CN108565974A - 一种基于保护装置自供电的远程失灵保护方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于保护装置自供电的远程失灵保护方法及系统，接收断路器控制回路及变电站直流电源系统失压信号；监测保护装置专用直流电源供电回路上的电信号；通过电源切换回路进行从专用直流电源供电模式到CT、PT辅助供电模式的切换；判断专用直流电源供电模式是否已经切换到CT、PT辅助供电模式；监测一次系统的故障情况，判断断路器跳开情况；启动远程失灵保护故障判断程序，对侧保护装置整定延时跳开本侧所连接的断路器，并将信息上送调度系统。发明提供的一种基于保护装置自供电的远程失灵保护方法及系统，由对侧保护装置将本侧断路器跳开，区分了通道异常和保护电源失电，有效避免了保护装置无法及时跳开断路器而带来的进一步损失。

Description

一种基于保护装置自供电的远程失灵保护方法及系统

技术领域

本发明涉及电力应急检修技术领域，更具体地，涉及一种基于保护装置自供电的远程失灵保护方法及系统。

背景技术

现有的保护装置称为断路器失灵保护装置，是指电气设备发生故障，在继电保护装置动作发出跳闸命令而断路器拒动时，利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别，能够以较短的时限切除同一厂站内其他有关的断路器，使停电范围限制在最小，从而保证整个电网的稳定运行，避免造成发电机、变压器、开关柜、电缆等故障元件的严重烧损和电网的崩溃瓦解事故。

在目前电力系统中，当某一变电站的站用电交直流失压后发生一次系统故障、或一次系统故障的同时导致站用电交直流失压的情况时有发生，这种一次系统发生故障时由于本站内的保护装置也失去了工作电源，即使故障发生在本站安装的保护装置的保护范围内，保护装置也无法正确动作将故障隔离，仅能依赖本站电源线路对侧保护动作将故障隔离，这往往需要几秒、几十秒、甚至更长时间才能将故障隔离，其结果将导致一次设备严重损坏，如开关设备烧毁、电缆沟烧毁、主变爆炸起火等，修复困难，且往往需要较长时间才能恢复供电，将造成大面积、长时间停电发生，严重威胁电网安全稳定和影响对用电客户服务质量。面对这一重大隐患，目前主要通过对一定区域的面保护或区域保护来弥补，但目前的技术手段需要在广泛区域内进行信息交换，同时也需要工作电源才能将故障位置的信息传出，其实施难度大、实施准确度不高。

重要的变电站为了避免这一重大隐患，经常从提高变电站交、直流工作电源系统可靠性入手，来防止类似隐患的发生，如采用多套电源备份、加强交、直流工作电源系统的维护与管理，但这些措施只从一定程度上减低了隐患的发生率，在发生故障时没办法及时应对，且这些措施大大增加了投入成本。

发明内容

本发明为解决以上现有技术中一次系统发生故障时由于本站内的保护装置失去了工作电源，无法正确快速动作将故障隔离导致进一步扩大损失的技术缺陷，提供了一种基于保护装置自供电的远程失灵保护方法。

本发明还提供了一种基于保护装置自供电的远程失灵保护系统。

为实现以上发明目的，采用的技术方案是：

一种基于保护装置自供电的远程失灵保护方法，包括以下步骤：

S1：通过保护装置接收本侧断路器控制回路电源失压信号及变电站直流电源系统失压信号；

S2：在采集到本侧断路器控制回路电源失压信号、变电站直流电源系统的失压信号后，通过保护装置监测保护装置专用直流电源供电回路上的电压及电流信号是否均已经消失，若没有消失，则由保护装置发出异常告警信号，同时执行步骤S3；若均已经消失，执行步骤S3；

S3：通过电源切换回路进行从专用直流电源供电模式到CT、PT辅助供电模式的切换；

S4：通过保护装置监测CT、PT辅助供电回路上是否存在电压或电流信号，判断专用直流电源供电模式是否已经切换到CT、PT辅助供电模式；若是，通过光纤电流差动保护回路向对侧保护装置反馈信号一，由对侧保护装置将信息上送调度系统，同时执行步骤S6；若否，则执行步骤S5；

S5：延时等待后通过保护装置再一次判断专用直流电源供电模式是否已经切换到CT、PT辅助供电模式，若是，执行步骤S6；若否，则由储能电容回路供电，然后执行步骤S6，并由保护装置发出电源供电切换失败告警信号，同时通过光纤电流差动保护回路向对侧保护装置反馈信号一，并由对侧保护装置将信息上送调度系统；

