路处的断路器，并对该断路器下发跳闸命令。若该断路器失灵，根据所述拓扑结构中各个断路器之间的位置关系，建立关联矩阵B；对所述失灵断路器进行编号，查找在关联矩阵B中对应的元素，从而确定该失灵断路器所对应的需要跳开的断路器，执行失灵保护。本发明对3/2接线断路器失灵保护的运行方式具有较强的适应性，无需根据每次不同的运行方式重新设定断路器失灵保护的跳闸逻辑。

Description

一种3/2开关主接线断路器失灵保护方法

技术领域

本发明涉及一种3/2开关主接线断路器失灵保护方法，属于电力系统的继电保护领域。

背景技术

电力系统在运行中遭受故障不可避免的，为了避免更多设备遭受损害，保证电力系统运行的安全稳定性，需要电力工作人员要对故障做出及时的处理，电力系统中的继电保护就是对电力系统实施防护的第一道防线。其中，被保护的单元主要分为主保护和后备保护，其中，在超高压电网中，一般都是采用近后备保护与变电站母线上断路器的断路器失灵保护联合工作的方式，努力达到最小范围、最快速的切断故障。

近后备保护是由该电力设备或线路的另一套保护实现的后备保护，大多采用阶段式的距离保护或零序过流保护，通过上下级保护之间定值和时限的配合来实现继电保护的选择性。这种方式不仅整定困难，而且动作时延长，隔离范围大。当该断路器拒动时，需要专门的断路器失灵保护跳开与拒动的断路器在同一母线上其他的断路器。对于3/2主接线形式，断路器失灵保护按串布置，并以断路器为基本单元。如每台断路器都配置失灵保护功能。失灵保护动作后需要跳开哪些断路器由该母线的一次接线形式决定，这就使断路器的失灵保护只能按照固定的主接线形式，编定跳闸逻辑，当主接线运行方式变化时需要重新编写。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，在已知故障元件的位置时，提出了一种3/2开关主接线断路器失灵保护方法，解决了每次3/2接线运行方式改变时，断路器失灵保护都需要重新编写跳闸逻辑的问题。

本发明是通过如下方案予以实现的：

一种3/2开关主接线断路器失灵保护方法，步骤如下：

步骤1，根据3/2断路器接线拓扑结构，若所述拓扑结构中某一位置的线路发生故障，查找到所述故障线路处的断路器，并对该断路器下发跳闸命令，若该断路器失灵，则进入步骤2)；

步骤2，根据所述拓扑结构中各个断路器之间的位置关系，建立关联矩阵B；所述关联矩阵B的行标和列标都表示该拓扑结构中断路器的编号；位置不相邻的断路器，在关联矩阵B中对应的元素为0；位置相邻的断路器(包括断路器自身)，在关联矩阵B中对应的元素为1；

步骤3，根据所述失灵断路器的编号，查找在关联矩阵B中该编号对应的行或列为1的元素，元素值为1的对应的编号所代表的断路器，即为该失灵断路器所对应的需要跳开的断路器，执行失灵保护。

进一步的，所述步骤1中，通过建立关联矩阵A查找所述故障线路处的断路器，所述关联矩阵A的行标为该拓扑结构中的母线和出线，所述关联矩阵A的列标为该拓扑结构中的出线。

进一步的，若线路之间连有断路器，关联矩阵A中所述线路对应的元素用断路器的编号表示，若线路之间没连接的断路器，关联矩阵A中所述线路对应的元素用0表示。

进一步的，步骤1所述故障线路处的断路器中，通过查找关联矩阵A中故障线路所在的行或列中元素不为0的断路器编号，该编号所对应的断路器即故障线路处的断路器。

进一步的，步骤3所述的查找在关联矩阵B中该编号对应的行或列为1的元素，是通过下式计算得到的

C＝N*B (1)

其中，N为失灵断路器的位置向量，失灵断路器所在向量N中对应的位置为1，其余位置设置为0；求解的向量C中为1的元素，即为在关联矩阵B中该失灵断路器的编号对应的行或列为1的元素。

本发明和现有技术相比的有益效果是：

以往断路器失灵保护只能按照固定的主接线形式，编定跳闸逻辑，当主接线运行方式变化时需要重新编写。本发明在已知故障元件位置的前提下，利用通信技术和计算机，通过建立了断路器关联矩阵，用于计算故障元件断路器失灵保护对应的断路器跳闸序列，从而查找到失灵断路对应的需要跳开的断路器。本发明的断路器失灵保护将主接线形式反映在关联矩阵中，关联矩阵随着主接线形式的变化自我调整，所以当主接线形式变化时，无需重新编写跳闸逻辑。因此，本发明可以适用于3/2接线下母线的不同运行方式，具有较强的自适应性。

而且，这种通过建立关联矩阵进行查找的方式，可以实现快速查找到需要跳闸的断路器，进而隔离故障，而且保证了故障的隔离范围最小。

附图说明

图1是本发明实施例的3/2一次接线电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的说明。

一种3/2开关主接线断路器失灵保护跳闸序列搜索方法，步骤如下：

步骤1)根据3/2断路器接线拓扑结构，如图1所示。其中，B1和B2为两条母线，L1，L2，L3，L4，L5和L6为出线，CB1至CB9为断路器。若所述拓扑结构中某一位置的线路发生故障，查找到所述故障线路处的断路器，并对该断路器下发跳闸命令。

