CN109888728A - 一种层次化保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种层次化保护方法,首先建立层次化保护系统，在进一步的判断电力系统是否发生故障，然后再由保护系统响应故障，保护系统等待相应的保护时间后，检测故障是否存在，若是，则经延时后，保护系统响应故障，根据故障位置和拓扑结构生成相应的跳闸算法，然后向变电站发出跳闸信号；再进一步的继续检测故障是否存在，若是，则，再一次经过延时后，由相邻变电站失压时向与失去信息变电站相连线路上的断路器发出跳闸信号；最后，经过步骤S1～S5的保护动作时间之后，若故障仍然存在，满足动作条件等待延时后向故障元件两端的断路器发出跳闸信号，依靠层次化保护系统简明、有序地对故障进行响应、切除，避免了传统后备保护复杂的整定过程，有效可靠地发出动作，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及电路控制的技术领域，特别涉及一种层次化保护方法。
背景技术
目前，随着现代电网规模的扩大和结构复杂化，依赖于就地信息的传统继电保护遇到了诸多问题，现有技术中，后备保护的整定配合困难，且其整定配合基于固定的运行方式，当网架结构及运行方式因故发生频繁和大幅改变时，易导致后备保护动作特性失配，可能造成误动或扩大事故。
发明内容
本发明为解决上述的一种或多种不足，提供一种层次化保护方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种层次化保护方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.建立层次化保护系统；
S2.判断电力系统是否发生故障，若是则进行步骤S3，否则结束操作；
S3.保护系统响应故障，若满足动作条件，则向变电站的故障元件两端的断路器发出跳闸信号，否则，重复步骤S3；
S4.保护系统等待相应的保护时间后，检测故障是否存在，若是，则经延时后，保护系统响应故障，根据故障位置和拓扑结构生成相应的跳闸算法，然后向变电站发出跳闸信号；
S5.基于步骤S4，继续检测故障是否存在，若是，则，再一次经过延时后，由相邻变电站失压时向与失去信息变电站相连线路上的断路器发出跳闸信号；
S6.经过步骤S1～S5的保护动作时间之后，若故障仍然存在，满足动作条件等待延时后向故障元件两端的断路器发出跳闸信号。
在上述方案中，首先建立层次化保护系统，在进一步的判断电力系统是否发生故障，然后再由保护系统响应故障，保护系统等待相应的保护时间后，检测故障是否存在，若是，则经延时后，保护系统响应故障，根据故障位置和拓扑结构生成相应的跳闸算法，然后向变电站发出跳闸信号；再进一步的继续检测故障是否存在，若是，则，再一次经过延时后，由相邻变电站失压时向与失去信息变电站相连线路上的断路器发出跳闸信号；最后，经过步骤S1～S5的保护动作时间之后，若故障仍然存在，满足动作条件等待延时后向故障元件两端的断路器发出跳闸信号，依靠层次化保护系统简明、有序地对故障进行响应、切除，避免了传统后备保护复杂的整定过程，有效可靠地发出动作，提高工作效率。
优选的，所述的层次化保护系统包括间隔保护层、站域保护层和广域保护层。
优选的，所述的层次化保护系统有以下四个保护类型：快速主保护、基于多源信息的站域和广域保护、相邻变电站失压时带延时的广域后备保护、长延时的就地后备保护。
优选的，所述的快速主保护为：面向单个元件设备的主保护，包括变电站内元件主保护和变电站间输电线路的主保护。
优选的，所述的基于多源信息的站域和广域保护为：利用站域和广域的多源信息对故障进行综合判别的保护原理，分为两种类别：(1)站域和广域快速主保护，根据判断结果发出跳闸指令的站域和广域保护；(2)站域和广域后备保护，其需要与快速主保护、站域和广域快速主保护配合，是在等待快速主保护、站域和广域快速主保护动作时间及断路器跳闸和失灵保护所需时间后，故障仍未消失时需要动作的站域和广域保护。
