CN114447894A - 一种直流输电系统双重化配置的保护测量异常处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种直流输电系统双重化配置的保护测量异常处理方法，包括下列步骤：保护装置的动作逻辑和起动逻辑分别独立检测电流互感器的测量状态，检测到异常后将此互感器的测量异常信号置逻辑真；动作逻辑和起动逻辑将互感器的测量异常信号和保护元件的动作信号分别独立发送给控制系统；控制系统接收到某一保护装置的某一逻辑互感器测量异常信号为逻辑真时，将本逻辑与此互感器相关的保护元件动作信号置逻辑假，其它同一互感器测量异常信号为逻辑假的保护逻辑或起动逻辑中相同保护元件的动作信号按出口逻辑产生最终保护出口信号。本发明能够识别误差较大的电流互感器测量以及提高直流输电系统双重化配置的保护抗测量异常的能力。
Description
技术领域
本发明属于直流输电领域，特别涉及一种直流输电系统双重化配置的保护测量异常处理方法。
背景技术
目前直流输电系统的保护检测电流互感器的异常通常有两种途径，一是接收合并单元的各电流互感器品质位信号，当品质位的值为逻辑假时，判断此品质位对应的电流互感器测量异常，二是识别接收电流互感器测量值的光纤或者电缆回路是否断开，当识别出光纤或者电缆断开时，则判定该光纤或者电缆传输的电流互感器测量异常，这两种途径都不能识别出电流互感器测量值不准的情况。
另外，双重化配置的保护在没有测量异常时，任意一套保护装置的保护逻辑中保护元件的动作信号与本保护装置的起动逻辑中相同保护元件的动作信号取逻辑与运算后在保护装置中产生最终的保护出口信号，当识别出电流互感器测量异常后，保护测量异常处理的方法是当一套保护装置的动作逻辑或起动逻辑识别出电流互感器的测量异常后，保护装置的动作逻辑和起动逻辑直接将输出给控制系统的所有保护元件的动作信号置为逻辑假或者将输出给控制系统的与此电流互感器相关的保护元件的动作信号置为逻辑假，另外一套保护装置与此电流互感器相关的保护逻辑和起动逻辑的保护元件仍取逻辑与运算后产生最终的出口信号。这样简单的处理方法降低了保护的灵敏性。
本发明提供一种直流输电系统双重化配置的保护测量异常处理方法，能够识别出电流互感器测量误差较大的情况提高直流输电系统双重化配置的保护抗测量异常的能力。
发明内容
本发明的目的是：提供一种直流输电系统双重化配置的保护测量异常处理方法，能够解决测量误差大很难检测以及测量异常引起的保护灵敏性不足的问题。
为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种直流输电系统双重化配置的保护测量异常处理方法，所述直流输电系统包括两套保护装置，所述方法包括如下步骤：
步骤1：每套保护装置的动作逻辑和起动逻辑分别独立检测电流互感器的测量状态，当某一动作逻辑或起动逻辑检测到电流互感器的测量状态异常时，将测量异常信号置逻辑真，否则此动作逻辑或起动逻辑检测的测量异常信号置逻辑假；步骤2：每套保护装置的动作逻辑和起动逻辑将测量异常信号和保护元件的动作信号分别独立地发送给控制系统；
步骤3：当控制系统接收到任一保护装置中的动作逻辑或起动逻辑发送的测量异常信号为逻辑真时，将该动作逻辑或起动逻辑检测的同一电流互感器相关保护元件的动作信号置逻辑假；检测到同一电流互感器对应的测量异常信号为逻辑假的动作逻辑或起动逻辑中相同保护元件的动作信号按出口逻辑产生最终的保护出口信号。
进一步的，所述步骤1中，动作逻辑和起动逻辑分别独立检测电流互感器的测量异常的措施包括接收合并单元送过来的品质位异常，动作逻辑和起动逻辑识别的测量回路异常，通过比较相邻节点的采样值之差的绝对值识别的测量偏差异常。
