CN111044938B - 一种交流断面失电检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种交流断面失电检测方法及装置，属于智能变电站测试技术领域。其中方法包括以下步骤：1)获取变电站侧线路的检测信息和换流站侧线路的检测信息，所述检测信息包括线路的开关状态信息、电气量信息和检修状态信息；2)根据变电站侧线路的检测信息，判断变电站侧线路是否跳闸；根据换流站侧线路的检测信息，判断换流站侧线路是否跳闸；3)若变电站侧线路跳闸且换流站侧线路跳闸，则判定交流断面失电。本发明通过变电站侧线路和换流站侧线路的开关状态信息、电气量信息和检修状态信息，实现了对交流断面失电的准确判断，避免了在交流断面失电情况下，对直流系统的晶闸管或IGBT元器件的损坏，为直流系统的安全稳定运行提供了有力保障。

Description

一种交流断面失电检测方法及装置

技术领域

本发明涉及一种交流断面失电检测方法及装置，属于电力系统技术领域。

背景技术

所谓交流断面失电是指本侧直流系统的所有交流电源提供均失去的情形。

对于常规直流工程，交流断面失电后的过电压是由功率盈余问题引起，即受端交流断面失电后，功率持续注入交流滤波器电容，产生较高的持续过电压，导致避雷器承受很大能量应力。

对于柔性直流工程，交流断面失电后的过电压是由于最后断路器跳闸后，若有功功率的参考值降低为零，则柔性直流没有异常信号用来快速闭锁直流。此时，正好由于控制指令的刷新不及时，使得换流站交流母线产生高电压从而闭锁直流。

柔性直流系统通常送端采用定直流电压控制，受端采用定功率控制。受端交流断面失电后，直流电压短暂升高后在送端(定直流电压侧)的调节下很快回降到额定值附近，直流侧不会过压。但是，由于受端失电后有功功率的参考值未发生变化，而实际有功功率突变为0，导致换流器输出电压达到限幅值，进而引发换流变压器阀侧和网侧电压升高，受端桥臂电抗器阀侧避雷器、换流变压器阀侧避雷器和换流变压器网侧避雷器会承受过电压。

可见，交流断面失电对电力系统影响较大，能够及时检测出交流断面失电具有重要意义；然而现有操作人员并不能够及时发现交流断面失电和采取保护措施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交流断面失电检测方法及装置，以解决现有不能及时检测交流断面失电的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种交流断面失电检测方法，包括以下步骤：

1)获取变电站侧线路的检测信息和换流站侧线路的检测信息，所述检测信息包括线路的开关状态信息、电气量信息和检修状态信息；

2)根据变电站侧线路的检测信息，判断变电站侧线路是否跳闸；根据换流站侧线路的检测信息，判断换流站侧线路是否跳闸；

3)若变电站侧线路跳闸且换流站侧线路跳闸，则判定交流断面失电。

有益效果是：本发明通过变电站侧线路和换流站侧线路的开关状态信息、电气量信息和检修状态信息，实现了对交流断面失电的准确判断，避免了在交流断面失电情况下，对直流系统的晶闸管或IGBT元器件的损坏，为直流系统的安全稳定运行提供了有力保障。