优选的，所述的相邻变电站失压时带延时的广域后备保护具体为：当变电站广域决策中心接收不到相邻变电站的信息，且检测到电网有故障发生时，该变电站的相邻变电站失压时带延时的广域后备保护将会响应故障。经过站域和广域后备保护动作时间之后，若检测到故障存在，且检测到故障位于失压变电站方向，则由广域后备保护延时发出跳闸指令。
优选的，所述的长延时的就地后备保护具体为：最后一层保护，经过快速主保护、基于多源信息的站域和广域保护、相邻变电站失压时带延时的广域后备保护中保护动作时间后，若故障仍然存在，由基于本地信息的长延时的后备保护来响应故障。
优选的，所述的步骤S3具体为：由快速主保护、站域和广域快速主保护响应故障，两种类型保护均作为系统的主保护，若满足动作条件即可动作，向故障元件两端的断路器发出跳闸信号，否则，重复步骤S3操作。
优选的，所述的步骤S4具体为：在等待主保护动作时间、断路器跳闸所需时间以及断路器失灵保护时间后，若检测到故障仍然存在，经过延时后，由站域和广域后备保护响应故障，根据故障位置和拓扑结构生成相应的跳闸算法，然后向相应的断路器发出跳闸信号。
优选的，所述的步骤S5具体为：继续检测故障是否存在，若是，则由于相邻变电站发生全站失压的情况，将无法从相邻变电站处接收到信息，此状况下由相邻变电站失压时带延时的广域后备保护响应故障，即变电站检测到故障发生，广域保护决策中心无法从相邻变电站处接收到信息，在等待站域和广域后备保护动作时间及其断路器跳闸和失灵保护相应时间后，经过延时，由相邻变电站失压时广域后备保护向与失去信息变电站相连线路上的断路器发出跳闸信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：依靠层次化保护系统简明、有序地对故障进行响应、切除，避免了传统后备保护复杂的整定过程，有效可靠地发出动作，提高工作效率。
附图说明
图1是本发明一种层次化保护方法的方法流程图。
图2是本发明变电站内部发生故障的实施例图。
图3是本发明相邻变电站失压故障的实施例图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施说例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种层次化保护方法，其流程图如图1所示：包括以下步骤：
S1.建立层次化保护系统；
S2.判断电力系统是否发生故障，若是则进行步骤S3，否则结束操作；
S3.保护系统响应故障，若满足动作条件，则向变电站的故障元件两端的断路器发出跳闸信号，否则，重复步骤S3；
S4.保护系统等待相应的保护时间后，检测故障是否存在，若是，则经延时后，保护系统响应故障，根据故障位置和拓扑结构生成相应的跳闸算法，然后向变电站发出跳闸信号；
S5.基于步骤S4，继续检测故障是否存在，若是，则，再一次经过延时后，由相邻变电站失压时向与失去信息变电站相连线路上的断路器发出跳闸信号；
S6.经过步骤S1～S5的保护动作时间之后，若故障仍然存在，满足动作条件等待延时后向故障元件两端的断路器发出跳闸信号。
在本实施例中，首先建立层次化保护系统，在进一步的判断电力系统是否发生故障，然后再由保护系统响应故障，保护系统等待相应的保护时间后，检测故障是否存在，若是，则经延时后，保护系统响应故障，根据故障位置和拓扑结构生成相应的跳闸算法，然后向变电站发出跳闸信号；再进一步的继续检测故障是否存在，若是，则，再一次经过延时后，由相邻变电站失压时向与失去信息变电站相连线路上的断路器发出跳闸信号；最后，经过步骤S1～S5的保护动作时间之后，若故障仍然存在，满足动作条件等待延时后向故障元件两端的断路器发出跳闸信号，依靠层次化保护系统简明、有序地对故障进行响应、切除，避免了传统后备保护复杂的整定过程，有效可靠地发出动作，提高工作效率。
