CN111786365B - 一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法 - Google Patents

一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法，采集变电站站内各线路间隔的高压线路保护装置的闭锁信号和全站保护直流失电信号；根据采集信号判断、触发对应电压等级的站内线路保护装置闭锁信号并发送给站内对应电压等级的各保护装置；非闭锁间隔线路保护装置收到所述站内线路保护装置闭锁信号向对侧线路保护装置转发，非闭锁间隔对侧线路保护装置收到闭锁信号缩短后备保护的动作时间和增加一段远后备距离保护。实现后备保护的保护范围和时间配合，提高高压线路保护闭锁间隔发生故障时后备切除故障的速度，避免故障持续时间较长导致设备损坏和保护越级动作。

Description

一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法
技术领域
本发明涉及电力系统继电保护领域，具体涉及一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法。
背景技术
随着高压输电线路的建设越来越密集，对于线路后备保护的整定实现完美配合越来越难，一般在联系较薄弱的地方选择失配点进行配合整定导致后备保护动作时间延长，比如后备保护末端一般在3s以上，同时按近后备整定保护范围不能保证相邻一级末端故障有灵敏度。若变电站内出现线路保护失电闭锁或自身故障闭锁后则本间隔就失去了主保护，同时闭锁侧本线路也没有近后备保护，从而寄希望于相邻级线路保护作为远后备保护切除故障。但在保护闭锁后按现有的方式可能会导致后备保护不动或动作慢，进而扩大故障范围，威胁网络运行安全。
针对保护闭锁的问题，从传统定值配合方法上不能解决完全配合和故障快速切除的要求。一种解决方法是增加站域保护装置，在站域保护装置中增加后备后进行切除故障，但这种方式若全站失电则操作机构也会失电从而不能根本切除故障。另一种解决方法建立广域保护，那么会增加现有改造的运行成本，同时需要建立新的通道，影响动作可靠性。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法，以保证和提高线路保护闭锁间隔故障时切除故障的可靠性和速动性。
为实现上述技术目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法，其特征在于，包括：
采集变电站站内各线路间隔的高压线路保护装置的闭锁信号和全站保护直流失电信号；
同一电压等级有高压线路保护装置发出闭锁信号或者全站保护直流失电信号，则触发对应电压等级的站内线路保护装置闭锁信号；
将不同电压等级的站内线路保护装置闭锁信号发送给站内对应电压等级的各保护装置；
非闭锁间隔线路保护装置收到所述站内线路保护装置闭锁信号，判别本间隔线路纵联通道正常和线路保护装置正常，则通过纵联通道向对侧线路保护装置发送站内线路保护装置闭锁信号；
非闭锁间隔对侧线路保护装置收到对端的站内线路保护装置闭锁信号，对后备保护进行调整，包括：缩短后备保护的动作时间和增加一段远后备距离保护。
优选的方案中，所述缩短后备保护的动作时间包括：缩短零序保护II段、距离保护II段、距离保护III段、零序保护III段保护动作时间。
优选的方案中，所述方法还包括：主变保护装置采集变电站内所有电压等级的站内线路保护装置闭锁信号，当收到某个电压等级的站内线路保护装置闭锁信号，则增加对应电压等级指向母线的后备保护。
优选的方案中，所述对应电压等级指向母线的后备保护包括：远后备距离保护和零序过流保护。
优选的方案中，所述方法还包括：闭锁间隔对侧线路保护装置判别自身保护装置通道异常、保护装置运行正常，则缩短后备保护的动作时间。
优选的方案中，闭锁间隔对侧线路保护装置缩短后备保护的动作时间包括：缩短零序保护II段、距离保护II段、距离保护III段和零序保护III保护动作时间。
优选的方案中，用于采集所述变电站站内各线路间隔的高压线路保护装置的闭锁信号和全站保护直流失电信号的设备采用多路电源供电，包括：至少一路48V通信电源和110V或220V保护电源；保护电源和通信电源在变电站内分开独立。
优选的方案中，非闭锁间隔对侧线路保护装置对后备保护调整后的动作时间满足：零序保护II段动作时间＝距离保护II段动作时间≤距离保护III段动作时间≤零序保护III段保护动作时间≤远后备距离保护动作时间。
优选的方案中，非闭锁间隔对侧线路保护装置的远后备距离保护和零序过流保护末端需躲过振荡闭锁时间。
优选的方案中，所述远后备距离保护整定的距离阻抗包含本线和保护闭锁间隔线路的阻抗。
优选的方案中，闭锁间隔对侧线路保护装置后备保护调整后的动作时间满足：零序保护II段动作时间＝距离保护II段动作时间≤距离保护III段动作时间≤零序保护III保护动作时间。
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法，站内线路保护装置闭锁信号通过现有线路保护通道传输给对侧线路保护装置实现对侧线路后备保护进行缩短延时和增加远后备距离保护提高故障的切除速度和扩大保护范围。更进一步，还通过通过对侧线路保护加速后备保护切除故障、站内主变保护根据电压等级增加和优化后备保护，进一步优化后备保护功能提升保护可靠性和速动性。
附图说明
图1是为本发明一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法实施例1示意图；
