CN110829391B - 与备自投配合的110kV线路断线保护方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种与备自投配合的110kV线路断线保护方法及应用，利用110kV线路单相断线时电源端和负荷端变电站110kV母线PT二次电压的故障特征，并比较110kV线路两端母线电压幅值差，识别110kV线路单相断线，识别110kV线路单相断线，采用跳110kV线路电源侧断路器或负荷侧断路器，由负荷端110kV变电站备自投恢复供电，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，保证电网安全稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种与备自投配合的110kV线路断线保护方法及应用，属于电力设备技术领域。
背景技术
目前各地电网时有110kV线路断线现象的发生。断线造成该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。目前还没有专门针对110kV线路断线的继电保护装置，本发明将提出一种在负荷端变电站通过110kV线路光纤通道传递线路两侧电压信息，比较线路两侧电压幅值差识别110kV线路断线，跳110kV线路电源侧断路器或负荷侧断路器，由负荷端110kV变电站备自投恢复供电的单相断线继电保护方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种与备自投配合的110kV线路断线保护方法及应用，利用110kV线路单相断线时电源端和负荷端变电站110kV母线PT二次电压的故障特征，并比较110kV线路两端母线电压幅值差，识别110kV线路单相断线，识别110kV线路单相断线，采用跳110kV线路电源侧断路器或负荷侧断路器，由负荷端110kV变电站备自投恢复供电，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，保证电网安全稳定运行。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
1.110kV线路断线识别方法
1.1 1号电源进线线路断线识别方法
采集电源端220kV变电站对应110kV母线PT3二次A相电压Ua1、B相电压Ub1、C相电压Uc1、开口三角电压3Uo1、1号110kV线路电源侧断路器4DL合闸位置信息；
同时采集负荷端110kV变电站Ⅰ段母线PT二次A相电压Ua2、B相电压Ub2、C相电压Uc2、开口三角电压3Uo2、1号110kV电源进线线路负荷侧断路器1DL合闸位置信息，
条件：
(1)|Ua1|-|Ua2|的电压值差大于电压整定值；
或|Ub1|-|Ub2|的电压值差大于电压整定值；
或|Uc1|-|Uc2|的电压值差大于电压整定值；
或|3Uo1|-|3Uo2|的电压值差大于电压整定值；
(2)1号110kV线路的电源端110kV母线三相电压对称正常、开口三角电压3Uo为0；
(3)1号110kV线路的电源端110kV线路断路器4DL在合闸位置；
(4)1号110kV线路的负荷端110kV线路断路器1DL在合闸位置；
当上述条件全部满足，识别和判断1号110kV电源线路为断线，经延时t1后，对电源端220kV变电站110kV线路保护中的110kV进行断线保护，跳1号110kV电源线路电源侧断路器4DL，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动跳开1号110kV电源进线断路器1DL、合上备用电源断路器2DL或3DL，使失去电源的变压器恢复到备用电源线路上供电，同时启动1号110kV线路断线报警；
或者，当上述条件全部满足，识别和判断1号110kV电源线路为断线，经延时t1后，对负荷端110kV变电站1号110kV线路保护中的110kV进行断线保护，跳1号110kV电源线路负荷侧断路器1DL，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动合上备用电源断路器2DL或3DL，使失去电源的变压器恢复到备用电源线路上供电，同时启动1号110kV线路断线报警；
1.2 2号电源进线线路断线识别方法
采集电源端220kV变电站对应110kV母线PT4二次A相电压Ua1、B相电压Ub1、C相电压Uc1、开口三角电压3Uo1、2号110kV线路电源侧断路器4DL合闸位置信息；
同时采集负荷端110kV变电站Ⅱ段母线PT二次A相电压Ua2、B相电压Ub2、C相电压Uc2、开口三角电压3Uo2、2号110kV电源进线线路负荷侧断路器1DL合闸位置信息，
条件：
(1)|Ua1|-|Ua2|的电压值差大于电压整定值；
或|Ub1|-|Ub2|的电压值差大于电压整定值；
或|Uc1|-|Uc2|的电压值差大于电压整定值；
或|3Uo1|-|3Uo2|的电压值差大于电压整定值；
(2)2号110kV线路的电源端110kV母线三相电压对称正常、开口三角电压3Uo为0；
