CN111834987B - 基于解析故障触发控制字特征值的高压虚拟线路保护方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于解析故障触发控制字特征值的高压虚拟线路保护方法,设置有输入模块、逻辑运算模块和输出模块。本发明具有的有益效果如下：1、采用解析故障触发控制字特征值原理，实现故障类型的精确识别。2、提出了单相接地故障保护逻辑和多相故障保护逻辑算法，实现了真实线路保护装置的功能等效，具有低成本和高效率的优点，同时实现电力系统保护与控制装置的协同动作试验需求。3、对高压虚拟线路保护进行了封装集成，具有通用性强和可移植性好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电力装备自动化检测领域，特别涉及一种基于解析故障触发控制字特征值的高压虚拟线路保护方法。
背景技术
现有电力装备自动化检测，主要是采用实际的线路保护装置配合待检测的电力系统控制与保护装置进行检测工作。这种方法大大增加了动模试验环境建设的复杂程度，而且还具有检测成本高、效率低及通用性差的缺点。实际线路保护装置通过采样系统二次电压、电流值，通过保护逻辑执行正确的保护动作，将实际的线路保护装置接入检测系统，增加了二次电压、电流的输出规模，并且增加了试验环境调试阶段的工作量，以致检测成本较高。再者线路保护装置需要结合电网系统参数进行保护定值的配置，通用性差，工作量大。
因此，针对现有技术不足，提供一种基于解析故障触发控制字特征值的高压虚拟线路保护方法以解决现有技术不足甚为必要。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种基于解析故障触发控制字特征值的高压虚拟线路保护方法。该基于解析故障触发控制字特征值的高压虚拟线路保护方法具有成本低和效率高的优点。
本发明的上述目的通过以下技术措施实现：
提供一种基于解析故障触发控制字特征值的高压虚拟线路保护方法,设置有输入模块、逻辑运算模块和输出模块。
输入模块，用于输入故障触发控制字、分相断路器合位信号、重合闸控制字、首次跳闸动作时间、重合闸动作时间和加速跳闸动作时间。
逻辑运算模块，用于对单相故障保护逻辑运算、多相故障保护逻辑运算及跳闸合闸出口融合运算。
输出模块，用于输出对应相位断路器的跳闸指令和合闸指令。
优选的，上述输入模块设置有故障触发控制字特征值提取单元。
优选的，上述故障触发控制字特征值提取单元根据触发控制字特征值识别故障类型，得到故障标识位置。
优选的，上述故障类型为单相故障或者多相故障。
将单相定义X相,且X为A、B或C。
优选的，上述故障触发控制字由4个bit位组成，4个bit分别为Bit3、Bit2、Bit1和Bit0。
优选的，上述Bit3、Bit2、Bit1和Bit0分别依次解析断路器FA、断路器FB、断路器FC及断路器FG的分闸状态或者合闸状态。
当所述故障类型为A相故障时，A相对应的断路器FA和接地的断路器FG都闭合状态，断路器FB和断路器FC断路器都为分闸状态。
当所述故障类型为B相故障时，B相对应的断路器FB和断路器FG都闭合状态，断路器FA和断路器FC断路器都为分闸状态。
当所述故障类型为C相故障时，C相对应的断路器FC和断路器FG都闭合状态，断路器FB和断路器FA断路器都为分闸状态。
将闭合状态定义为1，分闸状态定义为0，并依次对断路器FA、断路器FB、断路器FC及断路器FG进行二进制数值定义，同时根据二进制数值得到十进制数值，将所述十进制数值定义为故障触发控制字特征值。
优选的，上述逻辑运算模块设置有重合闸控制字输入端、首次跳闸时间输入端、重合闸时间输入端、加速跳闸时间输入端、故障触发控制字输入端、A相断路器合位输入端、B相断路器合位输入端、C相断路器合位输入端、A相合闸输出端、A相跳闸输出端、B相合闸输出端、B相跳闸输出端、C相合闸输出端和C相跳闸输出端。