进一步的，所述通过比较相邻节点的采样值之差的绝对值识别的测量偏差异常的方法是：1)检测流入某一节点的各支路上的电流互感器采样值之差是否等于零；2)如果此节点的采样值之差不等于零，检测相邻节点的各支路上的电流互感器采样值之差是否等于零；3)如果相邻节点的采样值之差不等于零，则判断此两个节点的采样值之差的绝对值是否相等；4)如果此两个节点的采样值之差的绝对值相等则定这两个节点之间的电流互感器测量异常。
进一步的，所述步骤3中，出口逻辑配置在保护装置以外的控制系统或其它装置中。
进一步的，所述步骤3中的出口逻辑包括：
逻辑1：当控制系统接收到两套保护装置中动作逻辑和起动逻辑检测的电流互感器测量异常信号都为逻辑假时，任意一套保护装置动作逻辑中保护元件的动作信号与本保护装置起动逻辑中相同保护元件的动作信号取逻辑与运算后产生最终的保护出口信号；
逻辑2：当控制系统接收到某一保护装置中动作逻辑或起动逻辑的电流互感器测量异常信号为逻辑真时，将这套保护装置中的剩余逻辑和另外一套保护装置的动作逻辑、起动逻辑检测的电流互感器相关保护元件的动作信号按三取二方式产生最终的保护出口信号；
逻辑3：当控制系统接收到某一保护装置中动作逻辑和起动逻辑检测的电流互感器测量异常信号都为逻辑真时，另外一套保护装置的动作逻辑和起动逻辑检测的电流互感器相关保护元件的动作信号可按取逻辑与运算产生最终的保护出口信号，也可按取逻辑或运算产生最终的保护出口信号；
逻辑4：当控制系统接收到某一保护装置中动作逻辑或起动逻辑检测的电流互感器的测量异常信号为逻辑真，同时接收到另外一套保护装置的动作逻辑或起动逻辑检测的电流互感器的测量异常信号也为逻辑真，则两套保护装置中剩余逻辑检测的电流互感器相关保护元件的动作信号可按取逻辑与运算产生最终的保护出口信号，也可按取逻辑或运算产生最终的保护出口信号；
逻辑5：当控制系统接收到某一保护装置的中动作逻辑和起动逻辑检测的电流互感器的测量异常信号为逻辑真，并且接收到另外一套保护装置动作逻辑或起动逻辑检测的电流互感器的测量异常信号也为逻辑真时，将另外一套保护装置中剩余逻辑检测的电流互感器相关保护元件的动作信号视为最终的保护出口信号；
逻辑6：当控制系统接收到两套保护装置中动作逻辑和起动逻辑检测的电流互感器测量异常信号都为逻辑真时，控制系统不产生与此电流互感器相关的保护元件的最终出口信号。
进一步的，所述逻辑2中的三取二方式为：当三路信号中如果有两路为逻辑真或者三路信号都为真，则输出信号为逻辑真。
本发明的有益效果：采用本发明的技术方案可以提高直流输电系统接地极线路故障保护的可靠性，并在直流输电系统接地极线路故障时，有效地减少功率损失。
附图说明
图1为直流输电系统的电流互感器典型配置示意图；
图2为无测量异常时现有双重化配置的保护产生最终保护出口信号的逻辑图；
图3为本发明双重化配置的保护测量异常处理方法的示意图；
图4为本发明直流输电系统IDNE1测量异常的示意图。
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为直流输电系统的电流互感器的典型配置，其中IDL1为极1线路电流、IDP1为极1极母线电流、IDNC1为极1中性母线阀侧电流、IDNE1为极1中性母线电流、IDL2为极2线路电流、IDP2为极2极母线电流、IDNC2为极2中性母线阀侧电流、IDNE2为极2中性母线电流、IDME为金属回线电流、IDEL1为接地极线路1电流、IDEL2为接地极线路2电流，各电流互感器旁边的箭头为定义的电流正方向。
