CN114200348B

CN114200348B - 一种稳控装置线路跳闸判别方法和系统

Info

Publication number: CN114200348B
Application number: CN202111511984.6A
Authority: CN
Inventors: 余多; 孙利雄; 熊红英; 李树东; 周键宇; 赵腾藻; 李新洪; 蔡新; 聂剑锋; 朱红杰; 刘全; 彭文英; 邵宗官; 张轩铖; 杨铭; 段晓; 董治洲
Original assignee: Baoshan Power Supply Bureau of Yunnan Power Grid Co Ltd
Current assignee: Baoshan Power Supply Bureau of Yunnan Power Grid Co Ltd
Priority date: 2021-12-06
Filing date: 2021-12-06
Publication date: 2023-07-04
Anticipated expiration: 2041-12-06
Also published as: CN114200348A

Abstract

本发明涉及一种稳控装置线路跳闸判别方法和系统，该方法包括：线路本侧和对侧三相电流的获取；三相电流平均值的计算；构造电气量判据；线路跳闸判据的构造。本发明用线路本侧三相电流与其平均值的差，乘以线路对侧三相电流与其平均值的差来构造电气量判据；然后辅以线路本侧和对侧断路器位置变化信号来实现线路跳闸判别，具有计算方法简单，易于实现，且兼具故障选相的显著优点。

Description

一种稳控装置线路跳闸判别方法和系统

技术领域

本发明属于电力系统保护控制领域，具体涉及一种稳控装置线路跳闸判别方法和系统。

背景技术

稳控装置是为保证电力系统在遇到大扰动时的稳定性而在电厂或变电站内装设的控制设备，是保持电力系统安全稳定运行的第二道防线的重要设施。线路跳闸是电力系统的主要扰动源之一，因此识别线路跳闸是稳定控制装置的关键判据之一。

目前稳控装置普遍采用事故前有功功率与事故后有功功率比较来判断线路无故障跳闸；普遍利用故障相电压下降、故障相电流升高特点判断线路故障跳闸。基于这些原理的线路跳闸判据在实际工程中得到了广泛应用，但也存在潮流转移过程中误判为设备跳闸、功率定值整定不当造成装置拒动、特殊情形下无法正确区分相间故障和单相永久故障等问题。

因此，急需提出稳控装置线路跳闸的新判据，提高稳控系统运行的可靠性、保障电网安全稳定运行。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种稳控装置线路跳闸判别方法和系统，使稳控装置可靠判别线路跳闸，并采取正确的控制措施保证电网安全稳定运行。

本发明的技术方案具体如下：

一种稳控装置线路跳闸判别方法，包括如下步骤：

步骤(1)线路本侧和对侧三相电流的获取；

步骤(2)三相电流平均值的计算：计算线路本侧和对侧三相电流的平均值；

步骤(3)构造电气量判据；

分别用线路本侧的三相电流减去其平均值的差，乘以线路对侧的三相电流减去其平均值的差来构造电气量判据；

步骤(4)线路跳闸判据的构造。

进一步地，步骤(1)中，获取过程如下：

稳控装置1个周波采集若干个点，分别取稳控装置启动后1个周波时窗下，线路j本侧X的量测点所获三相电流i_AX,j(k)、i_BX,j(k)、i_CX,j(k)，以及线路j对侧Y的量测点所获三相电流i_AY,j(k)、i_BY,j(k)、i_CY,j(k)；

其中，下标AX,j、BX,j、CX,j分别表示线路j本侧X的A相、B相和C相；下标AY,j、BY,j、CY,j分别表示线路j对侧Y的A相、B相和C相。

进一步地，步骤(1)中，稳控装置1个周波采集24个点，采样点k＝1，2，…，24。

进一步地，步骤(2)中，计算线路本侧和对侧三相电流的平均值过程如下：

式(1)中，

分别为线路j本侧X的A相、B相、C相电流平均值；式(2)中，/>

分别为线路j对侧Y的A相、B相、C相电流平均值。

进一步地，步骤(3)中，构造电气量判据如下：

式(3)中，d_A,j、d_B,j、d_C,j分别为线路j的A相、B相、C相电气量判据。

进一步地，步骤(4)中，构造线路跳闸判据具体如下：

1、若线路j的d_A,j＜0且d_B,j＜0且d_C,j＜0，且线路j本侧X和对侧Y的断路器由合位变为分位，则判断线路j无故障跳闸；

2、若线路j的d_A,j、d_B,j、d_C,j任意项大于0，则判断线路j发生故障。

进一步地，步骤(4)中：

1)如d_A,j＞0，则判断线路j发生A相故障；且线路j本侧X和对侧Y的断路器由合位变为分位，则判断线路j发生A相故障跳闸；

2)如d_B,j＞0，则判断线路j发生B相故障；且线路j本侧X和对侧Y的断路器由合位变为分位，则判断线路j发生B相故障跳闸；

3)如d_C,j＞0，则判断线路j发生C相故障；且线路j本侧X和对侧Y的断路器由合位变为分位，则判断线路j发生C相故障跳闸。

本发明还涉及的稳控装置线路跳闸判别系统，包括采集器和处理器，采集器获取线路本侧和对侧三相电流以及断路器位置信息；

处理器计算线路本侧和对侧三相电流的平均值；

构造电气量判据，分别用线路本侧的三相电流减去其平均值的差，乘以线路对侧的三相电流减去其平均值的差来构造电气量判据；

构造线路跳闸判据，然后进行判别。

本发明还涉及的一种电子设备，包括存储器、处理器以及在存储器上，并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