步骤2)在下发跳闸命令后，继续监测断路器状态，经过一段延时后，若某个断路器中仍然存在故障电流，则表示该断路器失灵，这时需根据关联矩阵B进行断路器失灵保护。依照各个断路器之间是否相邻建立关联矩阵B，可以清晰的得到断路器之间的连接关系。关联矩阵B的行和列分别表示断路器的编号：CB1，CB2，CB3，......，CB9。如图1所示，在关联矩阵B中断路器相邻的(包括断路器自身)对应的元素为1，断路器不相邻的对应的元素为0，关联矩阵B如下式表示：

步骤3)根据所述失灵断路器的编号，查找在关联矩阵B中该编号对应的行或列为1的元素，元素值为1的对应的编号所代表的断路器，即为该失灵断路器所对应的需要跳开的断路器，执行失灵保护。

步骤1)中，查找到所述故障线路处的断路器通过以下方法实现，建立关联矩阵A，其中，关联矩阵A的行标依次表示为线路B1，B2，L1，L2，L3，L4，L5，L6，关联矩阵A的列标依次表示为L1，L2，L3，L4，L5，L6。关联矩阵A中的元素表示各个线路之间所连接的断路器的编号，对于线路之间没有连接断路器的，关联矩阵A中对应的元素值为0，关联矩阵A如下式表示：

如果所述拓扑结构中某一位置的线路发生故障，并且所述故障的位置确定，若发生故障的线路为母线，查找关联矩阵A中故障母线所在的行对应的不为零元素的断路器的编号；若出线发生故障时，则在查找关联矩阵A中故障母线所在的列对应的不为零元素的断路器的编号。然后，对所查找到的编号对应的断路器下发跳闸命令，实现近后备保护。

步骤3)中查找在关联矩阵B中该编号对应的行或列为1的元素，是通过下式计算得到的

C＝N*B (4)

其中，N为失灵断路器的位置向量，失灵断路器所在向量N中对应的位置为1，其余位置设置为0；求解的向量C中为1的元素，即为在关联矩阵B中该失灵断路器的编号对应的行或列为1的元素。

例如，母线B1故障，本应该跳开断路器CB1,CB2和CB3，但CB3经一定时间后仍存在故障电流，则说明断路器CB3失灵，因此需要进行断路器失灵保护。令向量N＝[0,0,1,0,0,0,0,0,0]，则向量N与关联矩阵B相乘，得到断路器CB3对应的失灵保护跳闸向量C＝[1,1,1,0,0,1,0,0,0]，向量C中1表示的断路器为CB1，CB2，CB3和CB6。因此，为了实现断路器失灵保护，边串断路器的失灵保护动作后再跳一次本断路器CB3，再跳母线上的所有断路器CB1，CB2和中串断路器CB6。

本实例通过设置位置向量N，将位置向量N和关联矩阵B进行计算，从而求得关联矩阵B中该失灵断路器的编号对应的行或列为1的元素。作为其他实施方式，也可以通过直接查找关联矩阵B中失灵保护断路器对应的元素为1的方式，得到失灵断路器所对应的需要跳开的断路器。

在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种3/2开关主接线断路器失灵保护方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1，根据3/2断路器接线拓扑结构，若所述拓扑结构中某一位置的线路发生故障，查找到所述故障线路处的断路器，并对该断路器下发跳闸命令，若该断路器失灵，则进入步骤2)；

步骤2，根据所述拓扑结构中各个断路器之间的位置关系，建立关联矩阵B；所述关联矩阵B的行标和列标都表示该拓扑结构中断路器的编号；位置不相邻的断路器，在关联矩阵B中对应的元素为0；位置相邻的断路器及断路器自身，在关联矩阵B中对应的元素为1；

步骤3，根据失灵断路器的编号，查找在关联矩阵B中该编号对应的行或列为1的元素，元素值为1的对应的编号所代表的断路器，即为该失灵断路器所对应的需要跳开的断路器，执行失灵保护。

2.根据权利要求1所述一种3/2开关主接线断路器失灵保护方法，其特征在于，所述步骤1中，通过建立关联矩阵A查找所述故障线路处的断路器，所述关联矩阵A的行标为该拓扑结构中的母线和出线，所述关联矩阵A的列标为该拓扑结构中的出线。

3.根据权利要求2所述一种3/2开关主接线断路器失灵保护方法，其特征在于，若线路之间连有断路器，关联矩阵A中所述线路对应的元素用断路器的编号表示，若线路之间没连接的断路器，关联矩阵A中所述线路对应的元素用0表示。

4.根据权利要求3所述一种3/2开关主接线断路器失灵保护方法，其特征在于，步骤1所述故障线路处的断路器中，通过查找关联矩阵A中故障线路所在的行或列中元素不为0的断路器编号，该编号所对应的断路器即故障线路处的断路器。

5.根据权利要求1所述一种3/2开关主接线断路器失灵保护方法，其特征在于，步骤3所述的查找在关联矩阵B中该编号对应的行或列为1的元素，是通过下式计算得到的

C＝N*B (1)

其中，N为失灵断路器的位置向量，失灵断路器所在向量N中对应的位置为1，其余位置设置为0；求解的向量C中为1的元素，即为在关联矩阵B中该失灵断路器的编号对应的行或列为1的元素。