CN112415314A - 一种继电保护系统隐性故障识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种继电保护系统隐性故障识别方法,通过编码规则将事故线路拓扑图数字化,根据实际情况确定疑似故障区域。根据保护启动、保护动作以及断路器跳闸的相关性,结合各种保护的搭配以及拒动误动等情况,建立保护信号的逻辑关系式。将实际与预期最大匹配作为目标建立目标函数,并采用优化算法求解,通过对比结果得到隐性故障的位置。本发明提出的隐性故障识别方法具有较强的实用性,不仅可用于检测隐性故障的保护装置,还可用于检测故障诊断。
Description
技术领域
本发明属于线路故障识别技术领域,尤其涉及一种继电保护系统隐性故障识别方法。
背景技术
根据相关研究表明在最近二十年里75%的大停电事故都与继电保护装置等隐性故障有关。例如1994年美国西部电力系统大规模停电事故;2002年伦敦南部地区大规模停电事故;2003年意大利大规模停电事故;2003年美加“8.14”大规模停电事故;2006年11月4日西欧大规模停电事故,2011年巴西大规模停电事故以及2012年印度发生的世界范围内影响人口最多的大规模停电事故。这些事例都证明了隐性故障严重影响了电力系统的安全可靠运行并会使电力系统产生巨大的经济损失。
隐性故障是指由装置本身的缺陷或人为因素导致的隐患,具有一定的隐蔽性。该故障在电力系统正常运行的情况下不会对电力系统产生任何不利的影响,但当电力系统处于不正常运行状态下时(发生三相短路、两相短路、单相接地短路以及过负荷等状况)将会被触发,造成电力系统中负荷、电源、线路的误切或者断路器的拒绝动作,从而导致电力系统的连锁反应,严重时可能会导致大规模的停电事故。因此研究隐性故障存在形式以及隐性故障的识别、检测方法对电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
现阶段研究针对隐性故障的研究主要是硬件类隐性故障,并且没有通用的识别方法。如有文献利用PT中性线断线时会造成二次设备测量得到的零序电压方向与实际的零序电压方向不一致甚至是相反方向提出的基于零序电压三次谐波的电压回路中性线断线的识别方法;有的方法通过在离线系统中注入标准电流信号或者标准正弦波信号找出CT两点接地隐性故障。针对保护配置、保护原理、保护定值等软件性隐性故障,有文献提出根据保护动作与断路器的相关系建立解析模型,将故障问题转化为数学规划问题诊断出存在故障的保护以及断路器,但并未考虑其后备保护等因素。
发明内容
针对上述问题,本发明根据软件性隐性故障的特性提出了一种继电保护系统隐性故障识别方法。该方法根据保护信号、保护动作、断路器跳闸、故障信号之间的逻辑关系,并考虑了纵联差动保护、三段式保护、复压过流保护等多个保护共存的复杂情况,建立了反映各个信号之间关联的解析模型,基于三种预期信号与各自实际信号最大程度匹配的原则,构造出反映实际与预期差距的目标函数,优化求解,最后根据保护的实际结果与预期结果的差异判断是否存在隐性故障。
一种继电保护系统隐性故障识别方法,包括:
分析系统线路拓扑结构,根据编码规则,获取拓扑信息表;
根据发生故障后断路器的动作情况确定疑似故障区域,并将疑似故障区域延伸至下一级线路上;
将确定的疑似故障区域的线路上的元件汇总成集合H={P,S,D,B},P为疑似故障区域内的线路与元件汇总构成的线路集合,定义Pijn取0和1分别表示支路ij的第n段正常和故障,n=1,2,3;S为故障区域内的母线集合,Si取0和1分别表示母线i正常和故障;D为故障区域内的断路器集合,Dij取0和1分别表示断路器ij正常和故障;B为故障区域内的变压器集合,Bij取0和1分别表示变压器ij正常和故障;
将集合H中的所有元素搭配出疑似故障区域内存在的所有保护的逻辑关系,得到保护的启动信号期望A*、动作信号期望R*以及断路器的跳闸信号期望C*三个集合;其中,Aijx取0和1分别表示断路器ij上的距离保护I段预期不启动和启动,Rijx取0和1分别表示断路器ij上的距离保护I段预期不动作和动作,Cij取0和1分别表示断路器ij预期不跳闸或者跳闸;
