CN105870887B - 一种识别母线差动区域的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种识别母线差动区域的方法，将母联断路器两侧的电流互感器都接入至母线保护装置，在两侧的母联电流互感器均无异常时，母线保护装置的小差差流交叉使用母联电流互感器；当其中一侧的母联电流互感器发生断线时，且该母联断路器的两段连接母线处于并列运行时，断线的母联电流互感器切换至使用正常的另一组母联电流互感器，使得母线保护装置的小差差流计算仍然正确，从而母线保护装置在一组母联互感器发生断线时，发生于母线区内故障仍然具有可选择性。

Description

一种识别母线差动区域的方法
技术领域
本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种识别母线差动区域的方法。
背景技术
在双母线(包括双母单分段、双母双分段)和单母分段(包括单母三分段、单母多分段)主接线运行方式中，母线保护的大差差流指除母联(分段)电流外的其他所有母线支路电流的向量和电流，小差差流指一段母线上包含母联(分段)电流在内的该段母线的所有支路的向量和电流。从功能上来说，母线大差差流用于判别母线区内和区外故障，小差差流用于选择故障母线。
现有的很多变电站，一次侧在同一母联(分段)断路器两侧安装了两组电流互感器，但目前国家电网公司、南方电网公司相关规范只接入一组母联(分段)断路器至母线保护装置，当母联(分段)断路器断线时，虽不影响大差电流的计算，但由于母联(分段)电流无法获取，因此无法计算小差差流，导致该断路器的两段母线处于互联状态。这种现象不会影响母线保护对区内外故障的判别，但是失去了对故障母线的选择性。此时，当互联的任一段母线发生区内故障时，挂于两段母线上的所有间隔断路器将无选择性跳开，导致的后果是扩大了停电范围。
发明内容
为解决母联断路器断线时失去对故障母线的选择性判别的问题，本发明提出了母线并列运行且发生母联断路器断线时，基于两组母联电流互感器相互替换识别母线差动区域的方法，使得在母联断路器断线时仍能有效选择故障母线，减小了停电范围，提高了用电可靠性。
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种识别母线差动区域的方法，包括以下步骤：
S1：将连接母线I和母线II的母联断路器两侧的电流互感器都接入母线保护装置；
S2：判断母线I和母线II处于分列运行方式还是并行运行方式；
S3：根据母线I和母线II的运行方式，母线保护装置执行不同的操作；
①当判断母线I和母线II处于分列运行方式，母联断路器的电流不计入小差差流，与母联断路器两侧的电流互感器是否发生断线无关，母线保护装置根据大差差流和小差差流启动I母母线差动保护和/或II母母线差动保护；
②当判断母线I和母线II处于并列运行方式，再进行故障的发生位置的判断：
(1)当故障发生在母线区域外，则母线保护装置不启动母线I和/或母线II的母线差动保护动作；
(2)当故障发生在母线上或者母联死区内，判断母联断路器两侧的电流互感器是否断线，母线保护装置执行如下操作：
A操作：当两侧的电流互感器均未断线时，将母联断路器的电流交叉计入小差差流，母线保护装置分别计算I母小差差流、II母小差差流和大差差流，并启动母线I和/或母线II的母线差动保护动作；
B操作：当其中一侧的电流互感器断线时，当故障发生在母线上时，母线保护装置在计算小差差流时，I母小差差流和II母小差差流均使用正常的电流互感器的电流计算，并启动母线I或母线II的母线差动保护动作；当故障发生在死区时，在启动母线I或母线II的母线差动保护动作后，母线处于分列状态，当退母联电流互感器的电流后，另一条母线的小差差流动作条件也满足，则再启动另一个母线的母线差动保护动作，母线故障彻底切除。
