CN110676823B - 一种110kV线路断线继电保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种110kV线路断线继电保护方法,采用测量110kV变压器110kV中性点电压,识别110kV线路单相断线,采用合解环操作转移供电,使失去电源的变压器恢复到备用电源上供电的继电保护方法,有效防止了变压器缺相供电对电网和对负荷供电的影响,同时防止110kV变压器110kV中性点烧毁,有利于电网安全稳定运行。本发明应用于:负荷端110kV变电站所有变压器110kV中性点运行方式为不接地,经间隙接地;110kV变电站110kV侧装设有备自投装置或中、低压侧装设有备自投装置;远跳断线线路电源侧断路器时,1号和2号电源110kV线路必须设置光纤通道和线路光纤差动保护。
Description
技术领域
本发明涉及一种110kV线路断线继电保护方法,属于电力继电保护技术领域。
背景技术
目前电网时常出现110kV线路断线现象,断线会造成该110kV线路供电的110kV变压器缺相运行,使得供电的变压器三相电压不对称,对负荷供电产生影响,甚至110kV变压器110kV中性点由于出现零序过电压而击穿烧毁,变压器被迫停电检修。现有技术还没有专门针对110kV线路断线的继电保护装置,因此,必须研制一种保护装置及方法,防止变压器缺相供电对电网和对负荷供电的影响,同时防止110kV变压器110kV中性点烧毁,以利于电网安全稳定运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种110kV线路断线继电保护方法,在负荷端变电所测量110kV变压器110kV中性点电压,识别110kV线路单相断线,并采用合解环操作转移负荷供电的继电保护技术方案。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现:
一种110kV线路断线继电保护方法,包括:
一、110kV线路各相断线识别的方法
1.11号电源进线线路各相断线识别的方法
采集在负荷端110kV变电站Ⅰ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo;
1)A相断线识别的方法
(1)Ⅰ段母线PT二次A相电压值小于整定电压值U1;
(2)Ⅰ段母线PT二次B相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(3)Ⅰ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(4)Ⅰ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3;
当上述条件全部满足,经延时t1后发出1号110kV电源进线线路A相断线信号;
2)B相断线识别的方法
(1)Ⅰ段母线PT二次B相电压值小于整定电压值U1;
(2)Ⅰ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(3)Ⅰ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(4)Ⅰ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3;
当上述条件全部满足,经延时t1后发出1号110kV电源进线线路B相断线信号;
3)C相断线识别的方法
(1)Ⅰ段母线PT二次C相电压值小于整定电压值U1;
(2)Ⅰ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(3)Ⅰ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(4)Ⅰ段母线PT二次开口三角的电压值大于整定电压值U3;
当上述条件全部满足,经延时t1后发出1号110kV电源进线线路C相断线信号;
1.22号电源进线线路各相断线识别的方法
采集负荷端110kV变电站Ⅱ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo;
1)A相断线识别的方法
(1)Ⅱ段母线PT二次A相电压值小于整定电压值U1;
(2)Ⅱ段母线PT二次B相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(3)Ⅱ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(4)Ⅱ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3;
当上述条件全部满足,经延时t1后发出2号110kV电源进线线路A相断线信号;
2)B相断线识别的控制方法
(1)Ⅱ段母线PT二次B相电压值小于整定电压值U1;
(2)Ⅱ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(3)Ⅱ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(4)Ⅱ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3;