S6：监测一次系统是否发生故障，若否，执行步骤S6；若是，执行步骤S7，同时通过光纤电流差动保护回路向对侧保护装置反馈“本侧有故障发生”信号，对侧保护准备启动“远程失灵保护就地判据”并将信息上送调度系统；

S7：启动远程失灵保护故障判断程序，通过光纤电流差动保护回路向对侧保护装置反馈信号二，由对侧保护装置经整定延时跳开其本侧所连接的断路器，并将信息上送调度系统；

S8：调度系统接收到信号后，根据系统接线情况，将与本失压变电站直接连接的其它断路器断开至分闸状态，将该变电站与系统完全隔离，确保转供电成功，将失压负荷均转由其它变电站供电。

其中，所述信号一具体信息包括：线路本侧保护装置专用直流电源信号消失、电源供电切换失败告警信号；断路器控制回路电源失压信号；变电站直流电源母线失压信号；本站母线1相、2相或3相电压消失或母线电压正常。

其中，所述信号二具体信息包括：线路本侧保护装置专用直流电源信号消失、断路器控制回路电源失压及变电站直流电源母线失压，断路器无法跳开，故障不能被本开关切除，短路电流的方向指向差动保护区内或外，启动远程失灵保护功能。

其中，所述步骤S3中，所述电源切换回路设置在保护装置上，电源切换回路上设置有电源供电控制模块，通过电源供电控制模块，控制CT、PT辅助供电输出模式，并优先采用CT、PT共同供电的模式，其具体供电比例如下：

非故障情况下，当本变电站母线PT每相及线路侧PT允许本保护使用容量均大于等于17VA及以上时，保护装置采用母线三相PT及线路PT均分供电方案，三相CT、零序CT及零序电压回路不供电；

非故障情况下，当本变电站母线PT每相及线路侧PT允许本保护使用容量均小于17VA时，保护装置采用母线三相PT及线路PT按照约需供电容量等比例供电，不足部分由储能电容供电，三相CT、零序CT及零序电压回路不供电；

变电站母线PT每相及线路侧PT允许本保护使用容量为现场设定值；

故障发生开始后优先采用非故障相电压，含线路电压、零序电压和故障相电流和零序电流提供电源，容量不足时再由储能电容供电；即非故障相电压，含线路电压按照最大允许使用容量等比例全额供电，不足部分优先由零序电压按照最大允许使用容量全额供电，再不足部分由故障相电流按照最大允许使用容量等比例全额供电，再不足部分由零序电流按照最大允许使用容量全额供电，再不足部分由储能电容提供；

当本变电站母线有三相电压小于无电压定值时，且三相CT均小于无流动作值时，保护装置采用储能电容回路供电。

其中，所述储能电容回路供电容量按50VA供电时间1秒选取。

一种基于保护装置自供电的远程失灵保护系统，包括本地保护装置、对侧保护装置、断路器控制回路、专用直流电源供电回路、电源供电控制模块、电源切换回路、CT、PT辅助供电回路、光纤电流差动保护回路和信息上传回路，其中：

本地保护装置用于判断故障是否存在、判断故障类型、接收本侧断路器控制回路及直流母线电源供电回路的失压信号；

对侧保护装置用于配合差动保护回路故障判断，判断故障是否存在、判断故障类型、判断故障电流方向，用于对侧远程失灵就地辅助判断及跳开对应断路器，用于接收信号并上传调度系统；

断路器控制回路用于控制断路器的闭合或跳开；

专用直流电源供电回路用于保护装置的供电；

电源供电控制模块接受各CT、PT辅助供电回路可用容量整定，接收保护装置故障信息，控制各电源切换回路投退相应的CT、PT辅助供电回路，控制CT、PT辅助供电回路输出电源容量；

电源切换回路，各电源切换回路接收电源供电控制模块控制命令，按照电源供电控制模块控制要求投退相应的CT、PT辅助供电回路；各电源切换回路与各电源供电回路之间设计有隔离元件，防止反供电；