所述步骤S3的A操作中，在两侧的电流互感器均未断线时，母线保护装置的小差差流交叉使用母联断路器两侧的电流互感器。
所述步骤S3的A和B操作中，I母母线差动保护动作的启动条件为：大差有差流且I母小差有差流；所述II母母线差动保护动作的启动条件为：大差有差流且II母小差有差流。
所述母线I和母线II并行运行的判断原则为：母联断路器与隔刀都处于合位；或是无大差差流，母联断路器两侧的电流互感器持续有流。
所述母联断路器两侧的电流互感器是否断线的判断原则为：大差无差流条件且该段母线小差有差流。
所述步骤S3的B操作中，短延时包括断路器固有动作时间和灭弧时间和设有裕度的调整时间。
本发明的有益效果：
本发明的基于同一母联断路器两组电流互感器相互切换识别母线差动区域的方法，将母联断路器两组电流互感器都接入至母线保护装置，在两组母联电流互感器均无异常时，母线保护装置的小差差流交叉使用母联电流互感器；当其中一组母联电流互感器发生断线时且该母联断路器的两段连接母线处于并列运行时，断线的母联电流互感器切换至使用正常的另一组母联电流互感器，使得母线保护装置的小差差流计算仍然正确，从而母线保护装置在一组母联互感器发生断线时，发生于母线区内故障仍然具有可选择性。
附图说明
图1为母线分列运行时母线保护动作逻辑图。
图2为母线并列运行判断逻辑图。
图3为双母线主接线图。
图4为母线并列运行且母联无发生电流互感器断线时母线保护动作逻辑图。
图5为母联电流互感器断线逻辑图。
图6为母线并列运行且本组母联电流互感器发生断线时母线保护动作逻辑图。
图7为双母线(两组母联电流互感器)主接线故障点示意图。
图8为双母线(单组母联电流互感器)主接线故障点示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
一种识别母线差动区域的方法，包括以下步骤：
S1：将连接母线I和母线II的母联断路器两侧的电流互感器都接入母线保护装置；
S2：判断母线I和母线II处于分列运行方式还是并行运行方式；
S3：根据母线I和母线II的运行方式，母线保护装置执行不同的操作；
①当判断母线I和母线II处于分列运行方式，母联断路器的电流不计入小差差流，与母联断路器两侧的电流互感器是否发生断线无关，母线保护装置根据大差差流和小差差流启动I母母线差动保护和/或II母母线差动保护；
②当判断母线I和母线II处于并列运行方式，再进行故障的发生位置的判断：
(1)当故障发生在母线区域外，则母线保护装置不启动母线I和/或母线II的母线差动保护动作；
(2)当故障发生在母线上或者死区内，判断母联断路器两侧的电流互感器是否断线，母线保护装置执行如下操作：
A操作：当两侧的电流互感器均未断线时，将母联断路器的电流交叉计入小差差流，母线保护装置分别计算I母小差差流、II母小差差流和大差差流，并启动母线I和/或母线II的母线差动保护动作；
B操作：当其中一侧的电流互感器断线时，当故障发生在母线上时，母线保护装置在计算小差差流时，I母小差差流和II母小差差流均使用正常的电流互感器的电流计算，并启动母线I或母线II的母线差动保护动作；当故障发生在死区时，在启动母线I或母线II的母线差动保护动作后，母线处于分列状态，当退母联电流互感器的电流后，另一条母线的小差差流动作条件也满足，则再启动另一个母线的母线差动保护动作，母线故障彻底切除。
所述步骤S3的A操作中，在两侧的电流互感器均未断线时，母线保护装置的小差差流交叉使用母联断路器两侧的电流互感器。I母小差差流＝I母线上各个电流互感器的电流值+母联断路器一侧的远离I母的电流互感器的电流值；II母小差差流＝II母线上各个电流互感器的电流值+母联断路器一侧的远离II母的电流互感器的电流值；大差差流＝母线I和母线II上各个电流互感器的电流值之和。