优选的，上述逻辑运算模块设置有单相故障保护逻辑单元、多相故障保护逻辑单元和跳闸合闸出口融合单元。
优选的，上述单相故障保护逻辑单元根据故障标识位置，通过上升沿触发器和下降沿触发器相互配合，经预定延时T_Tz1st产生t的跳闸脉冲信号TZ_1X，跳闸脉冲信号TZ_1X经上升沿触发器展宽后并检测X相断路器跳闸位置信号，满足条件后触发重合闸逻辑，并产生重合闸动作出口信号CHZ_1X，重合闸动作出口信号CHZ_1X经上升沿触发器展宽后，检查X相故障触发是否有效且X相对应的断路器是否合闸位置，执行重合于故障加速跳闸逻辑。
优选的，上述多相故障保护逻辑单元对多相对应的故障标识位输出高电平，经跳闸时间延时t，虚拟保护执行对应相位跳闸。
优选的，上述t为10至200ms。
优选的，上述跳闸合闸出口融合单元根据首次跳闸出口TZ_1X、重合于故障跳闸出口TZ_2X、三相跳闸出口TZ_3T经或逻辑，组成虚拟保护跳X相断路器出口TZ_PX,重合闸出口CHZ_1X经重合闸控制字EN_CHZ、多相故障标志位F_Multi闭锁后输出X相断路器合闸出口HZ_PX。
本发明的一种基于解析故障触发控制字特征值的高压虚拟线路保护方法,设置有输入模块、逻辑运算模块和输出模块；输入模块，用于输入故障触发控制字、分相断路器合位信号、重合闸控制字、首次跳闸动作时间、重合闸动作时间和加速跳闸动作时间；逻辑运算模块，用于对单相故障保护逻辑运算、多相故障保护逻辑运算及跳闸合闸出口融合运算；输出模块，用于输出对应相位断路器的跳闸指令和合闸指令。本发明具有的有益效果如下：1、采用解析故障触发控制字特征值原理，实现故障类型的精确识别。2、提出了单相接地故障保护逻辑和多相故障保护逻辑算法，实现了真实线路保护装置的功能等效，具有低成本和高效率的优点，同时实现电力系统保护与控制装置的协同动作试验需求。3、对高压虚拟线路保护进行了封装集成，具有通用性强和可移植性好的优点。
附图说明
利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1为输电线路故障触发原理图示意图。
图2为本发明一种基于解析故障触发控制字特征值的高压虚拟线路保护方法的结构示意图。
图3为故障触发控制字特征值提取单元的示意图。
图4为单相故障保护逻辑单元的示意图。
图5为多相故障保护逻辑单元的示意图。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1。
一种基于解析故障触发控制字特征值的高压虚拟线路保护方法,如图1至3所示，设置有输入模块、逻辑运算模块和输出模块。
输入模块，用于输入故障触发控制字、分相断路器合位信号、重合闸控制字、首次跳闸动作时间、重合闸动作时间和加速跳闸动作时间。
逻辑运算模块，用于对单相故障保护逻辑运算、多相故障保护逻辑运算及跳闸合闸出口融合运算。
输出模块，用于输出对应相位断路器的跳闸指令和合闸指令。
输入模块设置有故障触发控制字特征值提取单元；故障触发控制字特征值提取单元根据触发控制字特征值识别故障类型，得到故障标识位置。
故障类型为单相故障或者多相故障；将单相定义X相,且X为A、B或C。
故障触发控制字由4个bit位组成，4个bit分别为Bit3、Bit2、Bit1和Bit0；Bit3、Bit2、Bit1和Bit0分别依次解析断路器FA、断路器FB、断路器FC及断路器FG的分闸状态或者合闸状态。
当所述故障类型为A相故障时，A相对应的断路器FA和接地的断路器FG都闭合状态，断路器FB和断路器FC断路器都为分闸状态。
当所述故障类型为B相故障时，B相对应的断路器FB和断路器FG都闭合状态，断路器FA和断路器FC断路器都为分闸状态。