将集合H代入目标函数E(H)中,求其最小值,
其中,E表示疑似故障区域中可疑保护的数量;Q表示疑似故障区域中可疑断路器的数量;表示疑似故障区域内所有保护的实际启动信号与预期启动信号的差值的和;表示疑似故障区域内所有可疑保护的实际动作信号状态与预期动作信号状态的差值的和;表示疑似故障区域内所有可疑断路器的实际信号状态与预期信号状态的差值的和;表示疑似故障区域内所有可疑保护和可疑断路器误动的情况;表示疑似故障区域内所有可疑保护和可疑断路器拒动的情况;E为线路和元件上共配置的保护个数;Q为线路和元件上共配置的断路器个数;R为保护动作信号集合,其中rijx取0和1分别表示实际断路器ij上的距离保护I段的不动作和动作;A为保护启动信号集合,其中aijx取0和1分别表示实际断路器ij上的距离保护I段的不启动和启动;C为断路器跳闸信号集合,其中cij取0和1分别表示实际断路器ij的不跳闸和跳闸;f表示保护或者断路器的误动;g表示保护或者断路器的拒动;
对目标函数取得最小值时集合H中元素取值,定位一次系统故障点,由实际的信号情况与预期的信号情况对比,确定隐性故障。
进一步,当跳闸断路器为线路断路器时,由已跳闸的线路断路器编号确定所有下一级线路并将其作为疑似故障区域。
进一步,当跳闸的断路器为母联开关时,结合其他已跳闸的断路器,排除与母联开关相连的无故障母线,将存在故障的母线归入疑似故障区域中。
进一步,故障区内的保护按照继电保护原理的整定时间由小到大的顺序排列,若发生保护范围内的故障,并且在启动信号中时间整定最小,则该保护将动作。
进一步,本级主保护的整定时间最小。
进一步,本级近后备保护的整定时间排序为第二。
更进一步,远后备保护的整定时间大于下一级所有保护以及本级保护,若保护启动且本级或下一级保护未跳闸,或当下一级保护跳闸但下一级所有断路器仍处于闭合状态时,均可能使远后备保护动作。
进一步,若断路器拒动则断路器失灵保护动作,则判定为断路器故障。
进一步,若存在保护时长相等的情况,则按照并列处理。
进一步,若ra=0,即集合中第a个保护的动作信号为不动作,而其相应的期望信号Ra=1,或者某条支路上的断路器实际状态cij=0,期望信号为Cij=1,则这时该保护或断路器表现为拒动g=1;若ra=1,集合中第a个保护的动作信号为动作,而其相应的期望信号Ra=0,或者某条支路上的断路器实际状态cij=1,期望信号为Cij=0,则这时该保护或断路器表现为误动即f=1;若保护或者断路器表现为正确动作,则f和g均为0。
本发明的有益效果在于:可快速定位一次系统的故障位置,方便安排故障检修,保障电网的经济效益。同时可有效诊断继电保护系统中存在的软件性故障,提高电力系统运行可靠性。
附图说明
图1是示例性的线路拓扑图;
图2是目标函数最小值求解的计算方法流程图;
图3是本发明的隐形故障识别方法的流程图;
图4是示例中的某变电站的拓扑图;
图5是示例中的事故线路拓扑结构;
图6是示例中疑似故障区域判定的结果显示;
图7是示例中实际信号的输入情况;
图8是目标函数优化截面图。
具体实施方式
下面结合附图,对实施例作详细说明。
本发明提出一种继电保护系统隐性故障识别方法,在对保护系统进行隐形识别和搭建相关保护解析模型前,需要先对事故变电站的线路的拓扑结构进行分析,获取拓扑信息表。故首先需要对线路进行保护编码规则的设定。
本发明提出一种特殊的编码规则,通过读取字母与数字结合的编号自动识别连接关系和保护配置。
编码规则中字母定义
本发明采用不同的字母表示拓扑结构中的元件、线路以及保护,如表1所示。
表1编号字母含义
编码规则中数字定义
支路数字编号、断路器数字编号以及变压器数字编号根据所连母线数字编号确认。以图1为例说明编号规则,表2为拓扑结构图中各个元件与线路的编号表。
表2线路编号表