图2是为本发明一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法实施例2示意图；
图3是为本发明一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法实施例3示意图；
图4是本发明一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法另一个实施例示意图；
图5是本发明一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法站内线路保护装置闭锁信号判别逻辑图；
图6是本发明一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法站内非线路保护装置闭锁间隔站内线路保护装置触发站内线路保护闭锁信号发送逻辑图；
图7是本发明一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法线路保护装置闭锁间隔对侧线路保护装置触发后备保护优化逻辑图；
图8是本发明实施例中线路保护装置闭锁线路发生故障系统机构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
图1所示为本发明的一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法实施例1，包括如下步骤：
S100:采集变电站站内各线路间隔的高压线路保护装置的闭锁信号和全站保护直流失电信号；
S200:同一电压等级有高压线路保护装置发出闭锁信号或者全站保护直流失电信号，则触发对应电压等级的站内线路保护装置闭锁信号；
S300:将不同电压等级的站内线路保护装置闭锁信号发送给站内对应电压等级的各保护装置；
S400:非闭锁间隔线路保护装置收到所述站内线路保护装置闭锁信号，判别本间隔线路纵联通道正常和线路保护装置正常，则通过纵联通道向对侧线路保护装置发送站内线路保护装置闭锁信号；
S500:非闭锁间隔对侧线路保护装置收到对端的站内线路保护装置闭锁信号，对后备保护进行调整，包括：缩短后备保护的动作时间和增加一段远后备距离保护。
具体的，步骤S500中缩短后备保护的动作时间包括：缩短零序保护II段、距离保护II段、距离保护III段、零序保护III段保护动作时间。其中，距离保护含有接地距离保护和相间距离保护。距离保护动作方程为
Figure BDA0002528023820000051
接地故障时工作电压UOP＝UΦ-(IΦ+K×3I0)×ZZD。相间故障时工作电压为UOP＝UΦΦ-IΦΦ×ZZD，其中极化电压UPΦ采样当前正序电压或故障前记忆正序电压，式中UΦ、IΦ、UΦΦ、IΦΦ、3I0分别保护采样相电压、相电流、相间电压、相间电流和零序电流，K为零序补偿系数，ZZD为距离保护整定定值。零序保护动作方程为3I0>Iset，Iset为零序过流定值。
其中，非闭锁间隔对侧线路保护装置对后备保护调整后的动作时间满足：零序保护II段动作时间＝距离保护II段动作时间≤距离保护III段动作时间≤零序保护III段保护动作时间≤远后备距离保护动作时间。
优选的实施例中，非闭锁间隔对侧线路保护装置的远后备距离保护和零序过流保护末端需躲过振荡闭锁时间。
另一个实施例2，如图2所示在实施例1的基础上还包括步骤S600:主变保护装置采集变电站内所有电压等级的站内线路保护装置闭锁信号，当收到某个电压等级的站内线路保护装置闭锁信号，则增加对应电压等级指向母线的后备保护。对应电压等级指向母线的后备保护包括：远后备距离保护和零序过流保护。
另一个实施例3，在实施例1或2的基础上，还包括步骤S700：闭锁间隔对侧线路保护装置判别自身保护装置通道异常、保护装置运行正常，则缩短后备保护的动作时间。其中，缩短后备保护的动作时间包括：缩短零序保护II段、距离保护II段、距离保护III段和零序保护III保护动作时间。后备保护调整后的动作时间满足：零序保护II段动作时间＝距离保护II段动作时间≤距离保护III段动作时间≤零序保护III保护动作时间。如图3所示。
优选的实施例中，用于采集所述变电站站内各线路间隔的高压线路保护装置的闭锁信号和全站保护直流失电信号的设备采用多路电源供电，包括：至少一路48V通信电源和110V或220V保护电源；保护电源和通信电源在变电站内分开独立。
优选的实施例中，远后备距离保护整定的距离阻抗包含本线和保护闭锁间隔线路的阻抗，以在保护装置闭锁间隔线路末端故障保证有足够灵敏度。
结合图4至图8介绍本发明一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法具体实施例4，包括如下步骤：
步骤1、采集变电站站内各线路间隔的高压线路保护装置的闭锁信号和全站保护直流失电信号；同一电压等级有高压线路保护装置发出闭锁信号或者全站保护直流失电信号，则触发对应电压等级的站内线路保护装置闭锁信号；
图8中系统正常运行时，设定保护装置2和保护装置3的后备II段动作时间从0.8s开始，保护装置1和保护装置4考虑到配合级差后备II段从1.1s开始，若图8中站B中保护装置2闭锁，站内采集装置判断出保护装置2闭锁输出站内线路保护装置闭锁信号触发形式见图5。
步骤2、将不同电压等级的站内线路保护装置闭锁信号发送给站内对应电压等级的各保护装置；
步骤3、非闭锁间隔线路保护装置收到所述站内线路保护装置闭锁信号，判别本间隔线路纵联通道正常和线路保护装置正常，则通过纵联通道向对侧线路保护装置发送站内线路保护装置闭锁信号。