在直流系统正常运行过程中，图1所示的各节点的差流具有如下特征：
节点1的差流：IDL1-IDP1-IF11T1-IF12T1＝0；
节点2的差流：IDP1-IDNC1＝0；
节点3的差流：IDNE1-IDNC1-IF11T2-IF12T2＝0；
节点4的差流：IDNE2+IDME-IDNE1-IDEL1-IDEL2-IDGND＝0；
节点5的差流：IDNE2-IDNC2-IF21T2-IF22T2＝0；
节点6的差流：IDP2-IDNC2＝0；
节点7的差流：IDL2-IDP2-IF21T1-IF22T1＝0。
如图2所示为无测量异常时现有双重化配置的保护产生最终保护出口信号的逻辑图，双重化配置的保护在没有测量异常时，任意一套保护装置的保护逻辑中保护元件的动作信号与本保护装置的起动逻辑中相同保护元件的动作信号取逻辑与运算后在保护装置中产生最终的保护出口信号。
如图3所示为本发明的一种直流输电系统双重化配置的保护测量异常处理方法，其中直流输电系统包括两套保护装置和两套控制系统，第一套保护装置的动作逻辑和起动逻辑将电流互感器的测量异常信号和保护元件的动作信号分别独立的发送给两套控制系统，同样第二套保护装置的动作逻辑和起动逻辑也将电流互感器的测量异常信号和保护元件的动作信号分别独立的发送给两套控制系统。该方法包括如下步骤：
步骤1：每套保护装置的动作逻辑和起动逻辑分别独立检测电流互感器的测量状态，当某一动作逻辑或起动逻辑检测到电流互感器的测量状态异常时，将测量异常信号置逻辑真，否则此动作逻辑或起动逻辑检测的测量异常信号置逻辑假；
步骤2：每套保护装置的动作逻辑和起动逻辑将测量异常信号和保护元件的动作信号分别独立地发送给控制系统；
步骤3：当控制系统接收到任一保护装置中的动作逻辑或起动逻辑发送的测量异常信号为逻辑真时，将该动作逻辑或起动逻辑检测的同一电流互感器相关保护元件的动作信号置逻辑假；检测到同一电流互感器对应的测量异常信号为逻辑假的动作逻辑或起动逻辑中相同保护元件的动作信号按出口逻辑产生最终的保护出口信号。
步骤1中，动作逻辑和起动逻辑分别独立检测电流互感器的测量异常的措施包括接收合并单元送过来的品质位异常，动作逻辑和起动逻辑识别的测量回路异常，通过比较相邻节点的采样值之差的绝对值识别的测量偏差异常。
通过比较相邻节点的采样值之差的绝对值识别的测量偏差异常的方法是：1)检测流入某一节点的各支路上的电流互感器采样值之差是否等于零；2)如果此节点的采样值之差不等于零，检测相邻节点的各支路上的电流互感器采样值之差是否等于零；3)如果相邻节点的采样值之差不等于零，则判断此两个节点的采样值之差的绝对值是否相等；4)如果此两个节点的采样值之差的绝对值相等则定这两个节点之间的电流互感器测量异常。
步骤3中，出口逻辑配置在保护装置以外的控制系统或其它装置中。
步骤3中的出口逻辑包括：
逻辑1：当控制系统接收到到两套保护装置中动作逻辑和起动逻辑检测的电流互感器测量异常信号都为逻辑假时，任意一套保护装置动作逻辑中保护元件的动作信号与本保护装置起动逻辑中相同保护元件的动作信号取逻辑与运算后产生最终的保护出口信号；
逻辑2：当控制系统接收到某一保护装置中动作逻辑或起动逻辑的电流互感器测量异常信号为逻辑真时，将这套保护装置中的剩余逻辑和另外一套保护装置的动作逻辑、起动逻辑检测的电流互感器相关保护元件的动作信号按三取二方式产生最终的保护出口信号；
逻辑3：当控制系统接收到某一保护装置中动作逻辑和起动逻辑检测的电流互感器测量异常信号都为逻辑真时，另外一套保护装置的动作逻辑和起动逻辑检测的电流互感器相关保护元件的动作信号可按取逻辑与运算产生最终的保护出口信号，也可按取逻辑或运算产生最终的保护出口信号；
