CN115693771A - 一种考虑非同期合闸的误上电保护方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种考虑非同期合闸的误上电保护方法及系统，方法包括：鉴别发电机组处于系统解列状态；监视发电机组并网的前置特征量状态变化；发电机组处于并网合闸状态后，根据逻辑计算模块运算结果与设定的阈值类别相比较，确认发电机组是否处于异常误上电工况；若发生误上电故障，满足逻辑判别条件后误上电保护动作于发电机组解列灭磁；若为发电机组正常并网操作，误上电保护功能模块自动闭锁。本发明考虑了机组非同期运行状态下的误合闸工况；通过工况及逻辑设定判别，使得发电机组异常误上电工况发生时机组的继电保护覆盖更全面。同时，利用自动投退的软方式实现了误上电保护功能在机组正常运行时处于闭锁状态，提高了误上电保护的易用性，便于高效运维。

Description

一种考虑非同期合闸的误上电保护方法及系统

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体地，涉及一种考虑非同期合闸的误上电保护方法及系统。

背景技术

发电机组盘车或转子静止发生异常的误上电，合闸后定子绕组被突然加上系统的三相电压，电流流过定子绕组时建立的旋转磁场将在转子本体中产生差频电流，引起转子发热。在转差很大的情况下，转子本体感应出的电流远超允许值，严重发热将使转子遭受损坏。此外，转子突然加速可能因油系统、辅机等未完全就绪使得轴瓦等关键部件也被一同波及影响。发电机组发生非同期误上电(极端情况下并网电源间的相位差为180°)，合闸后定子绕组中流过的巨大电流将会对发电机、变压器以及连接的系统造成严重冲击。在应力的作用下，发电机组将剧烈振动，定子绕组发生变形、弯曲和绝缘开裂等系列损伤现象。大型发电机组若发生非同期误上电并网，不但引起功率振荡和主设备损伤，甚至可能造成整个电力系统的大面积瓦解事故。因此，一般大型发电机组都要装设专用的误上电保护。

现有技术中，发电机组误上电保护的实现原理有多种，工程中主要应用的类型有全阻抗特性、偏移阻抗特性和低频低压过流特性。对于采用阻抗特性(包括全阻抗特性和偏移阻抗特性)的保护原理而言，阻抗判据投入的时机多选择在发电机励磁系统起励后，通过引入磁场开关(灭磁开关)的位置状态判断励磁系统的工作状态。首先，由于励磁系统为直流系统，磁场开关所处的状态情况识别完全依赖于开关辅助接点位置信号，继电保护无匹配的手段监测励磁系统实际的工作状态；其次，作为复合动作量的阻抗计算需要同时采集发电机组的电流和电压，测量阻抗的获取过程中计算误差引入环节较多，会产生一部分的精度损失。对于采用低频低压过流特性的保护原理而言，当发电机组运行在额定转速附近且励磁系统建压完成(非同期)时，由于发电机组的频率和电压接近正常工作值，低频和低压元件按照整定导则取值将不能再满足逻辑条件，开关误合闸后仅仅过流元件满足时保护无法动作。作为闭锁模块的低频低压元件，如果通过修正大幅抬高整定取值使之勉强满足动作条件，一方面不符合整定导则的指导意见，另一方面在发电机组正常运行过程中的系统扰动下就可能引起保护的不正确动作，损失了保护的可靠性。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种考虑非同期合闸的误上电保护方法及系统，可用于各型动力电厂或能源电站，完成同步发电组异常工况下误上电并网时的继电保护功能，实现快速隔离机组故障冲击的目的。该保护方法在发电机组盘车或转子静止发生异常误上电和全压足频非同期待并网状态发生异常误上电时均有效，并考虑了工程实施和运维中的易用性。

本发明采用如下的技术方案。

本发明一方面提出了一种考虑非同期合闸的误上电保护方法，包括：

步骤1，根据并网开关的分闸位置总状态和并网点近发电机组一侧的电流信号校验判断发电机组的实时状态；若判定发电机组处于系统解列状态，误上电保护功能模块使能就绪；否则循环执行步骤1；