当上述条件全部满足,经延时t1后发出2号110kV线路电源进线B相断线信号;
3)C相断线识别的控制方法
(1)Ⅱ段母线PT二次C相电压值小于整定电压值U1;
(2)Ⅱ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(3)Ⅱ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(4)Ⅱ段母线PT二次开口三角的电压值大于整定电压值U3;
当上述条件全部满足,经延时t1后发出2号110kV电源进线线路C相断线信号;
二、判断线路断线合上负荷端110kV变电站备用断路器后跳开进线断路器的条件
2.1判断1号线路断线合上负荷端110kV变电站备用断路器2DL或3DL和跳开1号进线断路器1DL的条件
采集负荷端110kV变电站Ⅰ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo和1号变压器、2号变压器110kV中性点间隙处CT的电流值;
条件1:
满足1号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件,1号110kV进线断路器1DL在合闸位置,在1号变压器中性点装设中性点PT,采集110kV中性点电压值,110kV中性点电压值大于电压整定值U4,延时t2后,启动合上负荷端110kV变电站备用断路器2DL或3DL后,跳开1号进线断路器1DL,使失去电源的变压器转移到备用2号110kV电源上供电;
条件2:
(1)满足1号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件,开放T时间;开放T时间即高电平时间为T的一次脉冲;
(2)该母线上任一台主变压器中性点的零序电流3Io大于整定值I1;
当上述条件全部满足,且1号110kV进线断路器1DL在合闸位置,延时t3后,合上负荷端110kV变电站备用断路器2DL或3DL后,跳开1号进线断路器1DL,使失去电源的变压器转移到备用2号110kV电源上供电;
2.2判断2号线路断线合上负荷端110kV变电站备用断路器1DL或3DL和跳开2号进线断路器2DL的条件
采集负荷端110kV变电站Ⅱ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo和3号变压器110kV中性点间隙处CT的电流值;
条件1:
满足2号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件,2号110kV进线断路器2DL在合闸位置,在2号变压器中性点装设中性点PT,采集110kV中性点电压值,110kV中性点电压值大于电压整定值U4,延时t2后,启动合上负荷端110kV变电站备用断路器1DL或3DL后,跳开2号进线断路器2DL,使失去电源的变压器转移到备用1号110kV电源上供电;
条件2:
(1)满足2号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件,开放T时间;
(2)该母线上任一台主变压器中性点的零序电流3Io大于整定值I1;
当上述条件全部满足,2号110kV进线断路器2DL在合闸位置,延时t3后,启动合上负荷端110kV变电站备用断路器1DL或3DL后,使失去电源的变压器转移到备用1号110kV电源上供电。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现:
前述一种110kV线路断线继电保护方法,其中,
整定电压值U1为断线时可能的最高电压值的1.3~1.5倍,即整定电压值U1的取值范围为42V~48V;
整定电压值U2的上限值为63.8V,下限值为52.2V;
整定电压值U3为:按断线时可能的最低电压值100V取1.3~1.5的灵敏系数,即在67V~77V的范围内取值;
整定电压值U4为:按1/2的相额定电压值29V取1.3~1.5的灵敏系数,即在19V~22V的范围内取值。
前述一种110kV线路断线继电保护方法,其中,
t1时间整定为2~4秒;t2时间整定为0.15~0.5秒;t3时间整定为0.15~0.5秒;开放T时间整定为5~7秒;主变压器110kV中性点的零序电流3Io整定值范围为40~100A。
前述一种110kV线路断线继电保护方法,判断110kV线路断线后,在负荷侧变电站110kV侧或中、低压侧,采用合备用电源的断路器后,再跳110kV线路断线的负荷侧断路器,将110kV线路断线造成缺相运行的母线或变压器调整到备用线路供电。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明充分利用110kV线路单相断线时负荷端变电所110kV母线PT二次电压、110kV变压器110kV中性点电压的故障特征,识别110kV线路单相断线,采用合解环操作转移负荷供电,简单易行。
2、本发明采用测量110kV变压器110kV中性点电压、识别110kV线路单相断线,采用合解环操作转移供电,使失去电源的变压器恢复到备用电源上供电的继电保护的方案,有效防止了变压器缺相供电对电网和对负荷供电的影响,同时防止110kV变压器110kV中性点烧毁,有利于电网安全稳定运行。