进一步的，开关状态信息包括线路的出线端两侧开关的分合状态，电气量信息包括线路的三相电压和线路的出线端两侧开关的三相电流。

进一步的，判断线路是否跳闸的方法包括：

判断是否同时满足以下条件，若同时满足，则判定为线路跳闸：

A、在设定时间内，线路的出线端两侧开关的三相电流有效值均小于有流门槛Iz；

B、在设定时间内，线路的三相功率有效值小于有功门槛Pz；

C、线路的出线端两侧开关均处于分位。

进一步的，所述设定时间为300ms-500ms。

进一步的，Iz为额定电流值的0.3-0.4倍。

进一步的，Pz为额定有功功率值的0.1-0.2倍。

另外，本发明还提出一种交流断面失电检测装置，包括：

采集装置，用于采集变电站侧线路的检测信息和换流站侧线路的检测信息；所述检测信息包括线路的开关状态信息、电气量信息和检修状态信息；

一个或两个以上的处理单元，用于运行计算机程序，以实现以下步骤：

1)获取变电站侧线路的检测信息和换流站侧线路的检测信息；

2)根据变电站侧线路的检测信息，判断变电站侧线路是否跳闸；根据换流站侧线路的检测信息，判断换流站侧线路是否跳闸；

3)若变电站侧线路跳闸且换流站侧线路跳闸，则判定交流断面失电。

有益效果是：本发明通过变电站侧线路和换流站侧线路的开关状态信息、电气量信息和检修状态信息，实现了对交流断面失电的准确判断，避免了在交流断面失电情况下，对直流系统的晶闸管或IGBT元器件的损坏，为直流系统的安全稳定运行提供了有力保障。

进一步的，开关状态信息包括线路的出线端两侧开关的分合状态，电气量信息包括线路的三相电压和线路的出线端两侧开关的三相电流。

进一步的，判断线路是否跳闸的方法包括：

判断是否同时满足以下条件，若同时满足，则判定为线路跳闸：

A、在设定时间内，线路的出线端两侧开关的三相电流有效值均小于有流门槛Iz；

B、在设定时间内，线路的三相功率有效值小于有功门槛Pz；

C、线路的出线端两侧开关均处于分位。

进一步的，所述设定时间为300ms-500ms。

附图说明

图1为本发明交流断面失电检测方法实施例中换流站出线断面断开典型主接线示意图；

图2为本发明交流断面失电检测方法实施例中交流断面失电判别示意图；

图3为本发明交流断面失电检测方法实施例中交流断面失电判别逻辑图；

图4为本发明交流断面失电检测方法实施例中线路测量节点示意图；

图5为本发明交流断面失电检测方法实施例中综合逻辑判别节点示意图。

具体实施方式

交流断面失电检测方法实施例：

变电站侧和换流站侧线路出线的条数不定，可以为1、2、3…条，本实施例以变电站侧和换流站侧均为2条线路出线的情况为例进行介绍，如图1所示。

变电站侧包括线路1和线路2，线路1的线路出线端位于中开关B-O0与边开关C-O0之间，线路2的线路出线端位于边开关A-O0与中开关B-O0之间。换流站侧包括线路1和线路2，线路1的线路出线端位于边开关A-O0与中开关B-O0之间，线路2的线路出线端位于中开关B-O0与边开关C-O0之间。变电站线路1的线路出线端与换流站线路2的线路出线端相连，变电站线路2的线路出线端与换流站线路1的线路出线端相连，

如图2所示，本实施例的交流断面失电判别装置包括一个变电站侧断面失电判别装置和一个换流站侧断面失电判别装置，断面失电判别装置由一个线路1测量节点、一个线路2测量节点和一个综合逻辑判别节点组成。线路1测量节点和线路2测量节点分别采集线路1、2开关量信息和电气量信息，开关量信息包括线路的出线端两侧开关的分合状态，电气量信息包括线路的三相电压和线路的出线端两侧开关的三相电流。

具体地，本实施例中变电站侧线路1测量节点采集的是线路1上中开关B-O0和边开关C-O0的状态和三相电流瞬时值，以及线路1的三相电压瞬时值；根据中开关B-O0和边开关C-O0的三相电流瞬时值，分别计算出中开关B-O0的三相电流有效值Ima1、Imb1、Imc1和边开关C-O0的三相电流有效值Isa1，Isb1，Isc1；根据线路1的三相电压瞬时值，计算出线路1的三相电压有效值Ua1，Ub1，Uc1；根据电流有效值和电压有效值计算线路1的三相有功功率P1。