步骤2，监视发电机组并网时刻前后的分闸位置总状态、并网通道的电流信号幅值、发电机组的电压信号幅值变化，并确认并网时刻，锁存发电机组的三相电压和测量频率；

步骤3，发电机组处于系统并网合闸状态后，利用发电机组的电压特征和并网点近发电机组一侧的电流信号与对应的阈值相比较，其中阈值根据不同发电机组的参数进行整定；在发电机组电压特征超过对应阈值时，同步判断电流信号是否超过了发电机组本体的允许承受电流，若超过则判定发电机组发生了误上电并网故障；否则判定发电机组正常并网操作；

步骤4，当判定发电机组发生了误上电并网故障时，包括：

步骤4.1，并网开关合闸前，发电机组为静止或盘车或零起升压启动状态时，提取并网时刻锁存的发电机组的三相电压和测量频率进行低电压或低频判别，利用低电压或低频的综合判别结果实现开放步骤3的保护元件，使得误上电保护功能模块在使能条件下动作于发电机组解列灭磁，同时启动并网开关的失灵保护；

步骤4.2，并网开关合闸前，发电机组处于电压幅值不小于0.5倍的额定电压、工作频率不小于0.96倍额定频率的非同期待并网准备状态时，则利用过电流元件对并网点近发电机组一侧电流信号幅值进行判别，过电流元件的阈值取1.2至1.5倍发电机组的额定电流；当并网点近发电机组一侧电流信号幅值超过阈值时，利用过电流判别结果实现开放步骤3的保护元件，使得误上电保护功能模块在使能条件下动作于发电机组解列灭磁，同时启动并网开关的失灵保护；否则，判定为误上电故障电流未超过机组的工作允许能力，保护不动作；

步骤5，当判定发电机组正常并网操作时，误上电保护功能模块经预置的使能延时后自动闭锁，实现功能软退出。

优选地，步骤1中，对于发-变组单元接线方式，当主变高压侧包括多个并网开关和并网通道时，采集所有热备用并网开关的分闸位置信息，当各组并网开关的三相都处于分闸位置时输出分闸位置总状态；同时，利用各组并网开关对应并网通道的电流信号对并网开关的分闸状态进行校核；

当各组并网开关三相电流幅值的最大值均小于无流门槛0.05I_n且分闸位置总状态为真时，则判定并网开关的分闸总状态正确，I_n为并网开关处的额定电流。

优选地，在步骤2中，误上电保护功能模块使能就绪的情况下，实时监测到并网开关的分闸位置总状态发生改变或者并网通道的电流幅值最大值大于无流门槛0.05I_n或者发电机组的电压幅值变化超过20％时，记录为发电机组当前的并网时刻，并启动误上电保护功能模块中的使能存续状态继电器开始计时。

使能存续状态继电器开始计时的同时，触发误上电保护功能中的数据记录子模块，将采样缓存区中发电机组母线的三相电压和测量频率迁移至数据备份空间保存并予以锁止。

优选地，在步骤3中，电压特征包括幅值和相角；电压特征对应的阈值包括幅值阈值和相角阈值，分别按照躲过同期并网操作允许的最大压差和角差为条件取值；

并网点近发电机组一侧电流信号判别对应的阈值，按照发电机组误上电时可靠启动为条件取值，由系统和机组的参数计算确定出具体整定结果。

对于发-变组单元接线方式，主变高压侧包括多个并网开关和并网通道时，并网点近发电机组一侧的电流信号为各并网通道电流相量之和的最大值。

优选地，步骤4.1包括：

步骤4.1.1，提取锁存的发电机组三相电压以获得线电压，线电压幅值的最大值小于(0.2～0.5)U_e时，保持低压保护元件满足动作条件，其中U_e为发电机组的额定电压；

步骤4.1.2，提取锁存的发电机组测量频率，测量频率的最大值低于(0.9～0.96)f_n时，保持低频保护元件满足动作条件，其中f_n为发电机组的额定频率；

步骤4.1.3，在保持低频保护元件或低压保护元件满足动作条件且步骤3的电压电流判定结果同时满足时，误上电保护功能模块启动出口时间元件开始计时；在步骤3的电压电流判定结果满足的条件下，锁存的发电机组三相电压和测量频率数据同步保持，直至误上电保护动作后整组返回；对于低压或低频元件设置一种自动锁存时间方式，自动锁存时间是在保护时间元件定值的基础上确定，增加一个0.1s至0.3s的级差；