附图说明
图1为110kV断线一次系统示意图;
图2为110kV线路断线向量图;
图3为110kV断线且负荷侧断线处接地一次系统示意图;
图4为110kV线路断线且负荷侧断线处接地向量图;
图5为测量变压器中性点电压采用合解环操作的110kV线路单相断线保护原理图;
图6为110kV变电所单母线分段一次主接线图;
图7为110kV变电所内桥一次主接线图;
图8为110kV变电所扩大内桥一次主接线图;
图9为110kV变电站线路变压器组一次主接线图;
图中符号说明如下:
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
110kV线路断线分析:
1. 110kV线路断线分析
当负荷侧110kV变电站变压器110kV中性点为不接地。
1.1 110kV线路断线
如图1为110kV断线一次系统示意图。系统侧220kV变电站110kV侧为有效接地系统;负荷侧110kV变电站变压器110kV中性点为不接地,经间隙接地。
设系统侧220kV变电站110kV侧电源电势分别为EA、EB、EC。当110kV线路某处断线,比如A相,分析得到负荷侧110kV变电站110kV母线电压为:
(1)式中,UA、UB、UC为负荷侧110kV变电站110kV母线A相电压、B相电压、C相电压,U0为负荷侧110kV变电站变压器110kV中性点电压,3U0为负荷侧110kV变电站变压器110kV母线电压互感器(以下简称PT)二次开口三角绕组的电压。向量图如图2所示。
1.2 110kV线路断线且负荷侧断线处接地
如图3为110kV断线且负荷侧断线处接地一次系统示意图。系统侧220kV变电站110kV侧为有效接地系统;负荷侧110kV变电站变压器110kV中性点为不接地,经间隙接地。
设系统侧220kV变电站110kV侧电源电势分别为EA、EB、EC。当110kV线路某处断线且负荷侧断线处接地,比如A相,分析得到负荷侧110kV变电站110kV母线电压为:
(2)式中,UA、UB、UC为负荷侧110kV变电站110kV母线A相电压、B相电压、C相电压,U0为负荷侧110kV变电站变压器110kV中性点电压,3U0为负荷侧110kV变电站变压器110kV母线电压互感器(以下简称PT)二次开口三角绕组的电压。向量图如图4所示。
1.3 110kV线路断线且系统侧断线处接地
当110kV线路断线且系统侧断线处接地时,对系统侧来说,故障主要体现在110kV线路单相接地短路故障,因此220kV变电站110kV线路保护会启动跳闸,来切除故障(110kV线路断路器跳闸切除故障,110kV线路断路器重合,再为110kV线路单相接地短路故障,220kV变电站110kV线路保护再次启动跳闸,切除故障)。
1.4 110kV线路断线时110kV变电站变压器110kV中性点击穿分析
表1为不同间隙下的工频放电电压。通过分析变压器中性点对地电压U0可以判断间隙是否可能击穿,结合表1判断间隙是否可能击穿。
表1不同间隙的工频放电电压
Tab1 Discharge voltage with power frequency ofdifferentneutral gaps
对于1.3的分析结果,3U0的最大值为150V,中性点对地电压U0二次值为50V,折算出一次值,可得U0一次值,计算结果如下:
由于变压器中性点放电间隙为110mm或120mm,由表1可知变压器中性点工频耐受电压为52kV或53.3kV,实际变压器中性点最大稳态电压约为55kV,高于工频耐压值,故该放电间隙可能被击穿。
2. 110kV线路断线结果分析
2.1 110kV线路断线(或并在断线处接地)
对于1.1、1.2这2种情况,可由110kV线路断线保护,并与备自投配合来完成消除110kV线路断线的负荷转移,防止110kV线路断线对供电负荷的影响。
2.2 110kV线路断线并在断线处接地引起的短路
对于1.3这种情况,由于在断线处接地引起了短路故障,可由220kV变电站110kV线路保护会启动跳闸,来切除故障(110kV线路断路器跳闸切除故障,110kV线路断路器重合,再为110kV线路单相接地短路故障,220kV变电站110kV线路保护再次启动跳闸,切除故障);由于负荷端110kV变电站对应的110kV母线失去电源,由备自投动作,来完成消除110kV线路断线的负荷转移,防止110kV线路断线对供电负荷的影响。
3. 110kV线路断线时故障特征分析
对于1.1、1.2这2种110kV线路断线情况,故障特征为:负荷侧变电站110kV母线A、B、C三相电压是不对称的,且断线相电压分别为-EA/2和约等于0,3U0是为-3EA/2或-EA的,同时非故障相电压幅值和相位没有多大变化,另外变压器中性点电压U0均为-EA/2。变压器中性点存在击穿的可能。
针对上述情况,本发明提供一种110kV线路断线继电保护方法。
本发明所应用的输配电网络为110kV变电所110kV单母线分段一次主接线(含110kV单母线一次主接线)、110kV内桥接线(如图7)、110kV扩大内桥接线(如图8)、110kV变电站线路变压器组接线(如图9)等系统网络。以110kV变电所110kV单母线分段一次主接线为例,其他一次主接线保护方法类似。110kV变电所110kV单母线分段一次主接线结构如图6所示为:
1号电源进线支路设备、2号电源进线支路设备分别连接110kVⅠ段母线、110kVⅡ段母线;110kVⅠ段母线和Ⅱ段母线之间有分段断路器3DL,并串接有分段电流互感器CT;1号电源进线支路间隔设备为断路器1DL,并串接有电流互感器CT1;2号电源进线支路间隔设备为断路器2DL,并串接有电流互感器CT2;110kVⅠ段母线还接有1号变压器支路、2号变压器支路、1号110kV出线支路和110kVⅠ段母线电压互感器PT1;110kVⅡ段母线还接有3号变压器支路、2号110kV出线支路和110kVⅡ段母线电压互感器PT2。1号电源进线线路电源侧设有断路器4DL,2号电源进线线路电源侧设有断路器5DL,负荷端110kV变电所110kV侧装设110kV备自投装置。
针对上述110kV单母线分段一次主接线,在负荷端110kV变电所实施测量110kV变压器110kV中性点电压、识别110kV线路单相断线,采用合解环操作转移负荷供电的继电保护方案,来满足现场运行要求。如图5为测量变压器中性点电压采用合解环操作的110kV线路单相断线保护原理图;该方法包括:
1、110kV线路各相断线识别的方法
1.1 1号电源进线线路各相断线识别的方法
采集在负荷端110kV变电站Ⅰ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo;
1)A相断线识别的方法
(1)Ⅰ段母线PT二次A相电压值小于整定电压值U1;
(2)Ⅰ段母线PT二次B相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(3)Ⅰ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(4)Ⅰ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3;
当上述条件全部满足,经延时t1后发出1号110kV电源进线线路A相断线信号;
2)B相断线识别的方法
(1)Ⅰ段母线PT二次B相电压值小于整定电压值U1;
(2)Ⅰ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(3)Ⅰ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(4)Ⅰ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3;
当上述条件全部满足,经延时t1后发出1号110kV电源进线线路B相断线信号;
3)C相断线识别的方法
(1)Ⅰ段母线PT二次C相电压值小于整定电压值U1;
(2)Ⅰ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(3)Ⅰ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(4)Ⅰ段母线PT二次开口三角的电压值大于整定电压值U3;
当上述条件全部满足,经延时t1后发出1号110kV电源进线线路C相断线信号;
1.2 2号电源进线线路各相断线识别的方法
采集负荷端110kV变电站Ⅱ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo;
1)A相断线识别的方法
(1)Ⅱ段母线PT二次A相电压值小于整定电压值U1;
(2)Ⅱ段母线PT二次B相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(3)Ⅱ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(4)Ⅱ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3;
当上述条件全部满足,经延时t1后发出2号110kV电源进线线路A相断线信号;
2)B相断线识别的控制方法
(1)Ⅱ段母线PT二次B相电压值小于整定电压值U1;
(2)Ⅱ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(3)Ⅱ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(4)Ⅱ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3;
当上述条件全部满足,经延时t1后发出2号110kV线路电源进线B相断线信号;
3)C相断线识别的控制方法
(1)Ⅱ段母线PT二次C相电压值小于整定电压值U1;
(2)Ⅱ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(3)Ⅱ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(4)Ⅱ段母线PT二次开口三角的电压值大于整定电压值U3;
当上述条件全部满足,经延时t1后发出2号110kV电源进线线路C相断线信号;
2、判断线路断线合上负荷端110kV变电站备用断路器后跳开进线断路器的条件