本实施例中变电站侧线路2测量节点采集的是线路2上边开关A-O0和中开关B-O0的状态和三相电流瞬时值，以及线路2的三相电压瞬时值；根据边开关A-O0和中开关B-O0的三相电流瞬时值，分别计算出边开关A-O0的三相电流有效值Isa2、Isb2、Isc2和中开关B-O0的三相电流有效值Ima2，Imb2，Imc2；根据线路2的三相电压瞬时值，计算出线路2的三相电压有效值Ua2，Ub2，Uc2；根据电流有效值和电压有效值计算线路2的三相有功功率P2。

本实施例中交流断面失电判别装置在收到对应的断路器分闸命令后启动交流断面失电判别逻辑。其中变电站侧线路跳闸判别步骤如下：

(1)变电站侧线路1跳闸判别：

变电站侧线路1三相电流有效值均小于有流门槛Iz，且大于有流延时Ti；

变电站侧线路1三相功率有效值P1均小于有功门槛Pz，且大于有流延时Ti；

变电站侧线路1的边开关C-O0和中开关B-O0位置均处于分位；

同时满足以上三个条件，则判定为变电站侧线路1已经跳闸。

(2)变电站侧线路2跳闸判别：

变电站侧线路2三相电流有效值均小于有流门槛Iz，且大于有流延时Ti；

变电站侧线路2三相功率有效值P2均小于有功门槛Pz，且大于有流延时Ti；

变电站侧线路2的边开关A-O0和中开关B-O0位置均处于分位；

同时满足以上三个条件，则判定为本侧线路2已经跳闸。

本实施例中有流门槛Iz设为额定电流值的0.3-0.4倍，有流延时Ti设为300ms-500ms，有功门槛Iz设为额定有功功率值的0.1-0.2倍；作为其他实施方式，也可以根据需求对上述值的大小进行修改。

变电站侧综合逻辑判别节点当得知变电站线路1和变电站线路2都已跳闸，则向换流站侧综合逻辑判别节点发送变电站侧已跳闸信息；作为其他实施方式，若变电站侧线路只有一条，那么只需判断该条线路是否跳闸即可，若该条线路跳闸，则向换流站侧综合逻辑判别节点发送变电站侧已跳闸信息。

若换流站线路1和换流站线路2都已跳闸，则换流站侧综合逻辑判别节点把换流站侧跳闸状态置1；对换流站侧线路跳闸的判断方法与对变电站侧线路跳闸的判断方法雷同，如图3所示。

只有当变电站侧跳闸状态和换流站侧跳闸状态都置1，才判定为交流断面失电；判定为交流断面失电后，换流站侧综合逻辑判别节点把断面失电信号发送给直流极控，闭锁直流。

本实施例交流断面失电检测不考虑线路单相跳闸单相重合的情况，仅考虑线路三相跳闸不重合的情况；线路单相跳闸，单相重合后，若重合不成功，线路仍然会三相跳闸。

若在0ms时刻交流出线断面失电故障，断路器处于跳位，那么交流断面失电判别的检测时间T＝t1+t2+t3，其中：

t1：变电站侧交流断面失电判别装置检测出本侧线路1和线路2均断开，发令给换流站侧交流断面失电判别装置；

t2：换流站侧交流断面失电判别装置检测出本侧线路1和线路2均断开，发令至换流站控保系统；

t3：换流站侧直流控保系统收令，闭锁直流。

如图4所示，线路测量节点分别采集线路1、2的三相电压及边中开关三相电流，计算并判别出线路1、2是否跳闸；同时把这些信息发送给综合逻辑判别节点。

如图5所示，变电站侧综合逻辑判别节点根据本侧线路1、2的运行和故障状态进行逻辑判别，向换流站侧综合逻辑判别节点发送线路跳闸信号；换流站侧综合逻辑判别节点形成本侧的线路跳闸信号，同时根据变电站侧综合逻辑判别节点发送过来的线路跳闸，结合本侧的线路跳闸，形成交流断面失电信号，最后把断面失电信号发送给直流极控。