CT、PT辅助供电回路，实现CT、PT隔离取电，同时各CT、PT辅助供电回路接收电源供电控制模块控制命令，按照电源供电控制模块控制要求输出对应的电源容量；

光纤电流差动保护回路用于“信号一”与“信号二”的传递及对于保护范围内的电路进行保护；

信息上传回路用于将“对侧保护跳闸信息”、“信号一”与“信号二”上传调度系统。

其中，所述保护装置上设置有直流母线电源失压开关量输入回路及断路器控制回路电源失压开关量输入回路，其中：

所述直流母线电源失压开关量输入回路用于接收专用直流电源供电回路的电源失压信号；

所述断路器控制回路电源失压开关量输入回路用于接收断路器控制回路的电源失压信号。

其中，所述系统还包括失灵保护回路，所述失灵保护回路与保护装置电性连接；失灵启动回路用于对故障电流信号的判断、对故障电压信号的判断、断路器位置判断及启动远程失灵保护信号的产生。

其中，所述失灵保护回路上设置有电压闭锁元件和电流判别元件，用于防止保护装置误动作。

上述方案中，变电站电源进线间隔的保护装置均采用专用直流供电及经三相CT、零序CT、零序电压、线路PT及三相PT隔离辅助供电，当保护装置检测到专用直流电源消失时，经电子切换回路切换到CT及PT供电，同时为防止电源切换过程中保护装置短时失电，在电源切换回路的保护装置侧配置储能电容进行辅助供电；当变电站电源进线间隔的保护装置切换至三相CT、零序CT、零序电压、线路PT及三相PT隔离供电时，保护装置优先采用PT及CT共同供电方式，当母线某相PT电压低于无压定值时，该相PT供电回路由电子切换回路将其断开，此时供电由其它相PT及三相CT供电方式。

上述方案中，保护装置采用CT辅助供电回路设计有实时计算保护装置所消耗的CT二次功率值的回路与功能，并实时将该计算值与可整定允许值1进行在线比较，当该计算值大于可整定允许值1时，自动进行CT二次输出误差补偿，防止CT饱和引起保护误动作；保护装置采用PT辅助供电回路设计有实时计算保护装置所消耗的PT二次功率值的回路与功能，并实时将该计算值与可整定允许值2进行在线比较，当该计算值大于可整定允许值2时，自动降低PT供电功率直至小于等于可整定允许值2，防止PT过负荷损坏。

上述方案中，所述储能电容供电容量按50VA供电时间1秒选取；要求本变电站母线及进线PT每相允许本保护使用容量大于等于17VA。要求本变电站进线CT每相允许本保护使用容量大于等于5VA，且经本保护中自动CT二次输出误差补偿后，CT输出失真度不引起保护误动作，以上允许本保护使用PT、CT容量为可整定容量。

上述方案中，当变电站电源线路保护装置收到线路本侧断路器控制回路及变电站直流电源系统均失压的信号，且保护装置监测到本保护装置专用直流电源供电回路信号已消失，并已成功切换至经CT和PT辅助供电回路供电，当断路器正常跳开时，即未检测到一次系统有故障存在时，本侧保护装置经可整定延时通过光纤电流差动保护回路向对侧保护装置发送如下信息：线路本侧保护装置专用直流电源消失、断路器控制回路及变电站直流电源母线失压，本站母线1相、2相或3相电压消失或母线电压正常；对侧保护装置收到上述信息后，经可整定延时将上述信息上送调度系统。

上述方案中，当变电站电源线路保护装置收到线路本侧断路器控制回路及变电站直流电源系统均失压的信号，且保护装置监测到本保护装置专用直流电源供电回路信号已消失，并已成功切换至经CT和PT辅助供电回路供电，当断路器未正常跳开时，即检测到一次系统有故障存在时，启动远程失灵保护故障判断程序，此时如配合线路对侧保护装置判断故障位于光纤差动保护范围内，则由对侧保护装置发出跳闸命令将线路对侧断路器跳开，如配合线路对侧保护装置判断故障位于光纤差动保护范围外，且故障电流方式流向本变电站侧，则本侧线路保护则向对侧线路保护装置发出启动对侧远程失灵保护跳闸命令将线路对侧断路器跳开，此时对侧失灵保护跳闸命令发出前须经其电压闭锁元件和电流判别元件的判据闭锁，并经可整定延时后才能发出跳闸命令。

上述方案中，所述的基于保护装置自供电的远程失灵保护系统用于基于保护装置自供电的远程失灵保护方法之中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

发明提供的一种基于保护装置自供电的远程失灵保护方法及系统，通过基于保护装置自供电的远程失灵保护系统各回路的设置，由对侧保护装置将本侧断路器跳开，区分了通道异常和保护电源失电，有效避免了保护装置无法及时跳开断路器而带来的进一步损失。

附图说明

图1为110kV线路系统接线变电站C电源线路保护配置示意图。

图2为110kV线路系统接线变电站C在D1点故障时短路电流方向示意图。

图3为110kV线路系统接线变电站C在D2点故障时短路电流方向示意图。

图4为110kV线路系统接线变电站C在D3点故障时短路电流方向示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。