2.1判断1号线路断线合上负荷端110kV变电站备用断路器2DL或3DL和跳开1号进线断路器1DL的条件
采集负荷端110kV变电站Ⅰ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo和1号变压器、2号变压器110kV中性点间隙处CT的电流值;
条件1:
满足1号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件,1号110kV进线断路器1DL在合闸位置,在1号变压器中性点装设中性点PT,采集110kV中性点电压值,110kV中性点电压值大于电压整定值U4,延时t2后,启动合上负荷端110kV变电站备用断路器2DL或3DL后,跳开1号进线断路器1DL,使失去电源的变压器转移到备用2号110kV电源上供电;
条件2:
(1)满足1号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件,开放T时间;开放T时间即高电平时间为T的一次脉冲;
(2)该母线上任一台主变压器中性点的零序电流3Io大于整定值I1;
当上述条件全部满足,且1号110kV进线断路器1DL在合闸位置,延时t3后,合上负荷端110kV变电站备用断路器2DL或3DL后,跳开1号进线断路器1DL,使失去电源的变压器转移到备用2号110kV电源上供电;
2.2判断2号线路断线合上负荷端110kV变电站备用断路器1DL或3DL和跳开2号进线断路器2DL的条件
采集负荷端110kV变电站Ⅱ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo和3号变压器110kV中性点间隙处CT的电流值;
条件1:
满足2号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件,2号110kV进线断路器2DL在合闸位置,在2号变压器中性点装设中性点PT,采集110kV中性点电压值,110kV中性点电压值大于电压整定值U4,延时t2后,启动合上负荷端110kV变电站备用断路器1DL或3DL后,跳开2号进线断路器2DL,使失去电源的变压器转移到备用1号110kV电源上供电;
条件2:
(1)满足2号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件,开放T时间;
(2)该母线上任一台主变压器中性点的零序电流3Io大于整定值I1;
当上述条件全部满足,2号110kV进线断路器2DL在合闸位置,延时t3后,启动合上负荷端110kV变电站备用断路器1DL或3DL后,使失去电源的变压器转移到备用1号110kV电源上供电。
判断110kV线路断线后,在负荷侧变电站110kV侧或中、低压侧,采用合备用电源的断路器后,再跳110kV线路断线的负荷侧断路器,将110kV线路断线造成缺相运行的母线或变压器调整到备用线路供电。
2.3上述2.1与2.2中,采用条件2的原因为:
(1)当该母线上运行的变压器110kV中性点间隙一旦击穿,相当于该变压器110kV中性点接地了,此时条件1就不满足启动条件而返回,采用条件2可进一步优化启动条件;
(2)采用110kV电源进线断路器1DL或2DL在合闸位置的原因为:在一条电源进线线路带负荷端110kV变电站时,远离电源进线线路的母线电压也能感受到线路断线的信息,会干扰备自投的合闸备用电源断路器;另外,采用线路PT时,该电源进线线路可能还有其他负荷端110kV变电站,若这个负荷端110kV变电站电源进线断路器跳闸慢了或拒绝跳闸,也会干扰备自投的合闸备用电源断路器,可能造成备自投不能动作。采用110kV电源进线断路器在合闸位置的条件可进一步优化逻辑。
(3)采用测量变压器110kV中性点电压超过整定值条件的原因为:当变压器110kV中性点不接地时,110kV线路发生断线或110kV线路发生断线、且断线处负荷侧又有接地的情况下,变压器110kV中性点电压大小均为Ea/2。
3.负荷端110kV变电所Ⅰ段或Ⅱ段母线上主变压器110kV中性点运行方式为:不接地,经间隙接地。110kV变电所110kV侧装设110kV备自投装置。采用远跳断线线路电源侧断路器时,1号和2号电源110kV线路必须设置光纤通道和线路光纤差动保护。
4.本发明方法在负荷端110kV变电所在单独的110kV线路断线保护装置实施或在110kV备自投装置中实施或在1号、2号、3号变压器保护装置中实施;在110kV备自投装置中实施,需要增加新的硬件接口,比如3Uo、3Io等;在1号、2号、3号变压器保护装置中实施,不需要增加硬件设备。
5.负荷端110kV变电所110kV线路断线时各电压整定值为:
(1)断线相PT二次电压整定值为断线时可能的最高电压值的1.3~1.5倍,取1/2的相额定电压值的最高电压值29V取+10%,即整定电压值U1的取值范围为42V~48V;例如可以取为45V。
(2)非断线相PT二次电压整定值U2为:相额定电压值±10%(58V±10%),即52.2~63.8V之间;
(3)母线PT二次开口三角的电压整定值为:断线时可能的最低电压值100V,取1.3~1.5的灵敏系数,即在67V~77V的范围内取值,例如可取70V。