步骤4.1.4，误上电保护功能模块在使能条件下动作于发电机组解列灭磁，同时启动并网开关的失灵保护。

优选地，步骤4.2包括：

步骤4.2.1，提取锁存的发电机组三相电压和测量频率，根据步骤4.1.1和步骤4.1.2，保持低压保护元件和低频保护元件均未动作；

骤4.2.2，投入非同期工况专用的过电流元件进行电流强度确认，利用过电流元件对并网点近发电机组一侧的电流信号幅值的最大值进行判别，过电流元件的阈值取1.2至1.5倍发电机组的额定电流；当并网点近发电机组一侧的电流信号幅值的最大值小于等于阈值时，判定为误上电故障电流未超过机组的工作允许能力，误上电保护转自动闭锁序列；

当并网点近发电机组一侧电流信号幅值超过阈值时，利用过电流判别结果实现开放步骤3的保护元件，并顺序执行接续步骤；

步骤4.2.3，在非同期工况过电流满足动作条件且步骤3的电压电流判定结果同时满足时，误上电保护功能模块启动出口时间元件开始计时；

步骤4.2.4，误上电保护功能模块在使能条件下动作于发电机组解列灭磁，同时启动并网开关的失灵保护。

当发电机组正常并网操作时，从发电机组当前并网时刻开始，误上电保护功能模块中的使能存续状态继电器进行时间累计，当累计的时间达到预置的使能延时后，误上电保护功能模块被闭锁，实现功能的软方式退出。

本发明另一方面还提出了一种考虑非同期合闸的误上电保护系统，系统包括：使能模块，并网确认模块，误上电并网故障判断模块，动作模块；误上电保护功能模块。

使能模块，用于根据并网开关的分闸位置总状态和并网点近发电机组一侧的电流信号校验判断发电机组的实时状态；若判定发电机组处于系统解列状态，向误上电保护功能模块发送使能就绪信号；

并网确认模块，用于监视发电机组并网时刻前后的分闸位置总状态、并网通道的电流信号幅值、发电机组的电压信号幅值变化，并确认并网时刻，锁存发电机组的三相电压和测量频率；

误上电并网故障判断模块，用于发电机组处于系统并网合闸状态后，利用发电机组的电压特征和并网点近发电机组一侧的电流信号与对应的阈值相比较，其中阈值根据不同发电机组的参数进行整定；在发电机组电压特征超过对应阈值时，同步判断电流信号是否超过了发电机组本体的允许承受电流，若超过则判定发电机组发生了误上电并网故障；否则判定发电机组正常并网操作；

动作模块，用于当判定发电机组发生了误上电并网故障时，使得误上电保护功能模块在使能条件下动作于发电机组解列灭磁，同时启动并网开关的失灵保护；当判定发电机组正常并网操作时，误上电保护功能模块经预置的使能延时后自动闭锁，实现功能软退出；

动作模块包括：启动状态动作单元、并网准备状态动作单元；

启动状态动作单元，用于并网开关合闸前，发电机组为静止或盘车或零起升压启动状态时，提取并网时刻锁存的发电机组的三相电压和测量频率进行低电压或低频判别，利用低电压或低频的综合判别结果实现开放误上电故障判断模块的保护元件，使得误上电保护功能模块在使能条件下动作于发电机组解列灭磁，同时启动并网开关的失灵保护；

并网准备状态动作单元，用于并网开关合闸前，发电机组的电压幅值不小于0.5倍的额定电压、工作频率不小于0.96倍额定频率的非同期待并网准备状态时，则利用过电流元件对并网点近发电机组一侧电流信号幅值进行判别，过电流元件的阈值取1.2至1.5倍发电机组的额定电流；当并网点近发电机组一侧电流信号幅值超过阈值时，利用过电流判别结果实现开放误上电故障判断模块的保护元件，使得误上电保护功能模块在使能条件下动作于发电机组解列灭磁，同时启动并网开关的失灵保护；否则，判定为误上电故障电流未超过机组的工作允许能力，保护不动作。