逻辑4：当控制系统接收到某一保护装置中动作逻辑或起动逻辑检测的电流互感器的测量异常信号为逻辑真，同时接收到另外一套保护装置的动作逻辑或起动逻辑检测的电流互感器的测量异常信号也为逻辑真，则两套保护装置中剩余逻辑检测的电流互感器相关保护元件的动作信号可按取逻辑与运算产生最终的保护出口信号，也可按取逻辑或运算产生最终的保护出口信号；
逻辑5：当控制系统接收到某一保护装置的中动作逻辑和起动逻辑检测的电流互感器的测量异常信号为逻辑真，并且接收到另外一套保护装置动作逻辑或起动逻辑检测的电流互感器的测量异常信号也为逻辑真时，将另外一套保护装置中剩余逻辑检测的电流互感器相关保护元件的动作信号视为最终的保护出口信号；
逻辑6：当控制系统接收到两套保护装置中动作逻辑和起动逻辑检测的电流互感器测量异常信号都为逻辑真时，控制系统不产生与此电流互感器相关的保护元件的最终出口信号。
逻辑2中的三取二方式为：当三路信号中如果有两路为逻辑真或者三路信号都为真，则输出信号为逻辑真。
下面结合附图4说明具体的实施案例一：
以如图4为例，当电流互感器IDNE1测量误差较大时，保护装置的动作逻辑和起动逻辑检测IDNE1测量异常的步骤如下：
1)检测流入节点4各支路上的电流互感器采样值之差是否等于零，节点4采样值之差的计算公式为IDNE2+IDME-IDNE1-IDEL1-IDEL2-IDGND；
2)因为IDNE1测量误差较大，所以节点4的采样值之差不等于零，进一步检测相邻节点3的各支路上的电流互感器采样值之差是否等于零，节点3采样值之差的计算公式为：IDNE1-IDNC1-IF11T2-IF12T2；
3)因为节点3采样值之差不等于零，则判断节点3和节点4的采样值之差的绝对值是否相等，判别公式为：
|IDNE2+IDME-IDNE1-IDEL1-IDEL2-IDGND|-|IDNE1-IDNC1-IF11T2-IF12T2|＝0；
4)因为节点3和节点4的采样值之差都是因为IDNE1的测量误差造成的，所以公式|IDNE2+IDME-IDNE1-IDEL1-IDEL2-IDGND|-|IDNE1-IDNC1-IF11T2-IF12T2|＝0必然成立，因此判定节点3和节点4之间的电流互感器测量异常，即IDNE1测量异常。
假设只有第一套保护装置的动作逻辑检测出电流互感器IDNE1测量异常，则第一套保护装置的动作逻辑将电流互感器IDNE1测量异常信号置逻辑真，第一套保护装置的起动逻辑、第二套保护装置的动作逻辑、第二套保护装置的起动逻辑将电流互感器IDNE1测量异常信号置逻辑假。两套保护装置的动作逻辑和起动逻辑将测量异常信号和保护元件的动作信号传给控制系统。控制系统接收到两套保护装置的测量异常信号和保护元件的动作信号之后，将第一套保护装置的动作逻辑中与电流互感器IDNE1相关的保护元件的动作信号置逻辑假，并将第一套保护装置的起动逻辑中与电流互感器IDNE1相关的保护元件的动作信号、第二套保护装置的动作逻辑中与电流互感器IDNE1相关的保护元件的动作信号、第二套保护装置的起动逻辑中与电流互感器IDNE1相关的保护元件的动作信号按“三取二”方式产生最终的出口信号。
假设只有第一套保护装置的动作逻辑和起动逻辑都检测出电流互感器IDNE1测量异常，则第一套保护装置的动作逻辑和起动逻辑将电流互感器IDNE1测量异常信号置逻辑真，第二套保护装置的动作逻辑、第二套保护装置的起动逻辑将电流互感器IDNE1测量异常信号置逻辑假。两套保护装置的动作逻辑和起动逻辑将测量异常信号和保护元件的动作信号传给控制系统。控制系统接收到两套保护装置的测量异常信号和保护元件的动作信号之后，将第一套保护装置的动作逻辑和起动逻辑中与电流互感器IDNE1相关的保护元件的动作信号置逻辑假，并将第二套保护装置的动作逻辑中与电流互感器IDNE1相关的保护元件的动作信号、第二套保护装置的起动逻辑中与电流互感器IDNE1相关的保护元件的动作信号按取逻辑与运算产生最终的出口信号，也可按取逻辑或运算产生最终的出口信号。