支路数字编号按照首端母线和末端母线顺序确定,支线Pij,其中i表示该条直线首端母线的数字,j是该条支线末端母线的数字,例如表2中的P12,1和2即是用该条支路的首段母线和末端母线的数字表示的;支路所在断路器可分为首端断路器和末端断路器,其数字编号可根据与母线的距离顺序编号;由于一条支路最多存在一个变压器,支路编号即为变压器编号,若不存在变压器则用“/”表示。由于保护动作都是在断路器上体现的,则断路器的数字编号为保护的数字编号,以ij支路首端母线侧的距离保护I段为例,可表示为ijx。根据该编号规则,只需对母线编号即可将线路拓扑图的连接方式、元件以及保护配置数字化,转换为计算机可自动识别的模式。
疑似故障区域判断
在将案例中的拓扑结构根据编码规则由图形转化为数字后,将根据实际案例中已跳闸的断路器筛选出疑似故障区域,减少不影响结果的元件参与运算,减少计算的时间。根据跳闸断路器类型(线路断路器和母线联络开关),疑似故障区域筛选方法分为以下两类。
当跳闸断路器为线路断路器时:
在电网实际运行时,大多数的故障均为单一元件的故障,若保护和断路器均能够正常动作切除故障,则过程简单。对于线路断路器来说,一旦保护装置含有隐性故障,线路断路器将发生拒动或者误动两种情况,情况将变得复杂,涉及参与的元件数目将多于正常情况下的元件数目。针对该情况,一般考虑将疑似故障区域向下一级线路延伸,检测本级线路与下一级线路的保护启动与动作情况。
根据上文所述编码规则,编号之间存在关联性,本级断路器两位数字编号的末位编号与下一级线路两位数字编号的首位编号相等,根据该相关性,由已跳闸的线路断路器编号确定所有下一级线路并将其作为疑似故障区域。
当跳闸断路器为母线联络开关时:
母线并列运行时,当其中一条母线及其线路故障时,保护动作及时分开母联开关,可保证另一母线正常供电,缩小停电范围。因此,作为两条母线之间的联络开关,母联开关作用的范围将大于普通线路上的断路器。在划定疑似故障区域时,除了需要考虑隐性故障带来的拒动与误动的影响,还需要排除未发生故障的母线及其线路,减少计算量。
一般情况下,为减少停电区域,母联开关将与故障母线上的线路断路器相互配合。在判断已跳闸的断路器为母联开关时,会通过联系其他已跳闸的断路器,排除与母联开关相连的无故障母线,将存在故障的母线归入疑似故障区域中。其中,若与母联开关相连的母线上不存在跳闸断路器及已启动的保护,则将该母线视为无故障母线。
建立继电保护系统解析模型
在确立疑似故障区域后,提取出疑似故障区域内所有的元件,并根据继电保护原则搭建出疑似故障区域内所有保护的逻辑关系式。
目标函数输入集合
划分好疑似故障区域后,提取出此疑似故障区域内的所有元件与线路。其中为了方便划分继电保护的保护范围,将所有线路按照等分的方式都划分成三段Pij1、Pij2、Pij3。将所有疑似故障区域内的线路与元件汇总构成线路集合P,母线集合S,断路器集合D,变压器集合B。将所有集合汇总得到目标函数的输入H={P,S,D,B}。定义Pijn取0和1分别表示支路ij的第n段(n=1,2,3)正常和故障;Si取0和1分别表示母线i正常和故障;Dij取0和1分别表示断路器ij正常和故障;Bij取0和1分别表示变压器ij正常和故障。
设上述线路和元件共配置E个保护以及Q个断路器,根据信号类型分为三个集合。保护动作信号集合R,其中rijx取0和1分别表示实际断路器ij上的距离保护I段的不动作和动作。保护启动信号集合A,其中aijx取0和1分别表示实际断路器ij上的距离保护I段的不启动和启动。断路器跳闸信号集合C,其中cij取0和1分别表示实际断路器ij的不跳闸和跳闸。以上三个集合取值参照实际线路发生故障时的情况。
保护逻辑
由于隐性故障的存在会使得故障区域内的断路器发生拒动或者误动,违背了继电保护原理。根据继电保护原理,在解析模型中,故障后保护或者断路器做出的正确动作响应,称作动作期望,表现为相应的信号期望,分为保护的启动信号期望A*、动作信号期望R*以及断路器的跳闸信号期望C*。
