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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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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