CN108075438A - 一种自适应整定保护装置定值的方法 - Google Patents

一种自适应整定保护装置定值的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电力系统自动化技术领域，更具体地，涉及一种自适应整定保护装置定值的方法。在电网正常运行时，保护装置运行巡检程序，根据实时采集的电气量，判断电力系统是否发生故障，实时计算、更新解列装置的电气量定值。若电气量稳定，不超过设定范围，装置继续运行在巡检程序。若电气量超过设定范围，进入故障处理程序，实时采样的电气量只用于故障判断，不再更新解列装置的电气量定值。能够实时更新小水电解列保护装置保护定值，实时计算保护整定值，能够适应于不同电网运行方式及季节的变换下的定值，能够为继电保护维护、调试人员减轻工作量，提高了小水电解列装置的准确动作率，从而保障了电网安全稳定运行和可靠供电。

Description

一种自适应整定保护装置定值的方法
技术领域
本发明涉及电力系统自动化技术领域，更具体地，涉及一种自适应整定保护装置定值的方法。
背景技术
继电保护工作人员在调试设备时，设备定值需要结合电网运行方式进行整定，设备定值不能及时跟随电网运行方式的保护进行调整，从而导致装置的误动、拒动。
目前山区的水电资源丰富，大量的变电站已有水电上网，目前小水电站主要通过10kV线路上网，且大部分T接于10kV馈线，已经形成远方水电逐级汇集、集中升压、大功率远距离外送的发展模式。在这种模式下，配网后端的电压（电流）随运行方式变化而大幅波动，引起一些负荷节点的电压（电流）偏移超标。在这种情况下，若解列保护装置按照常规整定过电压（电流）保护定值，在系统正常运行电压（电流）波动时容易引起过电压（电流）保护误动作，影响水电站的正常发电；若提高解列保护装置的过电压（电流）保护定值，可减少电压（电流）波动时的误动，但系统发生孤网运行产生过电压（电流）期间，过电压（电流）保护装置可能因灵敏度不足而拒动；对过电压（电流）保护定值实行差异化整定，距线路近端的水电站过电压（电流）定值较低，线路后端的水电站过电压（电流）定值较高，在一定程度上可减少过电压（电流）保护容发生护误动、拒动的问题。但是，随着电网运行方式变化（线路转供电时首端会变为末端）、季节变化（丰水期与枯水期的运行电压有明显变化），线路电压（电流）也会受到影响，过电压（电流）保护定值也需要进行相应的调整。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种自适应整定保护装置定值的方法，有效实现动态自适应整定、更新解列保护装置定值，保证解列装置在不同运行方式下都具备较高的灵敏性和可靠性。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种自适应整定保护装置定值的方法，基于保护装置运行，包括如下步骤：
S1：对装置硬件回路和运行状况进行自检，若检测到装置硬件故障、运行异常时装置闭锁，装置闭锁所有保护功能、定值自适应整定功能，若自检测装置正常，则进行巡检程序S2；
S2：采集发电站的电气量A(t)并判断A(t) 是否在设定范围内，若在设定范围内，则执行步骤S3，若不在设定范围内，则执行步骤S5；
S3：间隔n个周期后再次采集发电站的电气量A(t+nT)，并判断A(t)与A(t+nT)的差值是否大于设定的电气量差值△A，若不大于设定差值△A，则进入巡检程序，将保护装置该电气量的整定定值ASET(t)根据电气量A(t)进行对应修改，并返回执行步骤S1，若大于设定差值△A，则进入故障保护程序，执行步骤S4；
S4：采集发电站的实时电气量作为故障电气量Az，比较故障电气量Az与整定定值ASET(t)，判断是否满足继电器动作出口条件，若满足，则开放保护装置继电器动作出口，若不满足则重复执行本步骤，若在设定时间t1内故障电气量Az均不在设定的故障电压范围内，则进入巡检程序，返回步骤S1；
S5：判断发电站的电气量A(t) 是大于设定范围还是小于设定范围，若大于设定范围，则保护装置启动继电器出口跳闸，若小于设定范围，则保护装置发出告警信息。
在电网正常运行时，保护装置运行巡检程序，根据实时采集的电压、电流、频率，判断电力系统是否发生故障，实时计算、更新解列装置的过电压定值。若电压、频率稳定，不超过设定电压范围，装置继续运行在巡检程序。若电压、频率超过设定电压值，进入故障处理程序，实时采样的电压值只用于故障判断，不再更新解列装置的过电压定值。