在本实施例中，层次化保护系统包括间隔保护层、站域保护层和广域保护层。
在本实施例中，层次化保护系统有以下四个保护类型：快速主保护、基于多源信息的站域和广域保护、相邻变电站失压时带延时的广域后备保护、长延时的就地后备保护。
在本实施例中，快速主保护为：面向单个元件设备的主保护，包括变电站内元件主保护和变电站间输电线路的主保护。
在本实施例中，基于多源信息的站域和广域保护为：利用站域和广域的多源信息对故障进行综合判别的保护原理，分为两种类别：(1)站域和广域快速主保护，根据判断结果发出跳闸指令的站域和广域保护；(2)站域和广域后备保护，其需要与快速主保护、站域和广域快速主保护配合，是在等待快速主保护、站域和广域快速主保护动作时间及断路器跳闸和失灵保护所需时间后，故障仍未消失时需要动作的站域和广域保护。
在本实施例中，相邻变电站失压时带延时的广域后备保护具体为：当变电站广域决策中心接收不到相邻变电站的信息，且检测到电网有故障发生时，该变电站的相邻变电站失压时带延时的广域后备保护将会响应故障。经过站域和广域后备保护动作时间之后，若检测到故障存在，且检测到故障位于失压变电站方向，则由广域后备保护延时发出跳闸指令。
在本实施例中，长延时的就地后备保护具体为：最后一层保护，经过快速主保护、基于多源信息的站域和广域保护、相邻变电站失压时带延时的广域后备保护中保护动作时间后，若故障仍然存在，由基于本地信息的长延时的后备保护来响应故障。
在本实施例中，步骤S3具体为：由快速主保护、站域和广域快速主保护响应故障，两种类型保护均作为系统的主保护，若满足动作条件即可动作，向故障元件两端的断路器发出跳闸信号，否则，重复步骤S3操作。
在本实施例中，步骤S4具体为：在等待主保护动作时间、断路器跳闸所需时间以及断路器失灵保护时间后，若检测到故障仍然存在，经过延时后，由站域和广域后备保护响应故障，根据故障位置和拓扑结构生成相应的跳闸算法，然后向相应的断路器发出跳闸信号。
在本实施例中，步骤S5具体为：继续检测故障是否存在，若是，则由于相邻变电站发生全站失压的情况，将无法从相邻变电站处接收到信息，此状况下由相邻变电站失压时带延时的广域后备保护响应故障，即变电站检测到故障发生，广域保护决策中心无法从相邻变电站处接收到信息，在等待站域和广域后备保护动作时间及其断路器跳闸和失灵保护相应时间后，经过延时，由相邻变电站失压时广域后备保护向与失去信息变电站相连线路上的断路器发出跳闸信号。
实施例2：
若变电站内部发生故障，如图2所示：A变电站内部发生故障后，由故障元件处的快速主保护，或站域和广域快速主保护动作，向故障元件两端的断路器发出跳闸信号；若主保护拒动或断路器失灵，A变电站广域决策中心根据故障元件位置和拓扑信息，制定相应的断路器跳闸策略。若故障仍未切除，则由长延时的就地后备保护动作，向故障元件两端的断路器发出跳闸信号。具体来说，若是A变电站内部变压器发生故障，首先应由作为主保护的变压器差动保护动作，向该变压器两端断路器发出跳闸信号。若等待断路器失灵保护动作时间后故障仍存在，A变电站广域决策中心根据网络拓扑，应向B城市、C城市、D城市、E城市四个变电站发送故障信息，由四个变电站分别向自身与A变电站相连线路的断路器发出跳闸信号。若之后故障仍然存在，应由故障变压器处的长延时就地后备保护动作，向该变压器两端断路器发出跳闸信号。
实施例3：
若相邻变电站失压时，如图3所示：A变电站全站失压，A-D相连线路发生故障。此时A变电站无法向周围相邻变电站发送信息，其快速主保护和基于多源信息的站域和广域保护也无法动作，不能跳开相连线路上的断路器。B城市、C城市、D城市、E城市四个变电站无法接收到A变电站的信息，在等待站域和广域后备保护动作时间后，故障仍然存在，故由四个变电站带延时的广域后备保护动作，四个变电站向与A变电站相连线路的断路器发出跳闸信号。
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 (10)