当判定发电机组正常并网操作时，误上电保护功能模块经预置的使能延时后自动闭锁，实现功能软退出。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明提出的保护方法鉴别发电机组是否处于停机解列就绪状态时，采用了经电流校核的并网开关分闸位置总状态，使得并网开关分闸位置总状态更为准确，对于具有多个并网点的主接线场景同样适用，误上电保护无需引入磁场开关(灭磁开关)的位置；经电流、开关位置、电压多信号方式识别并网瞬态，准确记忆并网断面并锁存发电机组的三相电压和测量频率，使得保护模拟量数据计算精度高，功能存续状态的有效区间控制准确；以简洁、可靠的常规电压特征变化和电流为依据，可方便地确认异常工况对发电机组本体的影响，减少不必要的再次并网操作；在发电机组盘车或转子静止发生异常误上电和全压足频非同期待并网状态发生异常误上电时均有效，既完善了保护动作区间又增加了保护可靠性；利用自动投退的软方式实现了误上电保护功能在机组正常运行时处于闭锁状态，提高了误上电保护的易用性，利于运维人员的简化操作。

附图说明

图1是本发明提出的一种考虑非同期合闸的误上电保护方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。本申请所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部实施例。基于本发明精神，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明一方面提出了一种考虑非同期合闸的误上电保护方法，如图1所示，包括：

步骤1，根据并网开关的分闸位置总状态和并网点近发电机组一侧的电流信号校验判断发电机组的实时状态；若判定发电机组处于系统解列状态，误上电保护功能模块使能就绪；否则循环执行步骤1。

具体地，步骤1中，对于发-变组单元接线方式，当主变高压侧包括多个并网开关和并网通道时，采集所有热备用并网开关的分闸位置信息，当各组并网开关的三相都处于分闸位置时输出分闸位置总状态；同时，利用各组并网开关对应并网通道的电流信号对并网开关的分闸状态进行校核；

当各组并网开关三相电流幅值的最大值均小于无流门槛0.05I_n且分闸位置总状态为真时，则判定并网开关的分闸总状态正确，I_n为并网开关处的额定电流。

通过所属通道的电流模拟量校核并网点开关的分闸位置信号，获取的信息无误后误上电保护功能模块使能就绪；获取的信息异常后延时输出告警。鉴别发电机组停机解列就绪状态，采用了经电流校验的开关位置总信号更为准确，对多个并网点主接线的情况同样适用。

步骤2，监视发电机组并网时刻前后的分闸位置总状态、并网通道的电流信号幅值、发电机组的电压信号幅值变化，并确认并网时刻，锁存发电机组的三相电压和测量频率。

具体地，在步骤2中，误上电保护功能模块使能就绪的情况下，实时监测到并网开关的分闸位置总状态发生改变或者并网通道的电流幅值最大值大于无流门槛0.05I_n或者发电机组的电压幅值变化超过20％时，记录为发电机组当前的并网时刻，并启动误上电保护功能模块中的使能存续状态继电器开始计时。

使能存续状态继电器开始计时的同时，触发误上电保护功能中的数据记录子模块，将采样缓存区中发电机组母线的三相电压和测量频率迁移至数据备份空间保存并予以锁止。

实时监测并网开关的分闸总状态和对应工作回路的电流模拟量幅值，抓取发电机组并网的时间断面，将预先开辟的采样缓存区域中近发电机组一侧的三相电压和机组测量频率数据迁移至数据备份空间保存并予以锁止。同时，启动保护功能使能存续状态继电器的计时元件。根据并网瞬态变化记忆并网断面，开辟数据区域锁存发电机组的电压和测量频率使得保护数据精度更高。

步骤3，发电机组处于系统并网合闸状态后，利用发电机组的电压特征和并网点近发电机组一侧的电流信号与对应的阈值相比较，其中阈值根据不同发电机组的参数进行整定；在发电机组电压特征超过对应阈值时，同步判断电流信号是否超过了发电机组本体的允许承受电流，若超过则判定发电机组发生了误上电并网故障；否则判定发电机组正常并网操作。