图8中站B非闭锁线路保护装置3收到站内其他线路间隔保护闭锁信号后触发发送给对侧线路保护装置4的触发逻辑见图6。
步骤4、非闭锁间隔对侧线路保护装置收到对端的站内线路保护装置闭锁信号，自适应调整后备保护：零序保护II段和距离保护II段动作时间为t1，距离保护III段动作时间为t2，零序保护III保护动作时间为t3，增加一段远后备距离保护其保护范围包含本线和保护装置闭锁间隔线路全长，动作时间为t4。
图8中站C保护装置4收到非闭锁线路保护装置3发的“站内其他线路间隔保护闭锁信号”后进行后保护优化，后备保护II段动作时间从1.1s改为从0.5s开始，躲过主保护动作时间，同时保护装置4的远后备保护范围延伸至保护站A母线有足够灵敏度，当线路L1故障时加快切除故障速度。优化的后备保护动作时间t1≤t2≤t3≤t4，优选各时间定值保持时间级差，t1＝0.5s，t2＝0.8s，t3＝t4＝1.5s。
步骤5、主变保护装置采集变电站内所有电压等级的站内线路保护装置闭锁信号，当收到某个电压等级的站内线路保护装置闭锁信号，则增加对应电压等级指向母线的后备保护：远后备距离保护和零序过流保护，动作时间分别为t5和t6。优化的后备保护动作时间t5＝t6＝1.5s。
步骤6、闭锁间隔对侧线路保护装置判别自身保护装置通道异常、保护装置运行正常，自适应调整后备保护：零序保护II段和距离保护II段动作时间为t7，距离保护III段动作时间为t8，零序保护III保护动作时间为t9。
图8中保护装置2闭锁，站A保护装置感知到通道异常且自身保护装置运行正常则完成图7后备保护优化触发，保护装置1后备保护动作时间从1.1s改为从0.5s开始，躲过主保护动作时间，当线路L1故障时加快切除故障速度。优化的后备保护动作时间t7≤t8≤t9，优选各时间定值保持一个时间级差，t7＝0.5s，t8＝t9＝0.8s。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法，其特征在于，包括：
采集变电站站内各线路间隔的高压线路保护装置的闭锁信号和全站保护直流失电信号；
同一电压等级有高压线路保护装置发出闭锁信号或者全站保护直流失电信号，则触发对应电压等级的站内线路保护装置闭锁信号；
将不同电压等级的站内线路保护装置闭锁信号发送给站内对应电压等级的各保护装置；
非闭锁间隔线路保护装置收到所述站内线路保护装置闭锁信号，判别本间隔线路纵联通道正常和线路保护装置正常，则通过纵联通道向对侧线路保护装置发送站内线路保护装置闭锁信号；
非闭锁间隔对侧线路保护装置收到对端的站内线路保护装置闭锁信号，对后备保护进行调整，包括：缩短后备保护的动作时间和增加一段远后备距离保护；所述缩短后备保护的动作时间包括：缩短零序保护II段、距离保护II段、距离保护III段、零序保护III段保护动作时间；非闭锁间隔对侧线路保护装置对后备保护调整后的动作时间满足：零序保护II段动作时间＝距离保护II段动作时间≤距离保护III段动作时间≤零序保护III段保护动作时间≤远后备距离保护动作时间。
2.如权利要求1所述的高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法，其特征在于，所述方法还包括：主变保护装置采集变电站内所有电压等级的站内线路保护装置闭锁信号，当收到某个电压等级的站内线路保护装置闭锁信号，则增加对应电压等级指向母线的后备保护。
3.如权利要求2所述的高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法，其特征在于，所述对应电压等级指向母线的后备保护包括：远后备距离保护和零序过流保护。
4.如权利要求1所述的高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法，其特征在于，所述方法还包括：
闭锁间隔对侧线路保护装置判别自身保护装置通道异常、保护装置运行正常，则缩短后备保护的动作时间。
5.如权利要求4所述的高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法，其特征在于，闭锁间隔对侧线路保护装置缩短后备保护的动作时间包括：缩短零序保护II段、距离保护II段、距离保护III段和零序保护III保护动作时间。
6.根据权利要求1所述的一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法，其特征在于，用于采集所述变电站站内各线路间隔的高压线路保护装置的闭锁信号和全站保护直流失电信号的设备采用多路电源供电，包括：至少一路48V通信电源和110V或220V保护电源；保护电源和通信电源在变电站内分开独立。
7.根据权利要求3所述的一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法，其特征在于，非闭锁间隔对侧线路保护装置的远后备距离保护和零序过流保护末端需躲过振荡闭锁时间。
8.根据权利要求1或3所述的一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法，其特征在于，所述远后备距离保护整定的距离阻抗包含本线和保护闭锁间隔线路的阻抗。
9.根据权利要求5所述的一种高压线路保护装置闭锁的后备保护优化方法，其特征在于，闭锁间隔对侧线路保护装置后备保护调整后的动作时间满足：零序保护II段动作时间＝距离保护II段动作时间≤距离保护III段动作时间≤零序保护III保护动作时间。
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