(3)2号110kV线路的电源端110kV线路断路器5DL在合闸位置；
(4)2号110kV线路的负荷端110kV线路断路器2DL在合闸位置；
当上述条件全部满足，识别和判断2号110kV电源线路为断线，经延时t1后，对电源端220kV变电站110kV线路保护中的110kV进行断线保护，跳2号110kV电源线路电源侧断路器4DL，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动跳开2号110kV电源进线断路器2DL、合上备用电源断路器1DL或3DL，使失去电源的变压器恢复到备用电源线路上供电，同时启动2号110kV线路断线报警；
或者，当上述条件全部满足，识别和判断2号110kV电源线路为断线，经延时t1后，对负荷端110kV变电站2号110kV线路保护中的110kV进行断线保护，跳2号110kV电源线路负荷侧断路器1DL，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动合上备用电源断路器2DL或3DL，使失去电源的变压器恢复到备用电源线路上供电，同时启动2号110kV线路断线报警；
1.3当110kV线路断线后，跳闸过程如下：
(1)将断线线路电源侧断路器跳开；
(2)将断线线路负荷侧断路器跳开；
(3)将断线线路两侧的断路器一起跳开。
与备自投配合的110kV线路断线保护方法的应用：与备自投配合的110kV线路断线保护方法应用于电源端或负荷端110kV变电站单独的110kV线路断线保护装置或110kV线路保护装置。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：
前述与备自投配合的110kV线路断线保护方法，其中：电压整定值的上下限为4～6V。
前述与备自投配合的110kV线路断线保护方法，其中：t1时间整定为0.1～0.2秒。
前述与备自投配合的110kV线路断线保护方法，其中：两侧电压数据不要求同步。
前述与备自投配合的110kV线路断线保护方法的应用，其中：负荷端110kV变电站中的变压器110kV中性点接地方式为：不接地方式或接地方式。
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线路单相断线时电源端和负荷端变电站110kV母线PT二次电压的故障特征，并比较110kV线路两端母线电压幅值差，识别110kV线路单相断线，由负荷端110kV变电站采用合解环操作转移负荷供电，简单易行。
2、本发明采用通过110kV线路光纤通道传递线路两侧电压信息，比较线路两侧电压幅值差识别110kV线路断线，跳110kV线路电源侧断路器或负荷侧断路器，再由负荷端变电站110kV备自投动作，启动跳开进线断路器、合上备用电源断路器，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，能够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。
3、本发明方法采用在110kV线路两侧的110kV线路保护装置实施，不需要增加硬件设备。
附图说明
图1为110kV断线一次系统示意图一；
图2为110kV线路断线110kV母线电压向量图一，其中图2(a)是负荷侧110kV母线电压向量图，图2(b)是电源侧110kV母线电压向量图；
图3为110kV断线且负荷侧断线处接地一次系统示意图一；
图4为110kV线路断线110kV母线电压向量图二，其中图4(a)是负荷侧110kV母线电压向量图，图4(b)是电源侧110kV母线电压向量图；
图5为110kV断线一次系统示意图二；
图6为110kV线路断线110kV母线电压向量图二，其中图6(a)是负荷侧110kV母线电压向量图，图6(b)是电源侧110kV母线电压向量图；
图7为110kV断线且负荷侧断线处接地一次系统示意图二；
图8为本发明的原理图；
图9为110kV变电所单母线分段一次主接线图。
图中符号说明如下：
具体实施方式
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中性点为不接地时，为110kV线路断线情况1。当负荷侧110kV变电站变压器110kV中性点为接地时，为110kV线路断线情况2。
1.1 110kV线路断线1
1.1.1 110kV线路断线
如图1为110kV断线一次系统示意图一。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，向量图见图2。
110kV线路断线时，系统侧220kV变电站110kV母线电压A相电压、B相电压、C相电压分别为为EA、EB、EC，3U0为0，即三相电压维持在正常情况下。
1.1.2 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一。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，向量图见图4。