具体地，在步骤3中，电压特征包括幅值和相角；电压特征对应的阈值包括幅值阈值和相角阈值，分别按照躲过同期并网操作允许的最大压差和角差为条件取值；

并网点近发电机组一侧电流信号判别对应的阈值，按照发电机组误上电时可靠启动为条件取值，由系统和机组的参数计算确定出具体整定结果。

对于发-变组单元接线方式，主变高压侧包括多个并网开关和并网通道时，并网点近发电机组一侧的电流信号为各并网通道电流相量之和的最大值。

本实施例中，实时采集的电压和电流模拟量按照逻辑进行模块运算，将输出结果与设定的阈值比较确认。电压特征条件分别进行比幅和比相运算，超过阈值时条件满足；电流条件进行比幅运算，超过阈值时条件满足；运用在发-变组采用单元接线方式，主变高压侧出现多个并网点时，比幅电流样本选择并网点“和电流”的幅值最大值。以简洁、可靠的电压特征变化和电流为依据，可方便地确认异常工况对发电机组本体的影响。

步骤4，当判定发电机组发生了误上电并网故障时，包括：

步骤4.1，并网开关合闸前，发电机组为静止或盘车或零起升压启动状态时，提取并网时刻锁存的发电机组的三相电压和测量频率进行低电压或低频判别，利用低电压或低频的综合判别结果实现开放步骤3的保护元件，使得误上电保护功能模块在使能条件下动作于发电机组解列灭磁，同时启动并网开关的失灵保护。

具体地，步骤4.1包括：

步骤4.1.1，提取锁存的发电机组三相电压以获得线电压，线电压幅值的最大值小于(0.2～0.5)U_e时，保持低压保护元件满足动作条件，其中U_e为发电机组的额定电压；

步骤4.1.2，提取锁存的发电机组测量频率，测量频率的最大值低于(0.9～0.96)f_n时，保持低频保护元件满足动作条件，其中f_n为发电机组的额定频率；

步骤4.1.3，在保持低频保护元件或低压保护元件满足动作条件且步骤3的电压电流判定结果同时满足时，误上电保护功能模块启动出口时间元件开始计时；在步骤3的电压电流判定结果满足的条件下，锁存的发电机组三相电压和测量频率数据同步保持，直至误上电保护动作后整组返回；对于低压或低频元件设置一种自动锁存时间方式，自动锁存时间是在保护时间元件定值的基础上确定，增加一个0.1s至0.3s的级差；

步骤4.1.4，误上电保护功能模块在使能条件下动作于发电机组解列灭磁，同时启动并网开关的失灵保护。

步骤4.2，并网开关合闸前，发电机组处于电压幅值不小于0.5倍的额定电压、工作频率不小于0.96倍额定频率的非同期待并网准备状态时，则利用过电流元件对并网点近发电机组一侧电流信号幅值进行判别，过电流元件的阈值取1.2至1.5倍发电机组的额定电流；当并网点近发电机组一侧电流信号幅值超过阈值时，利用过电流判别结果实现开放步骤3的保护元件，使得误上电保护功能模块在使能条件下动作于发电机组解列灭磁，同时启动并网开关的失灵保护；否则，判定为误上电故障电流未超过机组的工作允许能力，保护不动作；

具体地，步骤4.2包括：

步骤4.2.1，提取锁存的发电机组三相电压和测量频率，根据步骤4.1.1和步骤4.1.2，保持低压保护元件和低频保护元件均未动作；

骤4.2.2，投入非同期工况专用的过电流元件进行电流强度确认，利用过电流元件对并网点近发电机组一侧的电流信号幅值的最大值进行判别，过电流元件的阈值取1.2至1.5倍发电机组的额定电流；当并网点近发电机组一侧的电流信号幅值的最大值小于等于阈值时，判定为误上电故障电流未超过机组的工作允许能力，误上电保护转自动闭锁序列；

当并网点近发电机组一侧电流信号幅值超过阈值时，利用过电流判别结果实现开放步骤3的保护元件，并顺序执行接续步骤；

步骤4.2.3，在非同期工况过电流满足动作条件且步骤3的电压电流判定结果同时满足时，误上电保护功能模块启动出口时间元件开始计时；

步骤4.2.4，误上电保护功能模块在使能条件下动作于发电机组解列灭磁，同时启动并网开关的失灵保护。

本发明在发电机组盘车或转子静止发生异常误上电和全压足频非同期待并网状态发生异常误上电时均有效。

步骤5，当判定发电机组正常并网操作时，误上电保护功能模块经预置的使能延时后自动闭锁，实现功能软退出。

当发电机组正常并网操作时，从发电机组当前并网时刻开始，误上电保护功能模块中的使能存续状态继电器进行时间累计，当累计的时间达到预置的使能延时后，误上电保护功能模块被闭锁，实现功能的软方式退出。