(4)变压器110kV中性点电压Uo的整定值U4:1/2的相额定电压值29V,取1.3~1.5的灵敏系数,即在19V~22V的范围内取值,例如取为20V。
6.上述识别110kV线路单相断线并与备自投配合的继电保护方法中时间、电流的整定值:
(1)t1时间:躲过单相接地继电保护动作过程时间,整定为2~4秒;
(2)t2时间整定为0.15~0.5秒;
(3)t3时间整定为0.15~0.5秒;
(4)开放T时间整定为5~7秒;
(5)主变压器110kV中性点的零序电流3Io整定值I1整定为40~100A。
7.对于110kV变电站采用110kV线变组一次主接线时,负荷侧变电站采用中、低压侧合上备用断路器后,拉开断线的变压器高、低压侧断路器完成恢复供电任务。
8.本发明方案能够使用在下列情况下:(1)负荷端110kV变电站所有变压器110kV中性点运行方式为:不接地,经间隙接地;(2)110kV变电站110kV侧装设有备自投装置或中、低压侧装设有备自投装置;(3)远跳断线线路电源侧断路器时,1号和2号电源110kV线路必须设置光纤通道和线路光纤差动保护。
并能满足下列一次主接线:(1)110kV变电站110kV单母线分段一次主接线;(2)110kV变电站110kV内桥一次主接线;(3)110kV变电站110kV扩大一次主接线;(4)110kV变电站110kV线变组一次主接线;(5)其他一次主接线。
9.本发明方案也可用在单电源供电的220kV线路断线的情况下。
下面给出本发明方法的实施例(以图6为例):
1运行方式1
该运行方式下,2号电源断路器2DL、分段断路器3DL运行,1号电源断路器1DL热备用,即1号电源断路器1DL分闸位置。
1.1 2号110kV电源线路单相断线故障
以A相断线为例,B相或C相断线类似。当2号110kV电源线路A相单相断线故障时,相当于带负荷拉隔离开关,在断线的瞬间产生电弧,该电弧不能熄灭,电弧进一步发展造成线路A相单相接地,在由于在上级电源线路距离Ⅰ段或Ⅱ段保护范围内,所以上级2号电源线路距离Ⅰ段或Ⅱ段保护启动动作跳开上级2号110kV电源线路电源侧断路器5DL;负荷端110kV变电所Ⅰ段或Ⅱ段母线失去电源后,2号110kV电源线路A相断线处故障消失,经延时上级2号110kV电源线路电源侧断路器5DL重合成功,但负荷端变电所Ⅰ段或Ⅱ段母线感受到缺相运行,Ⅱ段母线PT二次电压满足了识别2号110kV线路单相断线的条件1成立,经延时t1发出2号110kV电源线路A相单相断线故障,且2号变压器110kV中性点电压值满足条件,经t2延时后,启动1号110kV备用电源断路器1DL合闸后,跳负荷端110kV变电站2号110kV电源进线断路器2DL,使失去电源的1号、2号和3号变压器转移到备用1号110kV电源线路上供电。
由于上述条件1满足,开放T时间;若在t2时间没有到达前,1号或2号主变压器110kV中性点击穿,产生的零序电流超过了整定值,经t3延时后,启动1号110kV备用电源断路器1DL合闸后,跳负荷端110kV变电站2号110kV电源进线断路器2DL,使失去电源的1号、2号和3号变压器转移到备用1号110kV电源线路上供电。
2运行方式2
该运行方式下,1号电源断路器1DL、分段断路器3DL运行,2号电源断路器2DL热备用,即2号电源断路器2DL分闸位置。
2.1 1号110kV电源线路单相断线故障
以A相断线为例,B相或C相断线类似。当1号110kV电源线路A相单相断线故障时,相当于带负荷拉隔离开关,在断线的瞬间产生电弧,电弧不能熄灭,电弧进一步造成线路A相单相接地,在由于在上级电源线路距离Ⅰ段或Ⅱ段保护范围内,所以上级1号110kV电源线路距离Ⅰ段或Ⅱ段保护启动动作跳开上级1号110kV电源线路电源侧断路器4DL;负荷端110kV变电所失去电源后,1号110kV电源线路A相断线处故障消失,经延时1号110kV电源线路电源侧断路器4DL重合成功,但负荷端110kV变电所Ⅰ段母线电压感受到缺相运行,Ⅰ段母线PT二次电压满足了识别1号110kV线路单相断线的条件1成立,经延时t1发出1号110kV电源线路A相单相断线故障,且1号变压器110kV中性点电压值满足条件,经t2延时后,启动2号110kV备用电源断路器2DL合闸后,跳负荷端110kV变电站1号110kV电源进线断路器1DL,使失去电源的1号、2号和3号变压器恢复到2号110kV备用电源线路上供电。
由于上述条件1满足,开放T时间;若在t2时间没有到达前,3号主变压器110kV中性点击穿,产生的零序电流超过了整定值,经t3延时后,启动2号110kV备用电源断路器2DL合闸后,跳负荷端110kV变电站1号110kV电源进线断路器1DL,使失去电源的1号、2号和3号变压器恢复到2号110kV备用电源线路上供电。
3运行方式3
该运行方式下,1号电源断路器1DL、2号电源断路器2DL运行,分段断路器3DL热备用,即分段断路器3DL分闸位置。
3.1 1号110kV电源线路单相断线故障
