CN113555847A - 一种高厂变低压分支的死区保护方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高厂变低压分支的死区保护方法、装置、设备及介质，该方法包括：当高厂变中的分支限时速断保护、分支过流保护或分支零序保护启动后，则判断故障分支所对应的目标母线电压是否为正常供电电压；若是，则判定高厂变出现死区故障，并令死区保护经第一延时动作于发变组全停；若否，则跳开故障分支的进线断路器，并对故障分支进行闭锁快切；若断路器在跳开后故障仍未切除，则判定高厂变出现死区故障，令死区保护经第二延时动作于发变组全停。通过该方法不仅可以有效缩短死区故障所需要的切除时间，而且，还能在机组运行而厂用母线由备用电源接带时发生死区故障的情况下加速死区保护动作，有效防止故障范围的扩大。

Description

一种高厂变低压分支的死区保护方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及电力工程技术领域，特别涉及一种高厂变低压分支的死区保护方法、装置、设备及介质。

背景技术

目前，高厂变后备保护普遍采用两种保护方案，也即，一种保护方案是采用低压分支限时电流速断保护+分支过流保护+高压侧复压过流保护，另一种保护方案是采用低压分支两段式复压过流保护+高压侧过载长延时保护。但是，第一种保护方案在机组运行、高压厂用母线由备用电源接带时，如果高厂变发生死区保护，使用厂用母线电压作为复压闭锁判据的高压侧复压过流保护将会失效。并且，由高厂变高压侧复压过流保护经较长延时动作于发变组全停，由于发电机转子剩磁的关系，在汽轮机惰走期间发电机仍会向故障点提供故障电流，因此故障切除时间会很长。第二种保护方案如果是在厂用母线故障时，故障切除时间较长，而如果是在机组运行、高压厂用母线由备用电源接带时发生死区故障，厂用母线电压正常，由于复压元件采用厂用母线PT而不会开放，低压分支复压过流保护无法动作，只能由高压侧过载长延时保护动作于发变组全停，因此故障无法在短时间内切除，很可能会造成故障范围的扩大。

综上所述，以上两种保护方案均存在明显的不足，其最典型的特点就是故障切除时间过长，并且还可能会存在故障范围扩大的风险。目前，针对上述技术问题，还没有较为有效的解决办法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高厂变低压分支的死区保护方法、装置、设备及介质，以在快速切除故障的同时，也可以有效避免故障范围的扩大。其具体方案如下：

一种高厂变低压分支的死区保护方法，包括：

当高厂变中的分支限时速断保护、分支过流保护或分支零序保护启动后，则判断故障分支所对应的目标母线电压是否为正常供电电压；

若是，则判定所述高厂变出现死区故障，并令死区保护经第一延时动作于发变组全停；

若否，则跳开所述故障分支的进线断路器，并对所述故障分支进行闭锁快切；

若所述断路器在跳开后故障仍未切除，则判定所述高厂变出现死区故障，令死区保护经第二延时动作于发变组全停。

优选的，所述跳开所述故障分支的进线断路器，并对所述故障分支进行闭锁快切的过程，包括：

若所述分支零序保护启动所述目标母线电压小于第一预设阈值，则令所述故障分支的分支零序保护经整定延时跳开所述故障分支的进线断路器；

若所述分支限时速断保护或所述分支过流保护启动且所述目标母线电压小于第二预设阈值，则令所述故障分支的分支限时速断保护或分支过流保护经整定延时跳开所述故障分支的进线断路器。

优选的，所述令死区保护经第一延时动作于发变组全停的过程，包括：

若所述分支零序保护启动，则令所述死区保护经40～60ms动作于发变组全停；

若所述分支限时速断保护或所述分支过流保护启动，则令所述死区保护经50～200ms动作于发变组全停。

优选的，所述第二延时的取值范围为120～300ms。

相应的，本发明还公开了一种高厂变低压分支的死区保护装置，包括：

电压判断模块，用于当高厂变中的分支限时速断保护、分支过流保护或分支零序保护启动后，则判断故障分支所对应的目标母线电压是否为正常供电电压；

第一动作模块，用于若所述电压判断模块的判定结果为是时，则判定所述高厂变出现死区故障，并令死区保护经第一延时动作于发变组全停；

第二动作模块，用于若所述电压判断模块的判定结果为否时，则跳开所述故障分支的进线断路器，并对所述故障分支进行闭锁快切；

故障切除模块，用于若所述断路器在跳开后故障仍未切除，则判定所述高厂变出现死区故障，令死区保护经第二延时动作于发变组全停。

相应的，本发明还公开了一种高厂变低压分支的死区保护设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如前述所公开的一种高厂变低压分支的死区保护方法的步骤。