利用自动投退的软方式实现了误上电保护功能在机组正常运行时处于闭锁状态，提高了误上电保护的易用性，便于工程应用过程中的高效运维。

本发明另一方面还提出了一种考虑非同期合闸的误上电保护系统，系统包括：使能模块，并网确认模块，误上电并网故障判断模块，动作模块；误上电保护功能模块。

使能模块，用于根据并网开关的分闸位置总状态和并网点近发电机组一侧的电流信号校验判断发电机组的实时状态；若判定发电机组处于系统解列状态，向误上电保护功能模块发送使能就绪信号；

并网确认模块，用于监视发电机组并网时刻前后的分闸位置总状态、并网通道的电流信号幅值、发电机组的电压信号幅值变化，并确认并网时刻，锁存发电机组的三相电压和测量频率；

误上电并网故障判断模块，用于发电机组处于系统并网合闸状态后，利用发电机组的电压特征和并网点近发电机组一侧的电流信号与对应的阈值相比较，其中阈值根据不同发电机组的参数进行整定；在发电机组电压特征超过对应阈值时，同步判断电流信号是否超过了发电机组本体的允许承受电流，若超过则判定发电机组发生了误上电并网故障；否则判定发电机组正常并网操作；

动作模块，用于当判定发电机组发生了误上电并网故障时，使得误上电保护功能模块在使能条件下动作于发电机组解列灭磁，同时启动并网开关的失灵保护；当判定发电机组正常并网操作时，误上电保护功能模块经预置的使能延时后自动闭锁，实现功能软退出；

动作模块包括：启动状态动作单元、并网准备状态动作单元；

启动状态动作单元，用于并网开关合闸前，发电机组为静止或盘车或零起升压启动状态时，提取并网时刻锁存的发电机组的三相电压和测量频率进行低电压或低频判别，利用低电压或低频的综合判别结果实现开放误上电故障判断模块的保护元件，使得误上电保护功能模块在使能条件下动作于发电机组解列灭磁，同时启动并网开关的失灵保护；

并网准备状态动作单元，用于并网开关合闸前，发电机组的电压幅值不小于0.5倍的额定电压、工作频率不小于0.96倍额定频率的非同期待并网准备状态时，则利用过电流元件对并网点近发电机组一侧电流信号幅值进行判别，过电流元件的阈值取1.2至1.5倍发电机组的额定电流；当并网点近发电机组一侧电流信号幅值超过阈值时，利用过电流判别结果实现开放误上电故障判断模块的保护元件，使得误上电保护功能模块在使能条件下动作于发电机组解列灭磁，同时启动并网开关的失灵保护；否则，判定为误上电故障电流未超过机组的工作允许能力，保护不动作。

当判定发电机组正常并网操作时，误上电保护功能模块经预置的使能延时后自动闭锁，实现功能软退出。

发电机组系统解列状态的鉴别同时适用于单一并网点的发电机组和高压接线多个并网点的发-变组单元，增加了应用灵活性。

本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其它自由传播的电磁波、通过波导或其它传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。

这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其它设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

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其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种考虑非同期合闸的误上电保护方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，根据并网开关的分闸位置总状态和并网点近发电机组一侧的电流信号校验判断发电机组的实时状态；若判定发电机组处于系统解列状态，误上电保护功能模块使能就绪；否则循环执行步骤1；

步骤2，监视发电机组并网时刻前后的分闸位置总状态、并网通道的电流信号幅值、发电机组的电压信号幅值变化，并确认并网时刻，锁存发电机组的三相电压和测量频率；

步骤3，发电机组处于系统并网合闸状态后，利用发电机组的电压特征和并网点近发电机组一侧的电流信号与对应的阈值相比较，其中阈值根据不同发电机组的参数进行整定；在发电机组电压特征超过对应阈值时，同步判断电流信号是否超过了发电机组本体的允许承受电流，若超过则判定发电机组发生了误上电并网故障；否则判定发电机组正常并网操作；