当所述故障类型为C相故障时，C相对应的断路器FC和断路器FG都闭合状态，断路器FB和断路器FA断路器都为分闸状态。
如表1所示，将闭合状态定义为1，分闸状态定义为0，并依次对断路器FA、断路器FB、断路器FC及断路器FG进行二进制数值定义，同时根据二进制数值得到十进制数值，将所述十进制数值定义为故障触发控制字特征值。
表1故障类型触发及控制字配置对应表
从表1内容可知，当故障触发控制字为9、10、12时，分别对应A相接地故障、B相接地故障、C相接地故障，其它情况为多相故障。将故障触发控制字的十进制数值，作为虚拟线路保护的动作出口判据，可以便捷、正确的等效实际线路保护装置的动作出口。
本发明的逻辑运算模块设置有重合闸控制字输入端、首次跳闸时间输入端、重合闸时间输入端、加速跳闸时间输入端、故障触发控制字输入端、A相断路器合位输入端、B相断路器合位输入端、C相断路器合位输入端、A相合闸输出端、A相跳闸输出端、B相合闸输出端、B相跳闸输出端、C相合闸输出端和C相跳闸输出端。
逻辑运算模块设置有单相故障保护逻辑单元、多相故障保护逻辑单元和跳闸合闸出口融合单元。
单相故障保护逻辑单元根据故障标识位置，通过上升沿触发器和下降沿触发器相互配合，经预定延时T_Tz1st产生t的跳闸脉冲信号TZ_1X，跳闸脉冲信号TZ_1X经上升沿触发器展宽后并检测X相断路器跳闸位置信号，满足条件后触发重合闸逻辑，并产生重合闸动作出口信号CHZ_1X，重合闸动作出口信号CHZ_1X经上升沿触发器展宽后，检查X相故障触发是否有效且X相对应的断路器是否合闸位置，执行重合于故障加速跳闸逻辑。本发明的t为10至200ms。
本实施例以A相为例进行保护逻辑说明，图4为单相故障动作逻辑框图。系统模拟A相接地故障时，A相接地故障标识位置F_AN 1时，上升沿触发器PU和下降沿触发器PD相互配合，经预定延时T_Tz1st产生100ms的跳闸脉冲信号TZ_1A。TZ_1A经上升沿触发器展宽后并检测A相断路器跳闸位置信号TZ_1A，跳闸位置信号TZ_1A满足条件后触发重合闸逻辑，并产生重合闸动作出口信号CHZ_1A。重合闸动作出口信号CHZ_1A经上升沿触发器展宽后，观测A相故障触发是否有效且A相断路器是否合闸位置，执行重合于故障加速跳闸逻辑。
多相故障保护逻辑单元对多相对应的故障标识位输出高电平，经跳闸时间延时t，虚拟保护执行对应相位跳闸。具体的，如图5所示，本发明的系统模拟多相故障时，多相故障标识位F_Multi高电平，经跳闸时间T_Tz1st延时，虚拟保护执行三相跳闸。
跳闸合闸出口融合单元根据首次跳闸出口TZ_1X、重合于故障跳闸出口TZ_2X、三相跳闸出口TZ_3T经或逻辑，组成虚拟保护跳X相断路器出口TZ_PX,重合闸出口CHZ_1X经重合闸控制字EN_CHZ、多相故障标志位F_Multi闭锁后输出X相断路器合闸出口HZ_PX。
本实施例以A相接地故障为例进行说明，首次跳闸出口TZ_1A、重合于故障跳闸出口TZ_2A、三相跳闸出口TZ_3T经或逻辑，组成虚拟保护跳A相断路器出口TZ_PA。重合闸出口CHZ_1A经重合闸控制字EN_CHZ、多相故障标志位F_Multi闭锁后输出A相断路器合闸出口HZ_PA。
该基于解析故障触发控制字特征值的高压虚拟线路保护方法,设置有输入模块、逻辑运算模块和输出模块。本发明具有的有益效果如下：1、采用解析故障触发控制字特征值原理，实现故障类型的精确识别。2、提出了单相接地故障保护逻辑和多相故障保护逻辑算法，实现了真实线路保护装置的功能等效，具有低成本和高效率的优点，同时实现电力系统保护与控制装置的协同动作试验需求。3、对高压虚拟线路保护进行了封装集成，具有通用性强和可移植性好的优点。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.一种基于解析故障触发控制字特征值的高压虚拟线路保护方法,其特征在于：设置有输入模块、逻辑运算模块和输出模块；