进一步地，步骤S3中整定定值ASET(t) 修改为kA(t)，其中为比例系数，比例系数根据发电站发电机电压及电流所在的不同区间进行设定，适用于不同运行方式下，能够实时准确地满足山区电网运行的状况，保障自适应的准确性、可靠性。具体地，比例系数k取值范围设置为1.2~1.3。
进一步地，步骤S3中n的取值为3~5；步骤S4中设定时间t1为10s。
进一步地，当保护装置为低电压解列装置时，电气量A(t) 为单相电压，步骤S4中继电器动作出口条件为故障电气量（电压）Az小于整定定值ASET(t)；当保护装置为高电压解列装置时，电气量A(t) 为单相电压，步骤S4中继电器动作出口条件为故障电气量（电压）Az大于整定定值ASET(t)。更进一步地，步骤S2设定范围为180V~300V。
进一步地，当保护装置为发电机过流保护装置时，电气量为电流，步骤S4中继电器动作出口条件为故障电气量（电流）AZ大于整定定值ASET(t)。
与现有技术相比，有益效果是：在巡检程序时，实时自适应更新解列装置的定值，系统发生孤网运行产生过电压（电流）期间，过电压（电流）保护装置能够快速动作，断开小水电开关，能有效减少过电压（电流）解列保护装置误动、拒动的问题；本发明适用于解列装置在各个安装点，实现了电压（电流）保护定值的差异化，能随电网运行方式及季节的变换自动调整保护装置动作定值。
附图说明
图1是本发明一实施例的流程图。
图2是小水电解列装置的接线示意图。
图3是小水电并网系统简化模型图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步描述，需要说明的是，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
如图1所示，一种自适应整定保护装置定值的方法，基于保护装置运行，包括如下步骤：
S1：始终对装置硬件回路和运行状况进行自检，若检测到装置硬件故障、运行异常时装置闭锁，装置闭锁所有保护功能、定值自适应整定功能，若自检测装置正常，则进行巡检程序S2；
S2：采集发电站的电气量A(t)并判断A(t) 是否在设定范围A1~A2内，若在设定范围内，则执行步骤S3，若不在设定范围内，则执行步骤S5；
S3：间隔n个周期（取3-5个周期）后再次采集发电站的电气量A(t+nT)，并判断A(t)与A(t+nT)的差值是否大于设定差值△A，若不大于设定差值△A，则进入巡检程序，将保护装置的整定定值ASET(t)修改为kA(t)（k取1.2~1.3，具体根据发电站发电机电压及电流所在的不同区间进行设定，适用于不同运行方式下，能够实时准确地满足山区电网运行的状况，保障自适应的准确性、可靠性），并返回执行步骤S1，若大于设定差值△A，则进入故障保护程序，执行步骤S4；
S4：采集发电站的实时电气量作为故障电气量Az，比较故障电气量Az与整定定值ASET(t)，判断是否满足继电器动作出口条件，若满足，则开放保护装置继电器动作出口，若不满足则重复执行本步骤，若在设定时间t1内故障电气量Az均不在设定的故障范围内，则进入巡检程序，返回步骤S1；
S5：判断发电站的故障A(t) 是大于设定范围还是小于设定范围，若大于设定范围，则保护装置启动继电器出口跳闸，若小于设定范围，则保护装置发出告警信息。
进一步地，当保护装置为低电压解列装置时，电气量A(t) 为单相电压，步骤S4中继电器动作出口条件为故障电气量（电压）Az小于整定定值ASET(t)；当保护装置为高电压解列装置时，电气量A(t) 为单相电压，步骤S4中继电器动作出口条件为故障电气量（电压）Az大于整定定值ASET(t)。更进一步地，步骤S2设定电压范围为180V~300V。
如图2、3所示，山区小水电通过10kV线路T接于10kV馈线上，与用电负荷混合供电，t时刻沿馈线的各负荷（A、B、C）节点处电压被抬高，即AA(t)<AB(t)<AC(t)，线路首段运行电压较低，线路后段的水电站运行电压较高，若采用固定的过电压定值，线路首段的水电站保护定值灵敏度不足容易拒动，后段的水电站过于灵敏容易误动，通过本发明提供的自适应整定保护装置的方法实现小水电解列装置自动调整、更新过电压保护定值，A、B、C三处为小水电解列装置的定值ASETA(t)<ASETB(t)<ASETC(t)，从而在系统各种运行方式不容易引起过电压保护误动或拒动，保障小水电正常运行，稳定发电。