110kV线路断线时，系统侧220kV变电站110kV母线电压A相电压、B相电压、C相电压分别为为EA、EB、EC，3U0为0，即三相电压维持在正常情况下。
1.1.3 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)。
1.1.4 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
对于1.1.3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。
1.2 110kV线路断线2
1.2.1 110kV线路断线
如图5为110kV断线一次系统示意图二。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：
(3)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，向量图见图6。
110kV线路断线时，系统侧220kV变电站110kV母线电压A相电压、B相电压、C相电压分别为为EA、EB、EC，3U0为0，即三相电压维持在正常情况下。
1.2.2 110kV线路断线且负荷侧断线处接地
如图4为110kV断线且负荷侧断线处接地一次系统示意图二。系统侧220kV变电站110kV侧为有效接地系统；在负荷侧110kV变电站变压器110kV中性点为接地。
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：EB、EC在负荷侧110KV变电站变压器低压侧合成电势为-Ea，该电势加到负荷侧110kV变电站110kV变压器低压a相绕组，转变至绕组110kV变压器低压A相绕组电势为-EA，在110kV线路断线且负荷侧断线处接地，形成A相短路，A相短路电流IA转变至110kV变压器低压a相绕组电流为Ia，a相绕组电流为Ia在变压器低压侧绕组内形成环流，a相绕组电流为Ib，C相绕组电流Ic为转变至110kV变压器高压B相绕组电流为IB、C相绕组电流为IC，由于Ia、Ib、Ic电流相等且同相，所以由于IA、IB、IC电流相等且同相。
当110kV线路断线且变压器侧断线处接地时，对系统侧来说，故障主要体现在短路故障，系统侧零序电流3I0＝(IB+IC)/3)＝2IB/3，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)。
1.2.3 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)。
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、1.1.2、1.2.1这三种情况，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1.1.3、1.2.2、1.2.3这三种情况，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、1.1.2、1.2.1这三种110kV线路断线情况，故障特征为：电源侧110kV母线A、B、C三相电压是对称的、且幅值和相位没有多大变化、3U0是为0的，但对于1.1.1、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；变压器中性点存在击穿的可能。1.2.1这种110kV线路断线的故障特征与1.1.2的情况类似，其中断线相电压为等于0。
针对上述情况，本发明提供一种与备自投配合的110kV线路断线保护方法。
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、110kV扩大内桥接线、110kV线路变压器组接线等系统网络。以110kV变电所为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9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。110kV线路设置光纤通道和线路光纤差动保护。
针对上述110kV单母线分段一次主接线，110kV单相断线保护在110kV线路两侧的110kV线路保护装置实施，通过110kV线路光纤通道传递线路两侧电压信息，比较线路两侧电压幅值差识别110kV线路断线，跳110kV线路电源侧断路器或负荷侧断路器的单相断线继电保护方案，由负荷端110kV变电站备自投恢复供电的方案，来满足现场运行要求。
负荷端110kV变电站Ⅰ段或Ⅱ段母线上所有主变压器110kV中性点运行方式为：a)接地；b)不接地，经间隙接地。110kV线路设置光纤通道和线路光纤差动保护。
本发明具体方法如图8所示：
1.110kV线路断线识别方法
1.1 1号电源进线线路断线识别方法
采集电源端220kV变电站对应110kV母线PT3二次A相电压Ua1、B相电压Ub1、C相电压Uc1、开口三角电压3Uo1、1号110kV线路电源侧断路器4DL合闸位置信息；
同时采集负荷端110kV变电站Ⅰ段母线PT二次A相电压Ua2、B相电压Ub2、C相电压Uc2、开口三角电压3Uo2、1号110kV电源进线线路负荷侧断路器1DL合闸位置信息，