假设只有第一套保护装置的动作逻辑、第二套保护装置的动作逻辑检测出电流互感器IDNE1测量异常，则第一套保护装置的动作逻辑和第二套保护装置的动作逻辑将电流互感器IDNE1测量异常信号置逻辑真，第一套保护装置的起动逻辑和第二套保护装置的起动逻辑将电流互感器IDNE1测量异常信号置逻辑假。两套保护装置的动作逻辑和起动逻辑将测量异常信号和保护元件的动作信号传给控制系统。控制系统接收到两套保护装置的测量异常信号和保护元件的动作信号之后，将第一套保护装置的动作逻辑和第二套保护装置的动作逻辑中与电流互感器IDNE1相关的保护元件的动作信号置逻辑假，并将第一套保护装置的起动逻辑中与电流互感器IDNE1相关的保护元件的动作信号、第二套保护装置的起动逻辑中与电流互感器IDNE1相关的保护元件的动作信号按取逻辑与运算产生最终的出口信号，也可按取逻辑或运算产生最终的出口信号。
假设只有第一套保护装置的动作逻辑和起动逻辑、第二套保护装置的动作逻辑都检测出电流互感器IDNE1测量异常，则第一套保护装置的动作逻辑和起动逻辑、第二套保护装置的动作逻辑将电流互感器IDNE1测量异常信号置逻辑真，第二套保护装置的起动逻辑将电流互感器IDNE1测量异常信号置逻辑假。两套保护装置的动作逻辑和起动逻辑将测量异常信号和保护元件的动作信号传给控制系统。控制系统接收到两套保护装置的测量异常信号和保护元件的动作信号之后，将第一套保护装置的动作逻辑和起动逻辑、第二套保护装置的动作逻辑中与电流互感器IDNE1相关的保护元件的动作信号置逻辑假，并将第二套保护装置的起动逻辑中与电流互感器IDNE1相关的保护元件的动作信号直接视为最终的出口信号。
假设只有第一套保护装置的动作逻辑和起动逻辑、第二套保护装置的动作逻辑和起动逻辑都检测出电流互感器IDNE1测量异常，则第一套保护装置的动作逻辑和起动逻辑、第二套保护装置的动作逻辑和起动逻辑将电流互感器IDNE1测量异常信号置逻辑真。两套保护装置的动作逻辑和起动逻辑将测量异常信号和保护元件的动作信号传给控制系统。控制系统接收到两套保护装置的测量异常信号和保护元件的动作信号之后，将第一套保护装置的动作逻辑和起动逻辑、第二套保护装置的动作逻辑和起动逻辑中与电流互感器IDNE1相关的保护元件的动作信号置逻辑假，不产生最终的出口信号。
本申请实施例的方法用于直流输电系统，采用本方法能够识别出电流互感器测量误差大，并提高直流输电系统双重化配置的保护抗测量异常的能力。
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 (6)
1.一种直流输电系统双重化配置的保护测量异常处理方法，其特征在于，所述直流输电系统包括两套保护装置，所述方法包括如下步骤：
步骤1：每套保护装置的动作逻辑和起动逻辑分别独立检测电流互感器的测量状态，当某一动作逻辑或起动逻辑检测到电流互感器的测量状态异常时，将测量异常信号置逻辑真，否则此动作逻辑或起动逻辑检测的测量异常信号置逻辑假；步骤2：每套保护装置的动作逻辑和起动逻辑将测量异常信号和保护元件的动作信号分别独立地发送给控制系统；