所述步骤S3的A和B操作中，I母母线差动保护动作的启动条件为：大差有差流且I母小差有差流；所述II母母线差动保护动作的启动条件为：大差有差流且II母小差有差流。
所述母线I和母线II并行运行的判断原则为：母联断路器与隔刀都处于合位；或是无大差差流，母联断路器两侧的电流互感器持续有流。
所述母联断路器两侧的电流互感器是否断线的判断原则为：大差无差流条件且该段母线小差有差流。
所述步骤S3的B操作中，短延时包括断路器固有动作时间和灭弧时间和设有裕度的调整时间。
下面通过具体实施例对发明的方法进行详细说明。
当母线分列运行时，分列运行的判别条件如图1所示，即不满足并列运行条件，将母联断路器的电流不计入到母线小差差流，与母联电流互感器是否发生断线无关，启动I母母线差动保护或者II母母线差动保护，II母母线差动保护的逻辑图为将图1中I母信息换成II母信息即可。
当母线并列运行时，并列运行的判别条件如图2所示，识别母线并列运行的条件为满足母联断路器与隔刀都处于合位的条件，或是满足大差差流平衡时母联互感器持续满足有流的条件。
当未发生母联电流互感器断线时，选择本组母联电流计入小差差流，如图3所示，电流互感器CT2、CT3、CT5构成I母小差差流，电流互感器CT1、CT4、CT6构成II母小差差流，CT3、CT5与CT4、CT6构成大差差流，其启动I母母线差动保护逻辑图如图4所示，II母母线差动保护逻辑将图4中I母信息换成II母信息即可。
如图5所示，母联电流互感器断线的判别条件为：满足大差无差流条件且同时满足该段母线小差有差流。当发生母联电流互感器断线时，如图3所示，当母联互感器CT2发生断线时，满足图5所示的母联电流互感器断线条件后，I母小差差流计算所使用的母线互感器电流使用另一组进行切换，即由本组CT2切换至另一组CT1，此时电流互感器CT1、CT3、CT5构成I母小差差流，电流互感器CT1、CT4、CT6构成II母小差差流，CT3、CT5与CT4、CT6构成大差差流，I母和II母小差仍然具有母线可选择性，其启动I母母线差动保护逻辑图如图6所示。
当故障发生在I母K1故障点时，CT1、CT3、CT5构成的I母小差差流满足动作条件，CT1、CT4、CT6构成II母小差差流不满足动作条件，因此故障母线I母差动保护动作，动作行为具有故障母线段选择性；当故障发生在II母K2故障点时，CT1、CT4、CT6构成的II母小差差流满足动作条件，CT1、CT3、CT5构成的I母小差差流不满足动作条件，因此故障母线II母差动保护动作，动作行为具有故障母线段选择性；当故障发生在母联死区K3时，II母小差差流满足动作条件，因此II母差动保护动作，但由于故障点发生在母联死区，II母小差差流动作后母线处于分列状态，退母联电流互感器CT1电流后，I母小差差流动作条件也满足，因此之后I母差动保护动作，母线故障彻底切除，应用本方法的保护仍具有选择性。当故障发生在母联死区K4时，II母小差差流满足动作条件，因此II母差动保护动作后故障切除，动作行为具有故障母线段选择性，母线区外K5和K6故障点时，不属于母线区域故障，不满足I母、II母小差差流动作条件，母线差动保护可靠不动作。
同理，当母联电流互感器CT1发生断线后，II母小差差流计算所使用的母线互感器电流使用另一组进行切换，即由本组CT1切换至另一组CT2，此时电流互感器CT2、CT3、CT5构成I母小差差流，电流互感器CT2、CT4、CT6构成II母小差差流，CT3、CT5与CT4、CT6构成大差差流，I母和II母小差仍然具有母线可选择性，启动II母母线差动保护逻辑图如图6所示，II母母线差动保护逻辑图将图6中I母信息换成II母信息即可。
表1中的故障点对应于图7，表1中的数据为双母线(两组母联电流互感器)主接线，当母线并列运行且母联互感器CT2发生断线前后的比较结果，从比较结果不难看出，使用本方法后母线选择更加准确，故障彻底切除时母线跳闸范围缩小，减小了停电范围，提高了用电可靠性。