实施例1

如图1所示，一种基于保护装置自供电的远程失灵保护方法，包括以下步骤：

S1：通过保护装置接收本侧断路器控制回路电源失压信号及变电站直流电源系统失压信号；

S2：在采集到本侧断路器控制回路电源失压信号、变电站直流电源系统的失压信号后，通过保护装置监测保护装置专用直流电源供电回路上的电压及电流信号是否均已经消失，若没有消失，则由保护装置发出异常告警信号，同时执行步骤S3；若均已经消失，执行步骤S3；

S3：通过电源切换回路进行从专用直流电源供电模式到CT、PT辅助供电模式的切换；

S4：通过保护装置监测CT、PT辅助供电回路上是否存在电压或电流信号，判断专用直流电源供电模式是否已经切换到CT、PT辅助供电模式；若是，通过光纤电流差动保护回路向对侧保护装置反馈信号一，由对侧保护装置将信息上送调度系统，同时执行步骤S6；若否，则执行步骤S5；

S5：延时等待后通过保护装置再一次判断专用直流电源供电模式是否已经切换到CT、PT辅助供电模式，若是，执行步骤S6；若否，则由储能电容回路供电，然后执行步骤S6，并由保护装置发出电源供电切换失败告警信号，同时通过光纤电流差动保护回路向对侧保护装置反馈信号一，并由对侧保护装置将信息上送调度系统；

S6：监测一次系统是否发生故障，若否，执行步骤S6；若是，执行步骤S7，同时通过光纤电流差动保护回路向对侧保护装置反馈“本侧有故障发生”信号，对侧保护准备启动“远程失灵保护就地判据”并将信息上送调度系统；

S7：启动远程失灵保护故障判断程序，通过光纤电流差动保护回路向对侧保护装置反馈信号二，由对侧保护装置经整定延时跳开其本侧所连接的断路器，并将信息上送调度系统；

S8：调度系统接收到信号后，根据系统接线情况，将与本失压变电站直接连接的其它断路器断开至分闸状态，将该变电站与系统完全隔离，确保转供电成功，将失压负荷均转由其它变电站供电。

更具体的，所述信号一具体信息包括：线路本侧保护装置专用直流电源信号消失、电源供电切换失败告警信号；断路器控制回路电源失压信号；变电站直流电源母线失压信号；本站母线1相、2相或3相电压消失或母线电压正常。

更具体的，所述信号二具体信息包括：线路本侧保护装置专用直流电源信号消失、断路器控制回路电源失压及变电站直流电源母线失压，断路器无法跳开，故障不能被本开关切除，短路电流的方向指向差动保护区内或外，启动远程失灵保护功能。

更具体的，所述步骤S3中，所述电源切换回路设置在保护装置上，电源切换回路上设置有电源供电控制模块，通过电源供电控制模块，控制CT、PT辅助供电输出模式，并优先采用CT、PT共同供电的模式，其具体供电比例如下：

非故障情况下，当本变电站母线PT每相及线路侧PT允许本保护使用容量均大于等于17VA及以上时，保护装置采用母线三相PT及线路PT均分供电方案，三相CT、零序CT及零序电压回路不供电；

非故障情况下，当本变电站母线PT每相及线路侧PT允许本保护使用容量均小于17VA时，保护装置采用母线三相PT及线路PT按照约需供电容量等比例供电，不足部分由储能电容供电，三相CT、零序CT及零序电压回路不供电；

变电站母线PT每相及线路侧PT允许本保护使用容量为现场设定值；

故障发生开始后优先采用非故障相电压，含线路电压、零序电压和故障相电流和零序电流提供电源，容量不足时再由储能电容供电；即非故障相电压，含线路电压按照最大允许使用容量等比例全额供电，不足部分优先由零序电压按照最大允许使用容量全额供电，再不足部分由故障相电流按照最大允许使用容量等比例全额供电，再不足部分由零序电流按照最大允许使用容量全额供电，再不足部分由储能电容提供；

变电站本线路每相及零序电流允许本保护使用容量为现场设定值；

当本变电站母线有三相电压小于无电压定值时，且三相CT均小于无流动作值时，保护装置采用储能电容回路供电。

更具体的，所述储能电容回路供电容量按50VA供电时间1秒选取。

一种基于保护装置自供电的远程失灵保护系统，包括本地保护装置、对侧保护装置、断路器控制回路、专用直流电源供电回路、电源供电控制模块、电源切换回路、CT、PT辅助供电回路、光纤电流差动保护回路和信息上传回路，其中：