保护的启动信号期望集合A*与实际的启动信号集合类似,都是将故障区域内的保护汇总在一起,取值根据输入H和继电保护原理确定,其中Aijx取0和1分别表示断路器ij上的距离保护I段预期不启动和启动。根据继电保护的原理,若在保护范围内存在故障,则相应的所有保护都会启动。以ij支路上的两侧距离保护为例,若Pij1=1,即在支路ij的I段存在故障,断路器ij的距离保护I段、II段、III段的保护范围都存在pij1,因此距离保护I段、II段、III段都将启动,即Aijx=Aijy=Aijz=1,而对于末端断路器ji,由于超出其距离保护I段的保护范围,启动的为断路器ji上的距离保护II段以及距离保护III段,即Ajiy=Ajiz=1。
保护的动作信号期望R*集合,其中Rijx取0和1分别表示断路器ij上的距离保护I段预期不动作和动作。根据继电保护原理,按照时间原则整定,主保护的延时最小,其次是近后备保护,再是远后备保护。因此,首先动作的为主保护,若主保护不动作,则一段时间后后备保护动作。因此,将疑似故障区内的保护按照继电保护原理的整定时间由小到大的顺序排列,若发生保护范围内的故障,并且在启动信号中时间整定最小,则该保护将动作。以断路器ij上的距离保护为例,本级主保护的整定时间最小,则其逻辑表达式为:
Rijx=Aijx (1)
设本级近后备保护的整定时间排序为第二,则其逻辑表达式为:
设远后备保护的整定时间大于下一级所有保护以及本级保护;若保护启动且本级或下一级保护未跳闸,或当下一级保护跳闸但下一级所有断路器仍处于闭合状态时,这两种情况均可能使远后备保护动作。则其逻辑表达式为:
式中,乘积表示与运算,符号“-”表示非运算,符号为或运算。若存在保护整定时长相等的情况,则按照并列处理。式中保护的启动信号期望Am保证了继电保护动作的选择性,若m保护未启动,即故障不存在与m保护的保护范围内,则保护将不动作。延时低的保护若由于保护范围而未启动,则由于经过非运算,延时长的保护的逻辑表达式将不受影响。近后备保护中,较为特殊的为断路器失灵保护,根据保护动作信号和断路器跳闸情况作为判据,若断路器拒动则断路器失灵保护动作,本发明定义该现象属于断路器故障情况,则断路器失灵保护的动作信号逻辑表达式可以简化为:
Rijk=Dij (4)
断路器跳闸信号期望C*,其中Cij取0和1分别表示断路器ij预期不跳闸或者跳闸。根据上文中保护配置信息表,设断路器ij存在n个保护,只要断路器ij收到所配备保护的动作信号,断路器ij都将跳闸,若断路器ij存在故障则断路器将拒动,断路器的跳闸信号期望表达式可表示为:
拒动与误动
若系统中存在隐性故障则造成的影响是某些元件或者保护发生拒动或者误动。将上述动作信号期望集合与实际的动作信号集合对比,同一个保护所在的位置一致。定义:保护或者断路器的误动用f表示;保护或者断路器的拒动用g表示;若ra=0,即集合中第a个保护的动作信号为不动作,而其相应的期望信号Ra=1,或者某条支路上的断路器实际状态cij=0,期望信号为Cij=1,则这时该保护或断路器表现为拒动g=1;若ra=1,集合中第a个保护的动作信号为动作,而其相应的期望信号Ra=0,或者某条支路上的断路器实际状态cij=1,期望信号为Cij=0,则这时该保护或断路器表现为误动即f=1;若保护或者断路器表现为正确动作,则f和g均为0。
隐性故障识别方法
在建立上述的逻辑关系后,随着故障集合H={P,S,D,B}中各个元素在0和1之间变化,保护启动信号期望、动作信号期望以及跳闸信号期望也跟着发生变化。这将实际解析模型的问题转换为0-1整数规划问题。将所有可能发生的故障以集合H的形式代入目标函数中,找到目标函数值最小的情况,即最贴近实际的情况,并通过对比保护期望状态与实际状态的差别,确定不正确启动或动作的保护,检测出含有隐性故障的保护装置。
目标函数
目标函数的值越小表示该故障下的保护与断路器预期情况与实际情况越接近。目标函数可以确定为:
上述式子中即存在实际信号状态也存在期望信号状态,则可以表现为目标函数越小即预期的信号与实际的情况越贴近,则目标函数的最优解为该函数的最小值。式子中,H={P,S,D,B}为疑似故障区域所有线路与元件集合;E表示疑似故障区域中可疑保护的数量;Q表示疑似故障区域中可疑断路器的数量;表示疑似故障区域内所有保护的实际启动信号与预期启动信号的差值的和;表示疑似故障区域内所有可疑保护的实际动作信号状态与预期动作信号状态的差值的和;表示疑似故障区域内所有可疑断路器的实际信号状态与预期信号状态的差值的和;表示疑似故障区域内所有可疑保护和可疑断路器误动的情况;表示疑似故障区域内所有可疑保护和可疑断路器拒动的情况。