相应的，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述所公开的一种高厂变低压分支的死区保护方法的步骤。

可见，在本发明中，当高厂变中的分支限时速断保护、分支过流保护或分支零序保护启动后，则说明高厂变存在发生故障的分支，在此情况下，对故障分支所对应的目标母线电压进行检测；如果目标母线电压为正常供电电压，则说明故障点位于分支死区内，此时则令死区保护经第一延时动作于发变组全停；如果目标母线电压不是正常的供电电压，则跳开故障分支的进线断路器，并闭锁故障分支的快切装置，如果断路器在跳开后故障仍未切除，则说明故障点位于分支死区内，此时则令死区保护经第二延时动作于发变组全停。显然，该方法是直接根据故障分支所对应的母线电压来判断高厂变是否出现死区故障，利用该方法能够在机组运行而厂用母线由备用电源接带时发生死区故障的情况下加速死区保护动作，有效防止故障范围的扩大。相应的，本发明所提供的一种高厂变低压分支的死区保护装置、设备及介质，同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种高厂变低压分支的死区保护方法的流程图；

图2为高厂变低压分支零序保护与死区保护的动作逻辑示意图；

图3为高厂变低压分支限时速断保护、分支过流保护与死区保护的动作逻辑示意图；

图4为高厂变低压分支死区保护加速动作时的逻辑示意图；

图5为本发明实施例所提供的一种高厂变低压分支的死区保护方法的整体流程图；

图6为本发明实施例所提供的一种高厂变低压分支的死区保护装置的结构图；

图7为本发明实施例所提供的一种高厂变低压分支的死区保护设备的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，图1为本发明实施例所提供的一种高厂变低压分支的死区保护方法的流程图，该方法包括：

步骤S11：当高厂变中的分支限时速断保护、分支过流保护或分支零序保护启动后，则判断故障分支所对应的目标母线电压是否为正常供电电压；若是，则执行步骤S12；若否，则执行步骤S13；

步骤S12：判定高厂变出现死区故障，并令死区保护经第一延时动作于发变组全停；

步骤S13：跳开故障分支的进线断路器，并对故障分支进行闭锁快切；

步骤S14：若断路器在跳开后故障仍未切除，则判定高厂变出现死区故障，令死区保护经第二延时动作于发变组全停。

在本实施例中，是提供了一种高厂变低压分支的死区保护方法，通过该方法不仅可以有效缩短死区故障所需要的切除时间，而且，利用该方法还能够在机组运行而厂用母线由备用电源接带时发生死区故障的情况下加速死区保护动作，有效防止故障范围的扩大。

具体的，当高厂变中的分支限时速断保护、分支过流保护或分支零序保护启动后，则说明高厂变对应的低压分支出现了故障。正常情况下，厂用母线由高厂变接带，如果是分支限时速断保护和分支过流保护启动，那么故障分支所对应的母线电压就会大幅降低；如果是分支零序保护启动，那么该分支故障相对地电压也会大幅降低，同时母线电压3U0也会大幅上升；而当厂用母线由备用电源接带时，故障点必然在死区内，也即，故障分支所对应的母线电压还是正常的供电电压时，可以直接判断为死区故障。

因此，根据上述理论依据就可以判断出高厂变是否发生死区故障。也即，当高厂变中的分支限时速断保护、分支过流保护或分支零序保护启动后，如果故障分支所对应的目标母线电压为正常供电电压，则说明高厂变出现了死区故障，此时则令死区保护经第一延时动作于发变组全停，这样就可以有效缩短死区故障所需要的切除时间。

如果故障分支所对应的目标母线电压不是正常供电电压，则需要先跳开故障分支的进线断路器，并闭锁故障分支的快切装置，以避免故障范围的扩大。如果故障分支的进线断路器在跳开后故障仍未切除，则说明故障点位于分支死区内，在此情况下，为了避免安全事故的发生，则需要令死区保护经第二延时动作于发变组全停。

可以理解的是，如果高厂变没有发生死区故障，故障分支的进线断路器正确动作后，断路器可靠跳闸并完全灭弧的时间不会超过100ms，所以，在实际应用中，可以将第二延时的取值范围设定为：120～300ms。

相较于现有技术而言，在本实施例所提供的技术方案中由于是在传统高厂变低压分支后备保护的基础上增加了低压分支死区保护，这样就可以有效缩短死区故障的切除时间。并且，高厂变的低压分支后备保护能够保护分支电源进线开关母线侧的保护性能不受影响。同时，通过母线电压判别逻辑能够确保机组运行、高压厂用母线由备用电源接带时死区故障的快速可靠切除，由此就能够在最大程度上保护一次设备，并降低其所带来的损失。