本地保护装置用于判断故障是否存在、判断故障类型、接收本侧断路器控制回路及直流母线电源供电回路的失压信号；

对侧保护装置用于配合差动保护回路故障判断，判断故障是否存在、判断故障类型、判断故障电流方向，用于对侧远程失灵就地辅助判断及跳开对应断路器，用于接收信号并上传调度系统；

断路器控制回路用于控制断路器的闭合或跳开；

专用直流电源供电回路用于保护装置的供电；

电源供电控制模块接受各CT、PT辅助供电回路可用容量整定，接收保护装置故障信息，控制各电源切换回路投退相应的CT、PT辅助供电回路，控制CT、PT辅助供电回路输出电源容量；

电源切换回路，各电源切换回路接收电源供电控制模块控制命令，按照电源供电控制模块控制要求投退相应的CT、PT辅助供电回路；各电源切换回路与各电源供电回路之间设计有隔离元件，防止反供电；

CT、PT辅助供电回路，实现CT、PT隔离取电，同时各CT、PT辅助供电回路接收电源供电控制模块控制命令，按照电源供电控制模块控制要求输出对应的电源容量；

光纤电流差动保护回路用于“信号一”与“信号二”的传递及对于保护范围内的电路进行保护；

信息上传回路用于将“对侧保护跳闸信息”、“信号一”与“信号二”上传调度系统。

更具体的，所述保护装置上设置有直流母线电源失压开关量输入回路及断路器控制回路电源失压开关量输入回路，其中：

所述直流母线电源失压开关量输入回路用于接收专用直流电源供电回路的电源失压信号；

所述断路器控制回路电源失压开关量输入回路用于接收断路器控制回路的电源失压信号。

更具体的，所述系统还包括失灵保护回路，所述失灵保护回路与保护装置电性连接；失灵启动回路用于对故障电流信号的判断、对故障电压信号的判断、断路器位置判断及启动远程失灵保护信号的产生。

更具体的，所述失灵保护回路上设置有电压闭锁元件和电流判别元件，用于防止保护装置误动作。

在具体实施过程中，变电站电源进线间隔的保护装置均采用专用直流供电及经三相CT及三相PT隔离辅助供电，当保护装置检测到专用直流电源消失时，经电子切换回路切换到CT及PT供电，同时为防止电源切换过程中保护装置短时失电，在电源切换回路的保护装置侧配置储能电容进行辅助供电；当变电站电源进线间隔的保护装置切换至三相CT及三相PT隔离供电时，保护装置优先采用PT及CT共同供电方式，当母线某相PT电压低于无压定值时，该相PT供电回路由电子切换回路将其断开，此时供电由其它相PT及三相CT供电方式。

在具体实施过程中，保护装置采用CT辅助供电回路设计有实时计算保护装置所消耗的CT二次功率值的回路与功能，并实时将该计算值与可整定允许值1进行在线比较，当该计算值大于可整定允许值1时，自动进行CT二次输出误差补偿，防止CT饱和引起保护误动作；保护装置采用PT辅助供电回路设计有实时计算保护装置所消耗的PT二次功率值的回路与功能，并实时将该计算值与可整定允许值2进行在线比较，当该计算值大于可整定允许值2时，自动降低PT供电功率直至小于等于可整定允许值2，防止PT过负荷损坏。

在具体实施过程中，所述储能电容供电容量按50VA供电时间1秒选取；要求本变电站母线及进线PT每相允许本保护使用容量大于等于17VA。要求本变电站进线CT每相允许本保护使用容量大于等于5VA，且经本保护中自动CT二次输出误差补偿后，CT输出失真度不引起保护误动作，以上允许本保护使用PT容量为可整定容量。

在具体实施过程中，当变电站电源线路保护装置收到线路本侧断路器控制回路及变电站直流电源系统均失压的信号，且保护装置监测到本保护装置专用直流电源供电回路信号已消失，并已成功切换至经CT和PT辅助供电回路供电，当断路器正常跳开时，即未检测到一次系统有故障存在时，本侧保护装置经可整定延时通过光纤电流差动保护回路向对侧保护装置发送如下信息：线路本侧保护装置专用直流电源消失、断路器控制回路及变电站直流电源母线失压，本站母线1相、2相或3相电压消失或母线电压正常；对侧保护装置收到上述信息后，经可整定延时将上述信息上送调度系统。