条件：
(1)|Ua1|-|Ua2|的电压值差大于电压整定值；
或|Ub1|-|Ub2|的电压值差大于电压整定值；
或|Uc1|-|Uc2|的电压值差大于电压整定值；
或|3Uo1|-|3Uo2|的电压值差大于电压整定值；
(2)1号110kV线路的电源端110kV母线三相电压对称正常、开口三角电压3Uo为0；
(3)1号110kV线路的电源端110kV线路断路器4DL在合闸位置；
(4)1号110kV线路的负荷端110kV线路断路器1DL在合闸位置；
当上述条件全部满足，识别和判断1号110kV电源线路为断线，经延时t1后，对电源端220kV变电站110kV线路保护中的110kV进行断线保护，跳1号110kV电源线路电源侧断路器4DL，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动跳开1号110kV电源进线断路器1DL、合上备用电源断路器2DL或3DL，使失去电源的变压器恢复到备用电源线路上供电，同时启动1号110kV线路断线报警；
或者，当上述条件全部满足，识别和判断1号110kV电源线路为断线，经延时t1后，对负荷端110kV变电站1号110kV线路保护中的110kV进行断线保护，跳1号110kV电源线路负荷侧断路器1DL，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动合上备用电源断路器2DL或3DL，使失去电源的变压器恢复到备用电源线路上供电，同时启动1号110kV线路断线报警；
1.2 2号电源进线线路断线识别方法
采集电源端220kV变电站对应110kV母线PT4二次A相电压Ua1、B相电压Ub1、C相电压Uc1、开口三角电压3Uo1、2号110kV线路电源侧断路器4DL合闸位置信息；
同时采集负荷端110kV变电站Ⅱ段母线PT二次A相电压Ua2、B相电压Ub2、C相电压Uc2、开口三角电压3Uo2、2号110kV电源进线线路负荷侧断路器1DL合闸位置信息，
条件：
(1)|Ua1|-|Ua2|的电压值差大于电压整定值；
或|Ub1|-|Ub2|的电压值差大于电压整定值；
或|Uc1|-|Uc2|的电压值差大于电压整定值；
或|3Uo1|-|3Uo2|的电压值差大于电压整定值；
(2)2号110kV线路的电源端110kV母线三相电压对称正常、开口三角电压3Uo为0；
(3)2号110kV线路的电源端110kV线路断路器5DL在合闸位置；
(4)2号110kV线路的负荷端110kV线路断路器2DL在合闸位置；
当上述条件全部满足，识别和判断2号110kV电源线路为断线，经延时t1后，对电源端220kV变电站110kV线路保护中的110kV进行断线保护，跳2号110kV电源线路电源侧断路器4DL，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动跳开2号110kV电源进线断路器2DL、合上备用电源断路器1DL或3DL，使失去电源的变压器恢复到备用电源线路上供电，同时启动2号110kV线路断线报警；
或者，当上述条件全部满足，识别和判断2号110kV电源线路为断线，经延时t1后，对负荷端110kV变电站2号110kV线路保护中的110kV进行断线保护，跳2号110kV电源线路负荷侧断路器1DL，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动合上备用电源断路器2DL或3DL，使失去电源的变压器恢复到备用电源线路上供电，同时启动2号110kV线路断线报警；
1.3当110kV线路断线后，跳闸过程如下：
(1)将断线线路电源侧断路器跳开；
(2)将断线线路负荷侧断路器跳开；
(3)将断线线路两侧的断路器一起跳开。
采用110kV电源进线两侧断路器1DL或2DL和4DL或5DL在合闸位置的原因为：在一条电源进线线路带负荷端110kV变电所时，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变电所，若这个负荷端110kV变电所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。
负荷端110kV变电站Ⅰ段或Ⅱ段母线上主变压器110kV中性点运行方式为：a)接地；b)不接地，经间隙接地；110kV侧装设110kV备自投装置。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。
本发明方法可在电源端或负荷端110kV变电站单独的110kV线路断线保护装置实施或也可在110kV线路保护装置中实施。在110kV线路保护装置中实施，其优点不需要增加硬件设备。
110kV线路两侧母线断线相PT二次两侧电压幅值差整定值为：
(1)110kV线路两侧110kV母线PT二次A相电压值差|Ua1|-|Ua2|、B相电压值差|Ub1|-|Ub2|、C相电压值差|Uc1|-|Uc2|的电压整定值为：按大于正常运行时最大不平衡电压整定，取4～6V；