以A相断线为例,B相或C相断线类似。当1号110kV电源线路A相单相断线故障时,相当于带负荷拉隔离开关,在断线的瞬间产生电弧,电弧不能熄灭,电弧进一步造成线路A相单相接地,在由于在上级电源线路距离Ⅰ段或Ⅱ段保护范围内,所以上级1号110kV电源线路距离Ⅰ段或Ⅱ段保护启动动作跳开上级1号电源线路电源侧断路器4DL;负荷端变电所失去电源后,110kV电源线路A相断线处故障消失,经延时1号110kV电源线路电源侧断路器4DL重合成功,但负荷端110kV变电所Ⅰ段母线电压感受到缺相运行,Ⅰ段母线PT二次电压满足了识别1号110kV电源线路单相断线的条件1成立,经延时t1发出1号110kV电源线路A相单相断线故障,且1号变压器110kV中性点电压值满足条件,经t2延时后启动110kV备用电源断路器3DL合闸后,跳负荷端变电站1号110kV电源进线断路器1DL,使失去电源的1号、2号变压器恢复到2号110kV备用电源线路上供电。
由于上述条件1满足,开放T时间;若在t2时间没有到达前,1号或2号主变压器110kV中性点击穿,产生的零序电流超过了整定值,经延时t3延时后启动110kV备用电源断路器3DL合闸后,跳负荷端变电站1号110kV电源进线断路器1DL,使失去电源的1号、2号变压器恢复到备用2号110kV电源线路上供电。
3.2 2号110kV电源线路单相断线故障
以A相断线为例,B相或C相断线类似。当2号110kV电源线路A相单相断线故障时,相当于带负荷拉隔离开关,在断线的瞬间产生电弧,电弧不能熄灭,电弧进一步造成线路A相单相接地,在由于在上级电源线路距离Ⅰ段或Ⅱ段保护范围内,所以上级2号110kV电源线路距离Ⅰ段或Ⅱ段保护启动动作跳开上级2号电源线路电源侧断路器5DL;负荷端110kV变电所110kVⅡ段母线失去电源后,110kV电源线路A相断线处故障消失,经延时2号110kV电源侧线路电源侧断路器5DL重合成功,但负荷端110kV变电所Ⅱ段母线电压感受到缺相运行,Ⅱ段母线PT二次电压满足了识别110kV线路单相断线的条件1成立,经延时t1发出2号110kV电源线路A相单相断线故障,且2号变压器110kV中性点电压值满足条件,经t2延时后,启动110kV备用电源断路器3DL合闸后,跳负荷端变电站1号110kV电源进线断路器1DL,使失去电源的3号变压器恢复到备用2号110kV电源线路上供电。
由于上述条件1满足,开放T时间;若在t2时间没有到达前,3号主变压器110kV中性点击穿,产生的零序电流超过了整定值,经延时t3延时后,启动110kV备用电源断路器3DL合闸后,跳负荷端变电站1号110kV电源进线断路器1DL,使失去电源的3号变压器恢复到备用2号110kV电源线路上供电。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式,凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围内。
Claims (4)
1.一种110kV线路断线继电保护方法,其特征在于,该方法包含下列步骤:
一、110kV线路各相断线识别的方法
1.1 1号电源进线线路各相断线识别的方法
采集在负荷端110kV变电站Ⅰ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo;
1)A相断线识别的方法
(1)Ⅰ段母线PT二次A相电压值小于整定电压值U1;
(2)Ⅰ段母线PT二次B相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(3)Ⅰ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(4)Ⅰ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3;
当上述条件全部满足,经延时t1后发出1号110kV电源进线线路A相断线信号;
2)B相断线识别的方法
(1)Ⅰ段母线PT二次B相电压值小于整定电压值U1;
(2)Ⅰ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(3)Ⅰ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(4)Ⅰ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3;
当上述条件全部满足,经延时t1后发出1号110kV电源进线线路B相断线信号;
3)C相断线识别的方法
(1)Ⅰ段母线PT二次C相电压值小于整定电压值U1;
(2)Ⅰ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(3)Ⅰ段母线PT二次B相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(4)Ⅰ段母线PT二次开口三角的电压值大于整定电压值U3;
当上述条件全部满足,经延时t1后发出1号110kV电源进线线路C相断线信号;
1.2 2号电源进线线路各相断线识别的方法
采集负荷端110kV变电站Ⅱ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo;
1)A相断线识别的方法
(1)Ⅱ段母线PT二次A相电压值小于整定电压值U1;
(2)Ⅱ段母线PT二次B相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(3)Ⅱ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(4)Ⅱ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3;