在具体实施过程中，当变电站电源线路保护装置收到线路本侧断路器控制回路及变电站直流电源系统均失压的信号，且保护装置监测到本保护装置专用直流电源供电回路信号已消失，并已成功切换至经CT和PT辅助供电回路供电，当断路器未正常跳开时，即检测到一次系统有故障存在时，启动远程失灵保护故障判断程序，此时如配合线路对侧保护装置判断故障位于光纤差动保护范围内，则由对侧保护装置发出跳闸命令将线路对侧断路器跳开，如配合线路对侧保护装置判断故障位于光纤差动保护范围外，且故障电流方式指向本变电站侧，则本侧线路保护则向对侧线路保护装置发出启动对侧远程失灵保护跳闸命令将线路对侧断路器跳开，此时对侧失灵保护跳闸命令发出前须经其电压闭锁元件和电流判别元件的判据闭锁，并经可整定延时后才能发出跳闸命令。

在具体实施过程中，所述的基于保护装置自供电的远程失灵保护系统用于基于保护装置自供电的远程失灵保护方法之中。

更具体的，如图2所示，假设110kV变电站C进线断路器DL-C1、进线断路器DL-C2均在合位，分段断路器3DL也在合位。此时110kV变电站C直流系统若失压，同时发生变电站入口D1点故障本发明保护动作顺序如下：

由于110kV变电站C直流系统失压，因此本变电站侧电源110kV电源线路A与B所配置的保护装置均在检测到本装置专用直流电源消失时，经电子切换回路切换到CT及PT供电状态，同时上述保护装置设计有直流电源开关量输入回路、断路器控制回路失压开关量输入回路均接通，同时保护装置监测到一次系统有故障存在，保护装置均判断为本站直流母线失压、电力系统有故障启动远程失灵保护程序。

在具体实施过程中，D1点故障时110kV线路A保护无法将断路器DL-C1切除，因此经由110kV线路B提供的短路电流一直存在，即当D1点故障时，一方面，110kV线路A变电站C侧保护装置判断为本站直流电源失压启动远程失灵保护程序后，变电站C侧110kV线路A保护装置经专用光纤电流差动保护回路向变电站A侧保护装置发送如下信息：线路A侧保护装置专用直流电源消失、断路器控制回路及变电站直流电源母线失压，断路器无法跳开，故障不能被本开关切除，短路电流的方向指向保护区内，本侧满足现有失灵保护电压闭锁元件开放定值及电流判别元件动作定值，可以启动远程失灵保护。如线路A保护通信通道没有中断，则变电站A侧保护装置收到上述信息后，其保护装置经就地失灵保护电压闭锁元件及电流判别元件控制后，经整定延时跳开所连接断路器，实现远程故障点与变电站A的隔离，并向调度系统发送故障信息；如线路A保护通信通道在D1点故障同时中断，则变电站A侧保护装置收不到上述信息后，无法实现远程故障点与变电站A的隔离。另一方面，110kV线路B本变电站侧保护装置判断为本站直流电源失压启动远程失灵保护程序后，变电站C侧110kV线路B保护装置经专用光纤电流差动保护回路向变电站B侧保护装置发送如下信息：本侧保护装置专用直流电源消失、断路器控制回路及变电站直流电源母线失压，断路器无法跳开，故障不能被本开关切除，短路电流的方向指向保护区外，本侧满足现有失灵保护电压闭锁元件开放定值及电流判别元件动作定值，可以启动远程失灵保护；变电站B侧保护装置收到上述信息后，其保护装置经就地失灵保护电压闭锁元件及电流判别元件控制后，经整定延时跳开所连接断路器，实现远程故障隔离，并向调度系统发送故障信息。调度收到上述信息后，根据系统接线情况，将110kV变电站A侧110kV线路A断路器跳开，实现调度端远程故障点与变电站A的隔离，同时将与110kV变电站C直接连接的其它断路器断开至分闸状态，将该变电站与系统完全隔离，确保转供电成功，将失压负荷均转由其它变电站供电。

更具体的，如图3所示，假设110kV变电站C进线断路器DL-C1、进线断路器DL-C2均在合位，分段断路器3DL也在合位。如此时110kV变电站C直流系统失压，同时发生变电站C母线附近D2点故障本发明保护动作顺序如下：