(2)110kV线路两侧110kV母线PT开口三角的二次电压电压值差|3Uo1|-|3Uo2|的电压整定值为：大于正常运行时不平衡电压值，取4～6V。
上述在负荷端110kV变电站采用合解环操作转移负荷供电的单相断线继电保护方法中时间的整定值t1为：0.1～0.2秒，躲过开关合闸时三相不同期时间。
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：a)接地；b)不接地，经间隙接地；(2)110kV变电站110kV侧装设有备自投装置；(3)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)110kV线路变压器组一次主接线；(6)其他一次主接线。
若110kV变电站采用110kV线变组一次主接线时，在负荷侧变电站中低压侧采用合上备用断路器、拉开断线的110kV变压器高低压侧备用断路器，恢复供电任务。
对于有支接线的110kV线路，则需要在电源端变电站和每一个负荷端变电站之间实施电源端-负荷端变电站两两对应关系的110kV断线保护。
本发明方案也可用在单电源供电的220kV线路断线的情况下。
本发明采用在负荷端变电所单独设置110kV线路单相断线的继电保护装置或在110kV备自投装置中实施的方法，需要增加新的继电保护装置或增加新的硬件接口；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，只需增加110kV线路单相断线的逻辑。
采用110kV电源线路各相断线识别的控制方法的条件2启动110kV线路断线保护的控制方法的条件1，不仅适用于变压器110kV中性点不接地方式，而且适用于变压器110kV中性点接地方式。
下面给出本发明方法的实施例(以图9为例，以变压器110kV中性点运行方式为：不接地，经间隙接地)：
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，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段保护或光纤差动保护启动动作跳开上级2号110kV电源线路电源侧断路器5DL；负荷端变电站失去电源后，2号110kV电源线路A相断线处故障消失，经延时2号110kV电源线路断路器5DL重合成功；但负荷端变电站Ⅱ段母线电压感受到缺相运行，但电源端变电站110kV母线PT二次电压正常，满足了2号110kV电源线路单相断线的条件成立，经延时t1后，电源端线路保护中的110kV线路断线保护，跳2号110kV电源线路电源侧断路器5DL。由于2号110kV电源线路失去电源，负荷端110kV变电站110kV备自投动作，跳开2号110kV电源断路器2DL，110kV启动1号110kV备用电源断路器1DL合闸，使失去电源的变压器恢复到备用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段保护或光纤差动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变电站失去电源后，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；但负荷端变电站Ⅰ段母线电压感受到缺相运行，但电源端变电站110kV母线PT二次电压正常，满足了1号110kV电源线路单相断线的条件成立，经延时t1后，电源端线路保护中的110kV线路断线保护，跳1号110kV电源线路电源侧断路器4DL。由于1号110kV电源线路失去电源，负荷端110kV变电站110kV备自投动作，跳开1号110kV电源断路器1DL，启动2号110kV备用电源断路器2DL合闸，使失去电源的变压器恢复到备用2号110kV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段保护或光纤差动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110kV变电站Ⅰ段母线失去电源后，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；但负荷端变电站Ⅰ段母线电压感受到缺相运行，但电源端变电站110kV母线PT二次电压正常，满足了1号110kV电源线路单相断线的条件成立，经延时t1后，电源端线路保护中的110kV线路断线保护，跳1号110kV电源线路电源侧断路器4DL。由于1号110kV电源线路失去电源，负荷端110kV变电站110kV备自投动作，跳开1号110kV电源进线断路器1DL，启动110kV备用电源断路器3DL合闸，使失去电源的变压器恢复到备用2号110kV电源线路上供电。