进一步地，当保护装置为发电机过流保护装置时，电气量A(t)为电流，步骤S4中继电器动作出口条件为故障电气量（电流）AZ大于整定定值ASET(t)。即根据运行方式变更、负荷波动引起的运行电流变化，根据电流变化自动调整相关电流定值，提高保护动作的准确、可靠性。同时，实时采集发电机电流I，电流I的值在设定电流范围IM内按比例k取值作为保护动作的整定值，IN∈IM，ISET=kIN，IN为实时电流值，k为比例系数，ISET为整定电流值，Iz故障状态下的实时电流值Iz≥ISET。当过流保护装置初始整定定值为20A，正常情况下为15A，最大运行方式下为25A，则最大运行方式下装置误动，自适应整定定值的方法，装置自适应调整动作定值为30A，避免误动。
本发明实用性强，能够实时更新小水电解列保护装置保护定值，实时计算保护整定值，能够适应于不同电网运行方式下的定值，也能够随着季节的变化（丰水期与枯水期的运行电压有明显变化）自动调整保护动作定值，能够为继电保护维护、调试人员减轻工作量，提高了小水电解列装置的准确动作率，从而保障了电网安全稳定运行和可靠供电。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自适应整定保护装置定值的方法，基于保护装置运行，其特征在于，包括如下步骤：
S1：对装置硬件回路和运行状况进行自检，若检测到装置硬件故障、运行异常时装置闭锁，装置闭锁所有保护功能、定值自适应整定功能，若自检测装置正常，则进行巡检程序S2；
S2：采集发电站的电气量A(t)并判断A(t) 是否在设定范围内，若在设定范围内，则执行步骤S3，若不在设定范围内，则执行步骤S5；
S3：间隔n个周期后再次采集发电站的电气量A(t+nT)，并判断A(t)与A(t+nT)的差值是否大于设定的电气量差值△A，若不大于设定差值△A，则进入巡检程序，将保护装置该电气量的整定定值ASET(t)根据电气量A(t)进行对应修改，并返回执行步骤S1，若大于设定差值△A，则进入故障保护程序，执行步骤S4；
S4：采集发电站的实时电气量作为故障电气量Az，比较故障电气量Az与整定定值ASET(t)，判断是否满足继电器动作出口条件，若满足，则开放保护装置继电器动作出口，若不满足则重复执行本步骤，若在设定时间t1内故障电气量Az均不在设定的故障电压范围内，则进入巡检程序，返回步骤S1；
S5：判断发电站的电气量A(t) 是大于设定范围还是小于设定范围，若大于设定范围，则保护装置启动继电器出口跳闸，若小于设定范围，则保护装置发出告警信息。
2.根据权利要求1所述的一种自适应整定保护装置定值的方法，其特征在于，所述步骤S3中整定定值ASET(t) 修改为kA(t)，其中k为比例系数，比例系数根据发电站发电机电压及电流所在的不同区间进行设定。
3.根据权利要求2所述的一种自适应整定保护装置定值的方法，其特征在于，所述的比例系数k取值设置为1.2~1.3。
4.根据权利要求1所述的一种自适应整定保护装置定值的方法，其特征在于，所述步骤S3中n的取值为3~5。
5.根据权利要求1所述的一种自适应整定保护装置定值的方法，其特征在于，所述步骤S4中设定时间t1为10s。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种自适应整定保护装置定值的方法，其特征在于，当所述保护装置为低电压解列装置时，所述电气量A(t) 为单相电压，步骤S4中继电器动作出口条件为故障电气量Az小于整定定值ASET(t)；当所述保护装置为高电压解列装置时，所述电气量A(t) 为单相电压，所述步骤S4中继电器动作出口条件为故障电气量Az大于整定定值ASET(t)。
7.根据权利要求6所述的一种自适应整定保护装置定值的方法，其特征在于，所述步骤S2设定范围为180V~300V。
8.根据权利要求1-5任一项所述的一种自适应整定保护装置定值的方法，其特征在于，当所述保护装置为发电机过流保护装置时，所述电气量为电流，所述步骤S4中继电器动作出口条件为故障电气量AZ大于整定定值ASET(t)。
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