当上述条件全部满足,经延时t1后发出2号110kV电源进线线路A相断线信号;
2)B相断线识别的控制方法
(1)Ⅱ段母线PT二次B相电压值小于整定电压值U1;
(2)Ⅱ段母线PT二次C相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(3)Ⅱ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(4)Ⅱ段母线PT二次开口三角的二次电压值大于整定电压值U3;
当上述条件全部满足,经延时t1后发出2号110kV线路电源进线B相断线信号;
3)C相断线识别的控制方法
(1)Ⅱ段母线PT二次C相电压值小于整定电压值U1;
(2)Ⅱ段母线PT二次A相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(3)Ⅱ段母线PT二次B相电压值在整定电压值U2上下限之间;
(4)Ⅱ段母线PT二次开口三角的电压值大于整定电压值U3;
当上述条件全部满足,经延时t1后发出2号110kV电源进线线路C相断线信号;
二、判断线路断线合上负荷端110kV变电站备用断路器后跳开进线断路器的条件
2.1判断1号线路断线合上负荷端110kV变电站的2号进线断路器2DL或分段断路器3DL和跳开1号进线断路器1DL的条件
采集负荷端110kV变电站Ⅰ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo和1号变压器、2号变压器110kV中性点间隙处CT的电流值;
条件1:
满足1号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件,1号进线断路器1DL在合闸位置,在1号变压器中性点装设中性点PT,采集110kV中性点电压值,110kV中性点电压值大于电压整定值U4,延时t2后,启动合上负荷端110kV变电站的2号进线断路器2DL或分段断路器3DL后,跳开1号进线断路器1DL,使失去电源的变压器转移到备用2号110kV电源上供电;
条件2:
(1)满足1号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件,开放T时间;开放T时间即高电平时间为T的一次脉冲;
(2)该母线上任一台主变压器中性点的零序电流3Io大于整定值I1;
当上述条件全部满足,且1号进线断路器1DL在合闸位置,延时t3后,合上负荷端110kV变电站的2号进线断路器2DL或分段断路器3DL后,跳开1号进线断路器1DL,使失去电源的变压器转移到备用2号110kV电源上供电;
2.2判断2号线路断线合上负荷端110kV变电站的1号进线断路器1DL或分段断路器3DL和跳开2号进线断路器2DL的条件
采集负荷端110kV变电站Ⅱ段母线PT二次A相电压Ua、B相电压Ub、C相电压Uc、开口三角电压3Uo和3号变压器110kV中性点间隙处CT的电流值;
条件1:
满足2号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件,2号进线断路器2DL在合闸位置,在2号变压器中性点装设中性点PT,采集110kV中性点电压值,110kV中性点电压值大于电压整定值U4,延时t2后,启动合上负荷端110kV变电站的1号进线断路器1DL或分段断路器3DL后,跳开2号进线断路器2DL,使失去电源的变压器转移到备用1号110kV电源上供电;
条件2:
(1)满足2号110kV电源进线线路各相断线识别方法的条件,开放T时间;
(2)该母线上任一台主变压器中性点的零序电流3Io大于整定值I1;
当上述条件全部满足,2号进线断路器2DL在合闸位置,延时t3后,启动合上负荷端110kV变电站的1号进线断路器1DL或分段断路器3DL后,使失去电源的变压器转移到备用1号110kV电源上供电。
2.如权利要求1所述的110kV线路断线继电保护方法,其特征在于,整定电压值U1的取值范围为42V~48V;
整定电压值U2的上限值为63.8V,下限值为52.2V;
整定电压值U3在67V~77V的范围内取值;
整定电压值U4在19V~22V的范围内取值。
3.如权利要求1所述的110kV线路断线继电保护方法,其特征在于,t1时间整定为2~4秒;t2时间整定为0.15~0.5秒;t3时间整定为0.15~0.5秒;开放T时间整定为5~7秒;主变压器110kV中性点的零序电流3Io整定值范围为40~100A。
4.如权利要求1所述110kV线路断线继电保护方法,其特征在于,判断110kV线路断线后,在负荷侧变电站110kV侧或中、低压侧,采用合备用电源的断路器后,再跳110kV线路断线的负荷侧断路器,将110kV线路断线造成缺相运行的母线或变压器调整到备用线路供电。
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GR01 | Patent grant | ||
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