步骤3：当控制系统接收到任一保护装置中的动作逻辑或起动逻辑发送的测量异常信号为逻辑真时，将该动作逻辑或起动逻辑检测的同一电流互感器相关保护元件的动作信号置逻辑假；检测到同一电流互感器对应的测量异常信号为逻辑假的动作逻辑或起动逻辑中相同保护元件的动作信号按出口逻辑产生最终的保护出口信号。
2.如权利要求1所述的一种直流输电系统双重化配置的保护测量异常处理方法，其特征在于，所述步骤1中，动作逻辑和起动逻辑分别独立检测电流互感器的测量状态的措施包括接收合并单元送过来的品质位异常，动作逻辑和起动逻辑识别的测量回路异常，通过比较相邻节点的采样值之差的绝对值识别的测量偏差异常。
3.如权利要求2所述的一种直流输电系统双重化配置的保护测量异常处理方法，其特征在于，所述通过比较相邻节点的采样值之差的绝对值识别的测量偏差异常的方法是：1)检测流入某一节点的各支路上的电流互感器采样值之差是否等于零；2)如果此节点的采样值之差不等于零，检测相邻节点的各支路上的电流互感器采样值之差是否等于零；3)如果相邻节点的采样值之差不等于零，则判断此两个节点的采样值之差的绝对值是否相等；4)如果此两个节点的采样值之差的绝对值相等则定这两个节点之间的电流互感器测量异常。
4.如权利要求1所述的一种直流输电系统双重化配置的保护测量异常处理方法，其特征在于，所述步骤3中，出口逻辑配置在保护装置以外的控制系统或其它装置中。
5.如权利要求1所述的一种直流输电系统双重化配置的保护测量异常处理方法，其特征在于，所述步骤3中的出口逻辑包括：
第一逻辑：当控制系统接收到两套保护装置中动作逻辑和起动逻辑检测的测量异常信号都为逻辑假时，任意一套保护装置动作逻辑中保护元件的动作信号与本保护装置起动逻辑中相同保护元件的动作信号取逻辑与运算后产生最终的保护出口信号；
第二逻辑：当控制系统接收到某一保护装置中动作逻辑或起动逻辑的测量异常信号为逻辑真时，将这套保护装置中的剩余逻辑和另外一套保护装置的动作逻辑、起动逻辑检测的电流互感器相关保护元件的动作信号按三取二方式产生最终的保护出口信号；
第三逻辑：当控制系统接收到某一保护装置中动作逻辑和起动逻辑检测的测量异常信号都为逻辑真时，另外一套保护装置的动作逻辑和起动逻辑检测的电流互感器相关保护元件的动作信号按取逻辑与运算产生最终的保护出口信号，或按取逻辑或运算产生最终的保护出口信号；
第四逻辑：当控制系统接收到某一保护装置中动作逻辑或起动逻辑检测的测量异常信号为逻辑真，同时接收到另外一套保护装置的动作逻辑或起动逻辑检测的电流互感器的测量异常信号也为逻辑真，则两套保护装置中剩余逻辑检测的电流互感器相关保护元件的动作信号按取逻辑与运算产生最终的保护出口信号，或按取逻辑或运算产生最终的保护出口信号；
第五逻辑：当控制系统接收到某一保护装置的中动作逻辑和起动逻辑检测的测量异常信号为逻辑真，并且接收到另外一套保护装置动作逻辑或起动逻辑检测的测量异常信号也为逻辑真时，将另外一套保护装置中剩余逻辑检测的电流互感器相关保护元件的动作信号视为最终的保护出口信号；
第六逻辑：当控制系统接收到两套保护装置中动作逻辑和起动逻辑检测的电流互感器测量异常信号都为逻辑真时，控制系统不产生与此电流互感器相关的保护元件的最终出口信号。
6.如权利要求5所述的一种直流输电系统双重化配置的保护测量异常处理方法，其特征在于，所述第二逻辑中的三取二方式为：当三路动作信号中有两路为逻辑真或者三路信号都为真，则输出保护出口信号为逻辑真。
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Non-Patent Citations (1)
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