由于110kV变电站C直流系统失压，因此本变电站侧电源110kV电源线路A与B所配置的保护装置均在检测到本装置专用直流电源消失时，经电子切换回路切换到CT及PT供电状态，同时上述保护装置设计有直流电源开关量输入回路、断路器控制回路失压开关量输入回路均接通，同时保护装置监测到一次系统有故障存在，保护装置均判断为本站专用直流电源失压、电力系统有故障启动远程失灵保护程序。

在具体实施过程中，由于D2点故障是在110kV线路A的差动保护范围外，也在110kV线路B的差动保护范围外，110kV线路A及110kV线路B本变电站光纤差动保护回路均不会动作，因此，经由110kV线路A及110kV线路B提供的短路电流一直存在，即当D2点故障时，110kV线路A及110kV线路B本变电站侧保护装置均在判断为本站直流电源失压启动远程失灵保护程序后，变电站C侧110kV线路A及110kV线路B保护装置均经专用光纤差动保护回路向变电站A侧、变电站B侧保护装置发送如下信息：变电站C侧保护装置专用直流电源消失、断路器控制回路及变电站直流电源母线失压，断路器无法跳开，故障不能被本开关切除，短路电流的方向指向保护区外，变电站C满足现有失灵保护电压闭锁元件开放定值及电流判别元件动作定值，可以启动远程失灵保护；对侧保护装置收到上述信息后，其保护装置均经就地失灵保护电压闭锁元件及电流判别元件控制后，经整定延时跳开所连接断路器，实现远程故障隔离，并向上级调度系统发送故障信息。调度收到上述信息后，根据系统接线情况，将与110kV变电站C直接连接的其它断路器断开至分闸状态，将该变电站与系统完全隔离，确保转供电成功，将失压负荷均转由其它变电站供电。

更具体的，如图4所示，假设110kV变电站C进线断路器DL-C1、进线断路器DL-C2均在合位，分段断路器3DL也在合位。如此时110kV变电站C直流系统失压，同时发生变电站C的110kV母线以下设备区域D3点故障本发明保护动作顺序同故障发生在D2点的动作顺序。

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 (9)

1.一种基于保护装置自供电的远程失灵保护方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：通过保护装置接收本侧断路器控制回路电源失压信号及变电站直流电源系统失压信号；

S2：在采集到本侧断路器控制回路电源失压信号、变电站直流电源系统的失压信号后，通过保护装置监测保护装置专用直流电源供电回路上的电压及电流信号是否均已经消失，若没有消失，则由保护装置发出异常告警信号，同时执行步骤S3；若均已经消失，执行步骤S3；

S3：通过电源切换回路进行从专用直流电源供电模式到CT、PT辅助供电模式的切换；

S4：通过保护装置监测CT、PT辅助供电回路上是否存在电压或电流信号，判断专用直流电源供电模式是否已经切换到CT、PT辅助供电模式；若是，通过光纤电流差动保护回路向对侧保护装置反馈信号一，由对侧保护装置将信息上送调度系统，同时执行步骤S6；若否，则执行步骤S5；

S5：延时等待后通过保护装置再一次判断专用直流电源供电模式是否已经切换到CT、PT辅助供电模式，若是，执行步骤S6；若否，则由储能电容回路供电，然后执行步骤S6，并由保护装置发出电源供电切换失败告警信号，同时通过光纤电流差动保护回路向对侧保护装置反馈信号一，并由对侧保护装置将信息上送调度系统；

S6：监测一次系统是否发生故障，若否，执行步骤S6；若是，执行步骤S7，同时通过光纤电流差动保护回路向对侧保护装置反馈“本侧有故障发生”信号，对侧保护准备启动“远程失灵保护就地判据”并将信息上送调度系统；

S7：启动远程失灵保护故障判断程序，通过光纤电流差动保护回路向对侧保护装置反馈信号二，由对侧保护装置经整定延时跳开其本侧所连接的断路器，并将信息上送调度系统；

S8：调度系统接收到信号后，根据系统接线情况，将与本失压变电站直接连接的其它断路器断开至分闸状态，将该变电站与系统完全隔离，确保转供电成功，将失压负荷均转由其它变电站供电。

2.根据权利要求1所述的一种基于保护装置自供电的远程失灵保护方法，其特征在于：所述信号一具体信息包括：线路本侧保护装置专用直流电源信号消失、电源供电切换失败告警信号；断路器控制回路电源失压信号；变电站直流电源母线失压信号；本站母线1相、2相或3相电压消失或母线电压正常。

3.根据权利要求1所述的一种基于保护装置自供电的远程失灵保护方法，其特征在于：所述信号二具体信息包括：线路本侧保护装置专用直流电源信号消失、断路器控制回路电源失压及变电站直流电源母线失压，断路器无法跳开，故障不能被本开关切除，短路电流的方向指向差动保护区内或外，启动远程失灵保护功能。