本实施例包括两个断面失电判别装置，分别为变电站侧断面失电判别装置和换流站侧断面失电判别装置，这两个判别装置内部分别包含一个处理器，变电站侧断面失电判别装置对应的处理器用于根据与其相连的采集装置传输的检测信息实现变电站侧断面失电综合逻辑判别，换流站侧断面失电判别装置对应的处理器用于根据与其相连的采集装置传输的检测信息实现换流站侧断面失电综合逻辑判断。作为其他实施方式，只包含一个断面失电判别装置，该断面失电装置用于实现变电站侧断面失电综合逻辑判别和换流站侧断面失电综合逻辑判断，采集装置采集的变电站侧相关检测信息与换流站侧相关检测信息均传输至该断面失电判别装置，该断面失电判别装置与直流极控装置相连，用于将交流断面失电信号传递至直流极控装置。

交流断面失电检测装置实施例：

本实施例的交流断面失电检测装置包括采集装置，用于采集变电站侧线路的检测信息和换流站侧线路的检测信息；所述检测信息包括线路的开关状态信息、电气量信息和检修状态信息；一个或两个以上的处理单元，用于运行计算机程序，以实现交流断面失电检测方法实施例中的交流断面失电检测方法。

交流断面失电检测方法已在交流断面失电检测方法实施例中进行了说明，此处不再赘述。

Claims (6)

1.一种交流断面失电检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）获取变电站侧线路的检测信息和换流站侧线路的检测信息，所述检测信息包括线路的开关状态信息、电气量信息和检修状态信息；开关状态信息包括线路的出线端两侧开关的分合状态，电气量信息包括线路的三相电压和线路的出线端两侧开关的三相电流；

2）根据变电站侧线路的检测信息，判断变电站侧线路是否跳闸；根据换流站侧线路的检测信息，判断换流站侧线路是否跳闸；判断线路是否跳闸的方法包括：

判断是否同时满足以下条件，若同时满足，则判定为线路跳闸：

A、在设定时间内，线路的出线端两侧开关的三相电流有效值均小于有流门槛Iz；

B、在设定时间内，线路的三相功率有效值小于有功门槛Pz；

C、线路的出线端两侧开关均处于分位；

3）若变电站侧线路跳闸且换流站侧线路跳闸，则判定交流断面失电。

2.根据权利要求1所述的交流断面失电检测方法，其特征在于，所述设定时间为300ms-500ms。

3.根据权利要求1所述的交流断面失电检测方法，其特征在于，Iz为额定电流值的0.3-0.4倍。

4.根据权利要求1所述的交流断面失电检测方法，其特征在于，Pz为额定有功功率值的0.1-0.2倍。

5.一种交流断面失电检测装置，其特征在于，包括：

采集装置，用于采集变电站侧线路的检测信息和换流站侧线路的检测信息；所述检测信息包括线路的开关状态信息、电气量信息和检修状态信息；开关状态信息包括线路的出线端两侧开关的分合状态，电气量信息包括线路的三相电压和线路的出线端两侧开关的三相电流；

一个或两个以上的处理单元，用于运行计算机程序，以实现以下步骤：

1）获取变电站侧线路的检测信息和换流站侧线路的检测信息；

2）根据变电站侧线路的检测信息，判断变电站侧线路是否跳闸；根据换流站侧线路的检测信息，判断换流站侧线路是否跳闸；判断线路是否跳闸的方法包括：

判断是否同时满足以下条件，若同时满足，则判定为线路跳闸：

A、在设定时间内，线路的出线端两侧开关的三相电流有效值均小于有流门槛Iz；

B、在设定时间内，线路的三相功率有效值小于有功门槛Pz；

C、线路的出线端两侧开关均处于分位；

3）若变电站侧线路跳闸且换流站侧线路跳闸，则判定交流断面失电。

6.根据权利要求5所述的交流断面失电检测装置，其特征在于，所述设定时间为300ms-500ms。

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