需要说明的是，在实际应用中，由于电力系统发生故障时，其最典型的现象就是电压降低、电流增大。因此，在通常情况下，母线电压不会被选作高厂变死区故障的判断条件。而在本方案中，是将高厂变中分支后备保护启动后母线电压是否正常作为死区故障的判别条件，也即，如果高厂变中的分支后备保护启动后，故障分支的母线电压仍为正常状态，则说明厂用工作母线由备用电源接带，此时则令死区保护加速跳闸，这样就可以大大缩短保护动作所需要的时间。

另外，本实施例所提供的技术方案也可以应用于其它低压侧保护的应用场景中，比如：电流互感器安装在低压分支断路器的变压器侧(厂用系统启备变保护)。

可见，在本实施例中，当高厂变中的分支限时速断保护、分支过流保护或分支零序保护启动后，则说明高厂变存在发生故障的分支，在此情况下，对故障分支所对应的目标母线电压进行检测；如果目标母线电压为正常供电电压，则说明故障点位于分支死区内，此时则令死区保护经第一延时动作于发变组全停；如果目标母线电压不是正常的供电电压，则跳开故障分支的进线断路器，并闭锁故障分支的快切装置，如果断路器在跳开后故障仍未切除，则说明故障点位于分支死区内，此时则令死区保护经第二延时动作于发变组全停。显然，该方法是直接根据故障分支所对应的母线电压来判断高厂变是否出现死区故障，利用该方法能够在机组运行而厂用母线由备用电源接带时发生死区故障的情况下加速死区保护动作，有效防止故障范围的扩大。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，作为一种优选的实施方式，上述步骤：跳开故障分支的进线断路器，并对故障分支进行闭锁快切的过程，包括：

若分支零序保护启动且目标母线电压小于第一预设阈值，则令故障分支的分支零序保护经整定延时跳开故障分支的进线断路器；

若分支限时速断保护或分支过流保护启动且目标母线电压小于第二预设阈值，则令故障分支的分支限时速断保护或分支过流保护经整定延时跳开故障分支的进线断路器。

如果分支零序保护启动且故障分支所对应的目标母线电压小于第一预设阈值，具体而言假如故障分支所对应的目标母线电压故障相对地电压大大降低且3U0>>10V，则说明母线发生了单相接地，高厂变低压分支的零序保护启动，此时则令故障分支的分支零序保护经整定延时跳开故障分支的进线断路器。通常情况下，分支母线发生单相接地故障后60ms左右就会发展成相间故障，所以，在实际应用中，可以将分支零序保护启动对应的第一延时设置为40～60ms。请参见图2，图2为高厂变低压分支零序保护与死区保护的动作逻辑示意图。

如果分支限时速断或分支过流保护启动且故障分支所对应的目标母线电压小于第二预设阈值，具体而言假如故障分支所对应的目标母线电压大幅降低，也即，U<<55V，则说明高厂变低压分支发生了相间故障，此时则令故障分支的分支限时速断保护和分支过流保护经整定延时跳开故障分支的进线断路器，并对故障分支进行闭锁快切。请参见图3，图3为高厂变低压分支限时速断保护、分支过流保护与死区保护的动作逻辑示意图。

很显然，通过对死区保护的延时范围进行整定，就能够在一定程度上防止误整定情形的出现，这样就可以进一步提高保护装置的整体可靠性。

基于前述实施例所公开的技术内容，为了使得本领域技术人员能够更为清楚、明白本申请的实现原理，本实施例对本发明所提供高厂变低压分支的死区保护方法进行具体说明。

请参见图4，图4为高厂变低压分支死区保护加速动作时的逻辑示意图。在机组开机并网后厂用切换前或是机组停机前厂用切换后，厂用工作母线由备用电源接带。如果此时发生死区故障，故障分支所对应的母线电压正常，分支后备保护由于感受到故障电流而正确启动，死区保护经50～200ms延时加速动作，发变组全停。同理，如果是分支死区内发生接地故障时，分支零序保护启动，死区保护经40～60ms延时动作。

请参见图5，图5为本发明实施例所提供的一种高厂变低压分支的死区保护方法的整体流程图。当高厂变中的分支限时速断保护、分支过流保护或分支零序保护启动后，如果故障分支所对应的母线电压为正常供电电压，则说明高厂变出现死区故障，此时令死区保护加速动作于发变组全停；如果分支限时速断保护和分支过流保护启动后，故障分支所对应的母线电压U<<55V，则令故障分支的分支限时速断保护和分支过流保护经延时跳开分支进线断路器并闭锁厂用快切，同时判断断路器能否在跳开后将故障切除，如果可以，则结束操作，如果不能，则令死区保护经第二延时动作于发变组全停；如果分支零序保护启动后，故障分支所对应的母线电压3U0>>10V，则令故障分支的分支零序保护经延时跳开分支进线断路器并闭锁厂用快切，同时判断断路器能否在跳开后的预设时间内将故障切除，如果可以，则结束操作，如果不能，则令死区保护动作于发变组全停。