4.根据权利要求2所述的一种基于保护装置自供电的远程失灵保护方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述电源切换回路设置在保护装置上，电源切换回路上设置有电源供电控制模块，通过电源供电控制模块，控制CT、PT辅助供电输出模式，并优先采用CT、PT共同供电的模式，其具体供电比例如下：

非故障情况下，当本变电站母线PT每相及线路侧PT允许本保护使用容量均大于等于17VA及以上时，保护装置采用母线三相PT及线路PT均分供电方案，三相CT、零序CT及零序电压回路不供电；

非故障情况下，当本变电站母线PT每相及线路侧PT允许本保护使用容量均小于17VA时，保护装置采用母线三相PT及线路PT按照约需供电容量等比例供电，不足部分由储能电容供电，三相CT、零序CT及零序电压回路不供电；

变电站母线PT每相及线路侧PT允许本保护使用容量为现场设定值；

故障发生开始后优先采用非故障相电压，含线路电压、零序电压和故障相电流和零序电流提供电源，容量不足时再由储能电容供电；即非故障相电压，含线路电压按照最大允许使用容量等比例全额供电，不足部分优先由零序电压按照最大允许使用容量全额供电，再不足部分由故障相电流按照最大允许使用容量等比例全额供电，再不足部分由零序电流按照最大允许使用容量全额供电，再不足部分由储能电容提供；

变电站本线路每相及零序电流允许本保护使用容量为现场设定值；

当本变电站母线有三相电压小于无电压定值时，且三相CT均小于无流动作值时，保护装置采用储能电容回路供电。

5.根据权利要求4所述的一种基于保护装置自供电的远程失灵保护方法，其特征在于：所述储能电容回路供电容量按50VA供电时间1秒选取。

6.一种基于保护装置自供电的远程失灵保护系统，其特征在于：包括本地保护装置、对侧保护装置、断路器控制回路、专用直流电源供电回路、电源供电控制模块、电源切换回路、CT、PT辅助供电回路、光纤电流差动保护回路和信息上传回路，其中：

本地保护装置用于判断故障是否存在、判断故障类型、接收本侧断路器控制回路及直流母线电源供电回路的失压信号；

对侧保护装置用于配合差动保护回路故障判断，判断故障是否存在、判断故障类型、判断故障电流方向，用于对侧远程失灵就地辅助判断及跳开对应断路器，用于接收信号并上传调度系统；

断路器控制回路用于控制断路器的闭合或跳开；

专用直流电源供电回路用于保护装置的供电；

电源供电控制模块接受各CT、PT辅助供电回路可用容量整定，接收保护装置故障信息，控制各电源切换回路投退相应的CT、PT辅助供电回路，控制CT、PT辅助供电回路输出电源容量；

电源切换回路，各电源切换回路接收电源供电控制模块控制命令，按照电源供电控制模块控制要求投退相应的CT、PT辅助供电回路；各电源切换回路与各电源供电回路之间设计有隔离元件，防止反供电；

CT、PT辅助供电回路，实现CT、PT隔离取电，同时各CT、PT辅助供电回路接收电源供电控制模块控制命令，按照电源供电控制模块控制要求输出对应的电源容量；

光纤电流差动保护回路用于“信号一”与“信号二”的传递及对于保护范围内的电路进行保护；

信息上传回路用于将“对侧保护跳闸信息”、“信号一”与“信号二”上传调度系统。

7.根据权利要求7所述的一种基于保护装置自供电的远程失灵保护系统，其特征在于：所述保护装置上设置有直流母线电源失压开关量输入回路及断路器控制回路电源失压开关量输入回路，其中：

所述直流母线电源失压开关量输入回路用于接收专用直流电源供电回路的电源失压信号；

所述断路器控制回路电源失压开关量输入回路用于接收断路器控制回路的电源失压信号。

8.根据权利要求7所述的一种基于保护装置自供电的远程失灵保护系统，其特征在于：还包括失灵保护回路，所述失灵保护回路与保护装置电性连接；失灵启动回路用于对故障电流信号的判断、对故障电压信号的判断、断路器位置判断及启动远程失灵保护信号的产生。

9.根据权利要求8所述的一种基于保护装置自供电的远程失灵保护系统，其特征在于：所述失灵保护回路上设置有电压闭锁元件和电流判别元件，用于防止保护装置误动作。