表2为图7中未应用与应用了本方法的比较结果，从比较结果不难看出，使用本方法后母线选择更加准确，故障彻底切除时母线跳闸范围缩小，减小了停电范围，提高了用电可靠性。
图8中双母线(单组母联电流互感器)为主接线，表3所示的数据为分别对图7与图8中的电路使用本发明提出的方法的比较结果，从比较结果不难看出，使用本方法后母线选择更加准确，故障彻底切除时母线跳闸范围缩小，减小了停电范围，提高了用电可靠性。
表1
CT1断线前 CT1断线后
K1故障 切除I母 切除I母
K2故障 切除II母 切除II母
K3故障 切除I、II母 切除I、II母
K4故障 切除I、II母 切除II母
K5故障 可靠不动作 可靠不动作
K6故障 可靠不动作 可靠不动作
表2
未应用本发明方法 应用本发明方法
K1故障 切除I、II母 切除I母
K2故障 切除I、II母 切除II母
K3故障 切除I、II母 切除I、II母
K4故障 切除I、II母 切除II母
K5故障 可靠不动作 可靠不动作
K6故障 可靠不动作 可靠不动作
表3
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种识别母线差动区域的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将连接母线I和母线II的母联断路器两侧的电流互感器都接入母线保护装置；
S2：判断母线I和母线II处于分列运行方式还是并行运行方式；
S3：根据母线I和母线II的运行方式，母线保护装置执行不同的操作；
①当判断母线I和母线II处于分列运行方式，母联断路器的电流不计入小差差流，与母联断路器两侧的电流互感器是否发生断线无关，母线保护装置根据大差差流和小差差流启动I母母线差动保护和/或II母母线差动保护；
②当判断母线I和母线II处于并列运行方式，再进行故障的发生位置的判断：
(1)当故障发生在母线区域外，则母线保护装置不启动母线I和/或母线II的母线差动保护动作；
(2)当故障发生在母线上或者母联死区内，判断母联断路器两侧的电流互感器是否断线，母线保护装置执行如下操作：
A操作：当两侧的电流互感器均未断线时，将母联断路器的电流交叉计入小差差流，母线保护装置分别计算I母小差差流、II母小差差流和大差差流，并启动母线I和/或母线II的母线差动保护动作；
B操作：当其中一侧的电流互感器断线时，当故障发生在母线上时，母线保护装置在计算小差差流时，I母小差差流和II母小差差流均使用正常的电流互感器的电流计算，并启动母线I或母线II的母线差动保护动作；当故障发生在死区时，在启动母线I或母线II的母线差动保护动作后，母线处于分列状态，当退母联电流互感器的电流后，另一条母线的小差差流动作条件也满足，则再启动另一个母线的母线差动保护动作，母线故障彻底切除。
2.根据权利要求1所述的一种识别母线差动区域的方法，其特征在于：所述步骤S3的A操作中，在两侧的电流互感器均未断线时，母线保护装置的小差差流交叉使用母联断路器两侧的电流互感器。
3.根据权利要求1所述的一种识别母线差动区域的方法，其特征在于：所述步骤S3的A和B操作中，I母母线差动保护动作的启动条件为：大差有差流且I母小差有差流；所述II母母线差动保护动作的启动条件为：大差有差流且II母小差有差流。
4.根据权利要求1所述的一种识别母线差动区域的方法，其特征在于：所述母线I和母线II并行运行的判断原则为：母联断路器与隔刀都处于合位；或是无大差差流，母联断路器两侧的电流互感器持续有流。
5.根据权利要求1所述的一种识别母线差动区域的方法，其特征在于：所述母联断路器两侧的电流互感器断线的判断原则为：大差无差流条件且该段母线小差有差流。
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