1.一种层次化保护方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.建立层次化保护系统；
S2.判断电力系统是否发生故障，若是则进行步骤S3，否则结束操作；
S3.保护系统响应故障，若满足动作条件，则向变电站的故障元件两端的断路器发出跳闸信号，否则，重复步骤S3；
S4.保护系统等待相应的保护时间后，检测故障是否存在，若是，则经延时后，保护系统响应故障，根据故障位置和拓扑结构生成相应的跳闸算法，然后向变电站发出跳闸信号；
S5.基于步骤S4，继续检测故障是否存在，若是，则，再一次经过延时后，由相邻变电站失压时向与失去信息变电站相连线路上的断路器发出跳闸信号；
S6.经过步骤S1～S5的保护动作时间之后，若故障仍然存在，满足动作条件等待延时后向故障元件两端的断路器发出跳闸信号。
2.根据权利要求1所述的层次化保护方法，其特征在于：所述的层次化保护系统包括间隔保护层、站域保护层和广域保护层。
3.根据权利要求2所述的层次化保护方法，其特征在于：所述的层次化保护系统有以下四个保护类型：快速主保护、基于多源信息的站域和广域保护、相邻变电站失压时带延时的广域后备保护、长延时的就地后备保护。
4.根据权利要求3所述的层次化保护方法，其特征在于：所述的快速主保护为：面向单个元件设备的主保护，包括变电站内元件主保护和变电站间输电线路的主保护。
5.根据权利要求3所述的层次化保护方法，其特征在于：所述的基于多源信息的站域和广域保护为：利用站域和广域的多源信息对故障进行综合判别的保护原理，分为两种类别：(1)站域和广域快速主保护，根据判断结果发出跳闸指令的站域和广域保护；(2)站域和广域后备保护，其需要与快速主保护、站域和广域快速主保护配合，是在等待快速主保护、站域和广域快速主保护动作时间及断路器跳闸和失灵保护所需时间后，故障仍未消失时需要动作的站域和广域保护。
6.根据权利要求3述的层次化保护方法，其特征在于：所述的相邻变电站失压时带延时的广域后备保护具体为：当变电站广域决策中心接收不到相邻变电站的信息，且检测到电网有故障发生时，该变电站的相邻变电站失压时带延时的广域后备保护将会响应故障。经过站域和广域后备保护动作时间之后，若检测到故障存在，且检测到故障位于失压变电站方向，则由广域后备保护延时发出跳闸指令。
7.根据权利要求3述的层次化保护方法，其特征在于：所述的长延时的就地后备保护具体为：最后一层保护，经过快速主保护、基于多源信息的站域和广域保护、相邻变电站失压时带延时的广域后备保护中保护动作时间后，若故障仍然存在，由基于本地信息的长延时的后备保护来响应故障。
8.根据权利要求7所述的层次化保护方法，其特征在于：所述的步骤S3具体为：由快速主保护、站域和广域快速主保护响应故障，两种类型保护均作为系统的主保护，若满足动作条件即可动作，向故障元件两端的断路器发出跳闸信号，否则，重复步骤S3操作。
9.根据权利要求8所述的层次化保护方法，其特征在于：所述的步骤S4具体为：在等待主保护动作时间、断路器跳闸所需时间以及断路器失灵保护时间后，若检测到故障仍然存在，经过延时后，由站域和广域后备保护响应故障，根据故障位置和拓扑结构生成相应的跳闸算法，然后向相应的断路器发出跳闸信号。
10.根据权利要求所述的层次化保护方法，其特征在于：所述的步骤S5具体为：继续检测故障是否存在，若是，则由于相邻变电站发生全站失压的情况，将无法从相邻变电站处接收到信息，此状况下由相邻变电站失压时带延时的广域后备保护响应故障，即变电站检测到故障发生，广域保护决策中心无法从相邻变电站处接收到信息，在等待站域和广域后备保护动作时间及其断路器跳闸和失灵保护相应时间后，经过延时，由相邻变电站失压时广域后备保护向与失去信息变电站相连线路上的断路器发出跳闸信号。
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