2.2 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号电源线路距离Ⅰ段或Ⅱ段保护启动或光纤差动保护动作跳开上级2号电源线路电源侧断路器5DL；负荷端变电站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2号110kV电源线路电源侧断路器5DL重合成功；但负荷端变电站Ⅱ段母线电压感受到缺相运行，但电源端变电站110kV母线PT二次电压正常，满足了2号110kV电源线路单相断线的条件成立，经延时t1后，电源端线路保护中的110kV线路断线保护，跳2号110kV电源线路电源侧断路器5DL。由于2号110kV电源线路失去电源，负荷端110kV变电站110kV备自投动作，跳开2号110kV电源断路器2DL，启动110kV备用电源断路器3DL合闸，使失去电源的变压器恢复到备用1号110kV电源线路上供电。
Claims (4)
1.一种与备自投配合的110kV线路断线保护方法，其特征在于，该方法包含下列步骤：
一、110kV线路断线识别方法
1.11号电源进线线路断线识别方法
采集电源端220kV变电站对应110kV母线PT3二次A相电压Ua1、B相电压Ub1、C相电压Uc1、开口三角电压3Uo1、1号电源断路器4DL合闸位置信息；
同时采集负荷端110kV变电站Ⅰ段母线PT二次A相电压Ua2、B相电压Ub2、C相电压Uc2、开口三角电压3Uo2、1号进线断路器1DL合闸位置信息，
条件：
(1)|Ua1|-|Ua2|的电压值差大于电压整定值；
或|Ub1|-|Ub2|的电压值差大于电压整定值；
或|Uc1|-|Uc2|的电压值差大于电压整定值；
或|3Uo1|-|3Uo2|的电压值差大于电压整定值；
(2)1号110kV线路的电源端110kV母线三相电压对称正常、开口三角电压3Uo1为0；
(3)1号电源断路器4DL在合闸位置；
(4)1号进线断路器1DL在合闸位置；
当上述条件全部满足，识别和判断1号110kV电源线路为断线，经延时t1后，对电源端220kV变电站110kV线路保护中的110kV进行断线保护，跳1号电源断路器4DL，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动跳开负荷端110kV变电站的1号进线断路器1DL、合上2号进线断路器2DL或分段断路器3DL，使失去电源的变压器恢复到备用电源线路上供电，同时启动1号110kV线路断线报警；
或者，当上述条件全部满足，识别和判断1号110kV电源线路为断线，经延时t1后，对负荷端110kV变电站1号110kV线路保护中的110kV进行断线保护，跳负荷端110kV变电站的1号进线断路器1DL，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动合上2号进线断路器2DL或分段断路器3DL，使失去电源的变压器恢复到备用电源线路上供电，同时启动1号110kV线路断线报警；
1.22号电源进线线路断线识别方法
采集电源端220kV变电站对应110kV母线PT4二次A相电压Ua1、B相电压Ub1、C相电压Uc1、开口三角电压3Uo1、2号电源断路器5DL合闸位置信息；
同时采集负荷端110kV变电站Ⅱ段母线PT二次A相电压Ua2、B相电压Ub2、C相电压Uc2、开口三角电压3Uo2、2号进线断路器2DL合闸位置信息，
条件：
(1)|Ua1|-|Ua2|的电压值差大于电压整定值；
或|Ub1|-|Ub2|的电压值差大于电压整定值；
或|Uc1|-|Uc2|的电压值差大于电压整定值；
或|3Uo1|-|3Uo2|的电压值差大于电压整定值；
(2)2号110kV线路的电源端110kV母线三相电压对称正常、开口三角电压3Uo1为0；
(3)2号电源断路器5DL在合闸位置；
(4)2号进线断路器2DL在合闸位置；
当上述条件全部满足，识别和判断2号110kV电源线路为断线，经延时t1后，对电源端220kV变电站110kV线路保护中的110kV进行断线保护，跳2号电源断路器5DL，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动跳开负荷端110kV变电站的2号进线断路器2DL、合上1号进线断路器1DL或分段断路器3DL，使失去电源的变压器恢复到备用电源线路上供电，同时启动2号110kV线路断线报警；
或者，当上述条件全部满足，识别和判断2号110kV电源线路为断线，经延时t1后，对负荷端110kV变电站2号110kV线路保护中的110kV进行断线保护，跳负荷端110kV变电站的2号进线断路器2DL，由负荷端110kV变电站110kV备自投动作，启动合上1号进线断路器1DL或分段断路器3DL，使失去电源的变压器恢复到备用电源线路上供电，同时启动2号110kV线路断线报警；
1.3当110kV线路断线后，将断线线路电源侧断路器跳开，或将断线线路负荷侧断路器跳开，或将断线线路两侧的断路器一起跳开。
2.如权利要求1所述的与备自投配合的110kV线路断线保护方法，其特征在于，所述电压整定值的上下限为4～6V。
3.如权利要求1或2所述的与备自投配合的110kV线路断线保护方法，其特征在于，所述t1时间整定为0.1～0.2秒。
4.如权利要求1所述的与备自投配合的110kV线路断线保护方法，其特征在于，两侧电压数据不要求同步。
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