本发明还涉及的非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如上述方法的步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果具体如下：

本发明用线路本侧三相电流与其平均值的差，乘以线路对侧三相电流与其平均值的差来构造电气量判据；然后辅以线路本侧和对侧断路器位置变化信号来实现线路跳闸判别。本发明具有计算方法简单，易于实现，且兼具故障选相的显著优点。

附图说明

图1为本发明输电系统结构示意图；

图2为本发明的判别系统的系统框图；

图3为本发明的流程图；

图4为实施例1中线路M侧量测端所获的电流波形；

图5为实施例1中线路N侧量测端所获的电流波形；

图6为实施例2中线路N侧量测端所获的电流波形；

图7为实施例2中线路Q侧量测端所获的电流波形。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实施例，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，都属于本申请保护的范围。

除非另外定义，本申请实施例中使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“上”、“下”、“左”、“右”、“横”以及“竖”等仅用于相对于附图中的部件的方位而言的，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中的部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。

本实施例的输电系统结构示意图如图1所示。本实施例的稳控装置线路跳闸判别系统，包括采集器和处理器，采集器获取线路本侧和对侧三相电流以及断路器位置信息，如图2所示。

处理器计算线路本侧和对侧三相电流的平均值；构造电气量判据，分别用线路本侧的三相电流减去其平均值的差，乘以线路对侧的三相电流减去其平均值的差来构造电气量判据；构造线路跳闸判据，然后进行判别。

如图3所示，本实施例的稳控装置线路跳闸判别方法，其步骤如下：

步骤(1)线路本侧和对侧三相电流的获取：

稳控装置1个周波采集24个点，分别取稳控装置启动后1个周波时窗下，线路j本侧X的量测点所获三相电流i_AX,j(k)、i_BX,j(k)、i_CX,j(k)，以及线路j对侧Y的量测点所获三相电流i_AY,j(k)、i_BY,j(k)、i_CY,j(k)。其中，采样点k＝1，2，…，24；下标AX,j、BX,j、CX,j分别表示线路j本侧X的A相、B相和C相；下标AY,j、BY,j、CY,j分别表示线路j对侧Y的A相、B相和C相。

步骤(2)三相电流平均值的计算：

计算线路j本侧X和对侧Y三相电流的平均值。

式(1)中，

分别为线路j本侧X的A相、B相、C相电流平均值；式(2)中，/>

分别为线路j对侧Y的A相、B相、C相电流平均值。

步骤(3)电气量判据构造：

如式(3)所示，分别用线路j本侧X的三相电流减去其平均值的差，乘以线路j对侧Y的三相电流减去其平均值的差来构造电气量判据。

步骤(4)构造线路跳闸判据：

2、若线路j的d_A,j、d_B,j、d_C,j任意项大于0，则判断线路j发生故障，即：

1)如d_A,j＞0，则判断线路j发生A相故障；且线路j本侧X和对侧Y的断路器由合位变为分位，则判断线路j发生A相故障跳闸。

2)如d_B,j＞0，则判断线路j发生B相故障；且线路j本侧X和对侧Y的断路器由合位变为分位，则判断线路j发生B相故障跳闸。

应用实例：

假设线路MN内部A相故障，故障点F₁距离M端45km。线路MN本侧和对侧量测端所获电流波形如图4、5所示。

选取启动后1个周波时窗长度，利用式(1)和式(2)计算本侧和对侧三相电流平均值；再利用式(3)计算，得到d_A,MN＝0.4467、d_B,MN＝-0.3275、d_C,MN＝-0.4720，因d_A,MN＞0，故判断线路MN发生A相故障。另外，线路MN故障后，保护装置动作跳开线路MN两侧断路器，MN两侧断路器位置信息由合位变为分位，所以稳控装置判线路MN故障跳闸。

实施例2

本实施例的稳控装置线路跳闸判别系统与实施例1相同。

基于实施例1的稳控装置线路跳闸判别方法，本实施例的具体应用实例如下：

假设线路NQ内部BC相故障，故障点F₂距离N端50km。线路NQ本侧和对侧量测端所获电流波形如图4所示。

选取启动后1个周波时窗长度，利用式(1)和式(2)计算本侧和对侧三相电流平均值；再利用式(3)计算，得到d_A,NQ＝-1,3546、d_B,NQ＝1.4531、d_C,NQ＝2.0064，因d_B,j＞0，d_C,j＞0，故判断线路NQ发生BC相故障。另外，线路NQ故障后，保护装置动作跳开线路NQ两侧断路器，NQ两侧断路器位置信息由合位变为分位，所以稳控装置判线路NQ故障跳闸。

需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。

这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application specific integrated circuit，ASIC)，或，一个或多个微处理器(Digital signal processor，DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field programmable gate array，FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(Centralprocessing unit，CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(System-on-a-chip，SOC)的形式实现。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在可读存储介质中，或者从一个可读存储介质向另一个可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid state disk(SSD))等。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

可选的，本申请实施例还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如上述所示实施例的方法。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。