步骤4，当判定发电机组发生了误上电并网故障时，包括：

步骤4.1，并网开关合闸前，发电机组为静止或盘车或零起升压启动状态时，提取并网时刻锁存的发电机组的三相电压和测量频率进行低电压或低频判别，利用低电压或低频的综合判别结果实现开放步骤3的保护元件，使得误上电保护功能模块在使能条件下动作于发电机组解列灭磁，同时启动并网开关的失灵保护；

步骤4.2，并网开关合闸前，发电机组处于电压幅值不小于0.5倍的额定电压、工作频率不小于0.96倍额定频率的非同期待并网准备状态时，则利用过电流元件对并网点近发电机组一侧电流信号幅值进行判别，过电流元件的阈值取1.2至1.5倍发电机组的额定电流；当并网点近发电机组一侧电流信号幅值超过阈值时，利用过电流判别结果实现开放步骤3的保护元件，使得误上电保护功能模块在使能条件下动作于发电机组解列灭磁，同时启动并网开关的失灵保护；否则，判定为误上电故障电流未超过机组的工作允许能力，保护不动作；

步骤5，当判定发电机组正常并网操作时，误上电保护功能模块经预置的使能延时后自动闭锁，实现功能软退出。

2.根据权利要求1所述的考虑非同期合闸的误上电保护方法，其特征在于，

步骤1中，对于发-变组单元接线方式，当主变高压侧包括多个并网开关和并网通道时，采集所有热备用并网开关的分闸位置信息，当各组并网开关的三相都处于分闸位置时输出分闸位置总状态；同时，利用各组并网开关对应并网通道的电流信号对并网开关的分闸状态进行校核；

当各组并网开关三相电流幅值的最大值均小于无流门槛0.05I_n且分闸位置总状态为真时，则判定并网开关的分闸总状态正确，I_n为并网开关处的额定电流。

3.根据权利要求2所述的考虑非同期合闸的误上电保护方法，其特征在于，

在步骤2中，误上电保护功能模块使能就绪的情况下，实时监测到并网开关的分闸位置总状态发生改变或者并网通道的电流幅值最大值大于无流门槛0.05I_n或者发电机组的电压幅值变化超过20％时，记录为发电机组当前的并网时刻，并启动误上电保护功能模块中的使能存续状态继电器开始计时。

4.根据权利要求3所述的考虑非同期合闸的误上电保护方法，其特征在于，

使能存续状态继电器开始计时的同时，触发误上电保护功能中的数据记录子模块，将采样缓存区中发电机组母线的三相电压和测量频率迁移至数据备份空间保存并予以锁止。

5.根据权利要求1所述的考虑非同期合闸的误上电保护方法，其特征在于，

在步骤3中，电压特征包括幅值和相角；电压特征对应的阈值包括幅值阈值和相角阈值，分别按照躲过同期并网操作允许的最大压差和角差为条件取值；

并网点近发电机组一侧电流信号判别对应的阈值，按照发电机组误上电时可靠启动为条件取值，由系统和机组的参数计算确定出具体整定结果。

6.根据权利要求5所述的考虑非同期合闸的误上电保护方法，其特征在于，

对于发-变组单元接线方式，主变高压侧包括多个并网开关和并网通道时，并网点近发电机组一侧的电流信号为各并网通道电流相量之和的最大值。

7.根据权利要求1所述的考虑非同期合闸的误上电保护方法，其特征在于，

步骤4.1包括：

步骤4.1.1，提取锁存的发电机组三相电压以获得线电压，线电压幅值的最大值小于(0.2～0.5)U_e时，保持低压保护元件满足动作条件，其中U_e为发电机组的额定电压；

步骤4.1.2，提取锁存的发电机组测量频率，测量频率的最大值低于(0.9～0.96)f_n时，保持低频保护元件满足动作条件，其中f_n为发电机组的额定频率；

步骤4.1.3，在保持低频保护元件或低压保护元件满足动作条件且步骤3的电压电流判定结果同时满足时，误上电保护功能模块启动出口时间元件开始计时；在步骤3的电压电流判定结果满足的条件下，锁存的发电机组三相电压和测量频率数据同步保持，直至误上电保护动作后整组返回；对于低压或低频元件设置一种自动锁存时间方式，自动锁存时间是在保护时间元件定值的基础上确定，增加一个0.1s至0.3s的级差；