目标函数取最小值的方法,H={P,S,B,D}作为目标函数的输入。其中各个元素根据逻辑关系的搭配可以得出R、A、C,在目标函数里进行加减运算。根据H中元素的取值不同可以得到2N种情况,先将元素全为零的情况代入目标函数得到值E(H0),然后进入循环,由2N开始,将其转换为二进制数组,将数组中各个元素代入目标函数得到值,与E(H0)比较,取最小值,再将2N-1转换为二进制数组,循环以上环节,最后得到最小值。共进行2N次比较。计算方法流程图如图2所示。
隐性故障识别方法步骤
本发明的隐形故障识别方法的步骤如图3所示。首先,对线路的拓扑结构进行分析,获取拓扑信息表。在发生故障后,根据断路器的动作情况确定疑似故障区域,一般延伸至下一级线路上。确认疑似故障区域的方法可根据拓扑信息表,如断路器ij动作,则按照信息拓扑表支路ij将被划分为疑似故障区域,接下来只要和母线j相连的支路都为疑似故障区域(支路j(x)x为下一级母线的编号),同理根据信息表编号的关联关系,可以确定支路上的各个元件。将这些元件汇总成集合H={P,S,D,B},其中每个元素都可以取0或者1,设集合H存在N个元素,H的取值有2N种情况。将H中的所有元素根据上面第3部分的方法搭配出疑似故障区域内存在的所有保护的逻辑关系,可得到三个集合(保护动作信号期望、保护启动信号期望、断路器跳闸期望),同理每个集合也有2N种情况。将2N种情况都代入目标函数中,可得到2N种情况,比较得出最小值。由取得最小值时集合H中元素取值,可定位一次系统的故障点,由实际的信号情况与预期的信号情况对比,可确定隐性故障。
下面通过具体示例对本发明的方法进行说明。
以某变电站发生雷击事故为例,线路拓扑如图4所示。在雷击事故前,110kv母联开关112和35kvII母线母联开关312处于断开位。雷击发生时,雷击点位于B变35Kv F线上,375断路器过流Ⅱ段保护动作,375断路器跳闸。两分钟后,150断路器距离Ⅲ段保护动作,150断路器跳闸,A变110kV母联112断路器#1主变复压方向Ⅰ段Ⅰ时限保护动作,112断路器跳闸,造成多出变电站全站失压,各并网小电解网独立运行。
事故原因分析
直接原因:在375断路器跳闸之后,雷击过电压造成375断路器靠母线侧静触头座A、B、C三相闪烙放电。
事故扩大原因(隐性故障):继电保护整定计算考虑不周,保护越级动作跳闸。在B变电站#2主变35kV侧复压方向过流Ⅱ段保护起动的同时,A变电站#1主变110kV侧后备保护复压过流保护和150断路器线路保护距离保护都在同时起动,但是B变电站#2主变35kV侧复压方向过流Ⅲ段的动作时限为2.1秒,B变电站#2主变110kV复压方向过流保护,Ⅰ段时限为2.4秒,Ⅱ、Ⅲ段时限为2.7秒,而A变电站#1主变110kV侧后备保护复压过流保护Ⅰ段Ⅰ时限和110kV临北Ⅱ回150线路接地距离Ⅲ段保护的动作时限均为2.0秒,所以A变电站110kV150断路器、母联112断路器先行跳闸,切除故障点。造成多处线路失压。
本发明方法的应用
将事故拓扑图中母线编号(红字)如图4所示(母联开关112和312均处于断开位,故不计)按照编码规则数字化,并定义此为a站,得到如图5所示的表格,在目标函数运算时将自动识别连接关系和保护配置。
根据事故结果,跳闸的断路器应为母联开关12、断路器23,如图6所示。根据疑似故障筛选方法得疑似故障区域为:线路12、线路23以及线路34。
实际保护启动和动作情况,如图7。其中,数字量为保护的状态量,其含义为:0表示不启动/不动作;1表示启动/动作;不输入为空。
最后,对目标函数进行优化运算,得到如图8所示结果,确认一次故障发生于母线4上;并进一步根据故障点、保护动作信息等确定隐性故障发生于断路器12(即案例中断路器112)上的复压过流I段、断路器13(即案例中断路器150)上的距离保护III段以及断路器43(即案例中断路器302)上的复压过流保护存在隐性故障。以上结果分析与实际情况一致。