显然，由于该方法是直接根据故障分支所对应的母线电压来判断高厂变是否出现死区故障，并根据相应的判断结果来决定是否要启动死区保护，这样就可以有效缩短死区故障所需要的切除时间。并且，利用该方法还能够在机组运行而厂用母线由备用电源接带时发生死区故障的情况下加速死区保护动作，有效防止故障范围的扩大。

请参见图6，图6为本发明实施例所提供的一种高厂变低压分支的死区保护装置的结构图，该装置包括：

电压判断模块21，用于当高厂变中的分支限时速断保护、分支过流保护或分支零序保护启动后，则判断故障分支所对应的目标母线电压是否为正常供电电压；

第一动作模块22，用于若电压判断模块的判定结果为是时，则判定高厂变出现死区故障，并令死区保护经第一延时动作于发变组全停；

第二动作模块23，用于若电压判断模块的判定结果为否时，则跳开故障分支的进线断路器，并对故障分支进行闭锁快切；

故障切除模块24，用于若断路器在跳开后故障仍未切除，则判定高厂变出现死区故障，令死区保护经第二延时动作于发变组全停。

本发明实施例所提供的一种高厂变低压分支的死区保护装置，具有前述所公开的一种高厂变低压分支的死区保护方法所具有的有益效果。

请参见图7，图7为本发明实施例所提供的一种高厂变低压分支的死区保护设备的结构图，该设备包括：

存储器31，用于存储计算机程序；

处理器32，用于执行计算机程序时实现如前述所公开的一种高厂变低压分支的死区保护方法的步骤。

本发明实施例所提供的一种高厂变低压分支的死区保护设备，具有前述所公开的一种高厂变低压分支的死区保护方法所具有的有益效果。

相应的，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如前述所公开的一种高厂变低压分支的死区保护方法的步骤。

本发明实施例所提供的一种计算机可读存储介质，具有前述所公开的一种高厂变低压分支的死区保护方法所具有的有益效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种高厂变低压分支的死区保护方法、装置、设备及介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种高厂变低压分支的死区保护方法，其特征在于，包括：

当高厂变中的分支限时速断保护、分支过流保护或分支零序保护启动后，则判断故障分支所对应的目标母线电压是否为正常供电电压；

若是，则判定所述高厂变出现死区故障，并令死区保护经第一延时动作于发变组全停；

若否，则跳开所述故障分支的进线断路器，并对所述故障分支进行闭锁快切；

若所述断路器在跳开后故障仍未切除，则判定所述高厂变出现死区故障，令死区保护经第二延时动作于发变组全停。

2.根据权利要求1所述的死区保护方法，其特征在于，所述跳开所述故障分支的进线断路器，并对所述故障分支进行闭锁快切的过程，包括：

若所述分支零序保护启动且所述目标母线电压小于第一预设阈值，则令所述故障分支的分支零序保护经整定延时跳开所述故障分支的进线断路器；

若所述分支限时速断保护或分支过流保护启动且所述目标母线电压小于第二预设阈值，则令所述故障分支的分支限时速断保护或分支过流保护经整定延时跳开所述故障分支的进线断路器。

3.根据权利要求1所述的死区保护方法，其特征在于，所述令死区保护经第一延时动作于发变组全停的过程，包括：

若所述分支零序保护启动，则令所述死区保护经40～60ms动作于发变组全停；

若所述分支限时速断保护或所述分支过流保护启动，则令所述死区保护经50～200ms动作于发变组全停。

4.根据权利要求1所述的死区保护方法，其特征在于，所述第二延时的取值范围为120～300ms。

5.一种高厂变低压分支的死区保护装置，其特征在于，包括：

电压判断模块，用于当高厂变中的分支限时速断保护、分支过流保护或分支零序保护启动后，则判断故障分支所对应的目标母线电压是否为正常供电电压；

第一动作模块，用于若所述电压判断模块的判定结果为是时，则判定所述高厂变出现死区故障，并令死区保护经第一延时动作于发变组全停；

第二动作模块，用于若所述电压判断模块的判定结果为否时，则跳开所述故障分支的进线断路器，并对所述故障分支进行闭锁快切；

故障切除模块，用于若所述断路器在跳开后故障仍未切除，则判定所述高厂变出现死区故障，令死区保护经第二延时动作于发变组全停。

6.一种高厂变低压分支的死区保护设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述的一种高厂变低压分支的死区保护方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的一种高厂变低压分支的死区保护方法的步骤。

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