输入模块，用于输入故障触发控制字、分相断路器合位信号、重合闸控制字、首次跳闸动作时间、重合闸动作时间和加速跳闸动作时间；
逻辑运算模块，用于对单相故障保护逻辑运算、多相故障保护逻辑运算及跳闸合闸出口融合运算；
输出模块，用于输出对应相位断路器的跳闸指令和合闸指令；
所述逻辑运算模块设置有单相故障保护逻辑单元、多相故障保护逻辑单元和跳闸合闸出口融合单元；
所述多相故障保护逻辑单元对多相对应的故障标识位输出高电平，经跳闸时间延时t，虚拟保护执行对应相位跳闸；
所述单相故障保护逻辑单元根据故障标识位置，通过上升沿触发器和下降沿触发器相互配合，经预定延时T_Tz1st产生t的跳闸脉冲信号TZ_1X，跳闸脉冲信号TZ_1X经上升沿触发器展宽后并检测X相断路器跳闸位置信号，满足条件后触发重合闸逻辑，并产生重合闸动作出口信号CHZ_1X，重合闸动作出口信号CHZ_1X经上升沿触发器展宽后，检查X相故障触发是否有效且X相对应的断路器是否合闸位置，执行重合于故障加速跳闸逻辑。
2.根据权利要求1所述的基于解析故障触发控制字特征值的高压虚拟线路保护方法,其特征在于：所述输入模块设置有故障触发控制字特征值提取单元；
所述故障触发控制字特征值提取单元根据触发控制字特征值识别故障类型，得到故障标识位置。
3.根据权利要求2所述的基于解析故障触发控制字特征值的高压虚拟线路保护方法,其特征在于：所述故障类型为单相故障或者多相故障；
将单相定义X相,且X为A、B或C；
所述故障触发控制字由4个bit位组成，4个bit分别为Bit3、Bit2、Bit1和Bit0；
Bit3、Bit2、Bit1和Bit0分别依次解析断路器FA、断路器FB、断路器FC及断路器FG的分闸状态或者合闸状态。
4.根据权利要求3所述的基于解析故障触发控制字特征值的高压虚拟线路保护方法,其特征在于：当所述故障类型为A相故障时，A相对应的断路器FA和接地的断路器FG都闭合状态，断路器FB和断路器FC断路器都为分闸状态；
当所述故障类型为B相故障时，B相对应的断路器FB和断路器FG都闭合状态，断路器FA和断路器FC断路器都为分闸状态；
当所述故障类型为C相故障时，C相对应的断路器FC和断路器FG都闭合状态，断路器FB和断路器FA断路器都为分闸状态。
5.根据权利要求4所述的基于解析故障触发控制字特征值的高压虚拟线路保护方法,其特征在于：将闭合状态定义为1，分闸状态定义为0，并依次对断路器FA、断路器FB、断路器FC及断路器FG进行二进制数值定义，同时根据二进制数值得到十进制数值，将所述十进制数值定义为故障触发控制字特征值。
6.根据权利要求5所述的基于解析故障触发控制字特征值的高压虚拟线路保护方法,其特征在于：所述逻辑运算模块设置有重合闸控制字输入端、首次跳闸时间输入端、重合闸时间输入端、加速跳闸时间输入端、故障触发控制字输入端、A相断路器合位输入端、B相断路器合位输入端、C相断路器合位输入端、A相合闸输出端、A相跳闸输出端、B相合闸输出端、B相跳闸输出端、C相合闸输出端和C相跳闸输出端。
7.根据权利要求6所述的基于解析故障触发控制字特征值的高压虚拟线路保护方法,其特征在于：所述t为10至200ms。
8.根据权利要求7所述的基于解析故障触发控制字特征值的高压虚拟线路保护方法,其特征在于：所述跳闸合闸出口融合单元根据首次跳闸出口TZ_1X、重合于故障跳闸出口TZ_2X、三相跳闸出口TZ_3T经或逻辑，组成虚拟保护跳X相断路器出口TZ_PX,重合闸出口CHZ_1X经重合闸控制字EN_CHZ、多相故障标志位F_Multi闭锁后输出X相断路器合闸出口HZ_PX。
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