此实施例仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种继电保护系统隐性故障识别方法,包括:
分析系统线路拓扑结构,根据编码规则,获取拓扑信息表;
根据发生故障后断路器的动作情况确定疑似故障区域,并将疑似故障区域延伸至下一级线路上;
将确定的疑似故障区域的线路上的元件汇总成集合H={P,S,D,B},P为疑似故障区域内的线路与元件汇总构成的线路集合,定义Pijn取0和1分别表示支路ij的第n段正常和故障,n=1,2,3;S为故障区域内的母线集合,Si取0和1分别表示母线i正常和故障;D为故障区域内的断路器集合,Dij取0和1分别表示断路器ij正常和故障;B为故障区域内的变压器集合,Bij取0和1分别表示变压器ij正常和故障;
将集合H中的所有元素搭配出疑似故障区域内存在的所有保护的逻辑关系,得到保护的启动信号期望A*、动作信号期望R*以及断路器的跳闸信号期望C*三个集合;其中,Aijx取0和1分别表示断路器ij上的距离保护I段预期不启动和启动,Rijx取0和1分别表示断路器ij上的距离保护I段预期不动作和动作,Cij取0和1分别表示断路器ij预期不跳闸或者跳闸;
将集合H代入目标函数E(H)中,求其最小值,
其中,E表示疑似故障区域中可疑保护的数量;Q表示疑似故障区域中可疑断路器的数量;表示疑似故障区域内所有保护的实际启动信号与预期启动信号的差值的和;表示疑似故障区域内所有可疑保护的实际动作信号状态与预期动作信号状态的差值的和;表示疑似故障区域内所有可疑断路器的实际信号状态与预期信号状态的差值的和;表示疑似故障区域内所有可疑保护和可疑断路器误动的情况;表示疑似故障区域内所有可疑保护和可疑断路器拒动的情况;E为线路和元件上共配置的保护个数;Q为线路和元件上共配置的断路器个数;R为保护动作信号集合,其中rijx取0和1分别表示实际断路器ij上的距离保护I段的不动作和动作;A为保护启动信号集合,其中aijx取0和1分别表示实际断路器ij上的距离保护I段的不启动和启动;C为断路器跳闸信号集合,其中cij取0和1分别表示实际断路器ij的不跳闸和跳闸;f表示保护或者断路器的误动;g表示保护或者断路器的拒动;
对目标函数取得最小值时集合H中元素取值,定位一次系统故障点,由实际的信号情况与预期的信号情况对比,确定隐性故障。
2.根据权利要求1所述的一种继电保护系统隐性故障识别方法,其特征在于:当跳闸断路器为线路断路器时,由已跳闸的线路断路器编号确定所有下一级线路并将其作为疑似故障区域。
3.根据权利要求1所述的一种继电保护系统隐性故障识别方法,其特征在于:当跳闸的断路器为母联开关时,结合其他已跳闸的断路器,排除与母联开关相连的无故障母线,将存在故障的母线归入疑似故障区域中。
4.根据权利要求1所述的一种继电保护系统隐性故障识别方法,其特征在于:故障区内的保护按照继电保护原理的整定时间由小到大的顺序排列,若发生保护范围内的故障,并且在启动信号中时间整定最小,则该保护将动作。
5.根据权利要求4所述的一种继电保护系统隐性故障识别方法,其特征在于:本级主保护的整定时间最小。
6.根据权利要求4所述的一种继电保护系统隐性故障识别方法,其特征在于:本级近后备保护的整定时间排序为第二。
7.根据权利要求4所述的一种继电保护系统隐性故障识别方法,其特征在于:远后备保护的整定时间大于下一级所有保护以及本级保护,若保护启动且本级或下一级保护未跳闸,或当下一级保护跳闸但下一级所有断路器仍处于闭合状态时,均可能使远后备保护动作。
8.根据权利要求4所述的一种继电保护系统隐性故障识别方法,其特征在于:若断路器拒动则断路器失灵保护动作,则判定为断路器故障。
9.根据权利要求4所述的一种继电保护系统隐性故障识别方法,其特征在于:若存在保护时长相等的情况,则按照并列处理。
10.根据权利要求1所述的一种继电保护系统隐性故障识别方法,其特征在于:若ra=0,即集合中第a个保护的动作信号为不动作,而其相应的期望信号Ra=1,或者某条支路上的断路器实际状态cij=0,期望信号为Cij=1,则这时该保护或断路器表现为拒动g=1;若ra=1,集合中第a个保护的动作信号为动作,而其相应的期望信号Ra=0,或者某条支路上的断路器实际状态cij=1,期望信号为Cij=0,则这时该保护或断路器表现为误动即f=1;若保护或者断路器表现为正确动作,则f和g均为0。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113219292A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-08-06 | 广东电网有限责任公司梅州供电局 | 一种母线事故诊断方法、装置、设备及存储介质 |
CN113641877A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-12 | 华北电力大学(保定) | 一种继电保护定值智能比对方法 |
CN113671286A (zh) * | 2021-08-09 | 2021-11-19 | 国网河北省电力有限公司检修分公司 | 一种智能站继电保护自动装置安全措施执行与测试系统及方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104391188A (zh) * | 2014-10-10 | 2015-03-04 | 上海交通大学 | 基于保护信号解析模型的继电保护隐性故障检测方法 |
CN105930608A (zh) * | 2016-05-04 | 2016-09-07 | 上海交通大学 | 计及信息不确定性的改进隐性故障检测方法 |
CN107609725A (zh) * | 2017-02-15 | 2018-01-19 | 华北电力大学(保定) | 一种考虑变电站影响的输电网风险评估方法 |
-
2020
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104391188A (zh) * | 2014-10-10 | 2015-03-04 | 上海交通大学 | 基于保护信号解析模型的继电保护隐性故障检测方法 |
CN105930608A (zh) * | 2016-05-04 | 2016-09-07 | 上海交通大学 | 计及信息不确定性的改进隐性故障检测方法 |
CN107609725A (zh) * | 2017-02-15 | 2018-01-19 | 华北电力大学(保定) | 一种考虑变电站影响的输电网风险评估方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
梁辰 等: "基于保护信号的隐性故障检测", 《电力自动化设备》, vol. 36, no. 5, 31 May 2016 (2016-05-31), pages 154 - 159 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113219292A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-08-06 | 广东电网有限责任公司梅州供电局 | 一种母线事故诊断方法、装置、设备及存储介质 |
CN113671286A (zh) * | 2021-08-09 | 2021-11-19 | 国网河北省电力有限公司检修分公司 | 一种智能站继电保护自动装置安全措施执行与测试系统及方法 |
CN113641877A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-12 | 华北电力大学(保定) | 一种继电保护定值智能比对方法 |
CN113641877B (zh) * | 2021-08-17 | 2023-07-14 | 华北电力大学(保定) | 一种继电保护定值智能比对方法 |
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