步骤4.1.4，误上电保护功能模块在使能条件下动作于发电机组解列灭磁，同时启动并网开关的失灵保护。

8.根据权利要求7所述的考虑非同期合闸的误上电保护方法，其特征在于，

步骤4.2包括：

步骤4.2.1，提取锁存的发电机组三相电压和测量频率，根据步骤4.1.1和步骤4.1.2，保持低压保护元件和低频保护元件均未动作；

步骤4.2.2，投入非同期工况专用的过电流元件进行电流强度确认，利用过电流元件对并网点近发电机组一侧的电流信号幅值的最大值进行判别，过电流元件的阈值取1.2至1.5倍发电机组的额定电流；当并网点近发电机组一侧的电流信号幅值的最大值小于等于阈值时，判定为误上电故障电流未超过机组的工作允许能力，误上电保护转自动闭锁序列；

当并网点近发电机组一侧电流信号幅值超过阈值时，利用过电流判别结果实现开放步骤3的保护元件并顺序执行接续步骤；

步骤4.2.3，在非同期工况过电流满足动作条件且步骤3的电压电流判定结果同时满足时，误上电保护功能模块启动出口时间元件开始计时；

步骤4.2.4，误上电保护功能模块在使能条件下动作于发电机组解列灭磁，同时启动并网开关的失灵保护。

9.根据权利要求3所述的考虑非同期合闸的误上电保护方法，其特征在于，

当发电机组正常并网操作时，从发电机组当前并网时刻开始，误上电保护功能模块中的使能存续状态继电器进行时间累计，当累计的时间达到预置的使能延时后，误上电保护功能模块被闭锁，实现功能的软方式退出。

10.一种利用权利要求1-9任一项权利要求所述方法的考虑非同期合闸的误上电保护系统，所述系统包括：使能模块，并网确认模块，误上电并网故障判断模块，动作模块；误上电保护功能模块，其特征在于，

使能模块，用于根据并网开关的分闸位置总状态和并网点近发电机组一侧的电流信号校验判断发电机组的实时状态；若判定发电机组处于系统解列状态，向误上电保护功能模块发送使能就绪信号；

并网确认模块，用于监视发电机组并网时刻前后的分闸位置总状态、并网通道的电流信号幅值、发电机组的电压信号幅值变化，并确认并网时刻，锁存发电机组的三相电压和测量频率；

误上电并网故障判断模块，用于发电机组处于系统并网合闸状态后，利用发电机组的电压特征和并网点近发电机组一侧的电流信号与对应的阈值相比较，其中阈值根据不同发电机组的参数进行整定；在发电机组电压特征超过对应阈值时，同步判断电流信号是否超过了发电机组本体的允许承受电流，若超过则判定发电机组发生了误上电并网故障；否则判定发电机组正常并网操作；

动作模块，用于当判定发电机组发生了误上电并网故障时，使得误上电保护功能模块在使能条件下动作于发电机组解列灭磁，同时启动并网开关的失灵保护；当判定发电机组正常并网操作时，误上电保护功能模块经预置的使能延时后自动闭锁，实现功能软退出；

动作模块包括：启动状态动作单元、并网准备状态动作单元；

启动状态动作单元，用于并网开关合闸前，发电机组为静止或盘车或零起升压启动状态时，提取并网时刻锁存的发电机组的三相电压和测量频率进行低电压或低频判别，利用低电压或低频的综合判别结果实现开放误上电故障判断模块的保护元件，使得误上电保护功能模块在使能条件下动作于发电机组解列灭磁，同时启动并网开关的失灵保护；

并网准备状态动作单元，用于并网开关合闸前，发电机组的电压幅值不小于0.5倍的额定电压、工作频率不小于0.96倍额定频率的非同期待并网准备状态时，则利用过电流元件对并网点近发电机组一侧电流信号幅值进行判别，过电流元件的阈值取1.2至1.5倍发电机组的额定电流；当并网点近发电机组一侧电流信号幅值超过阈值时，利用过电流判别结果实现开放误上电故障判断模块的保护元件，使得误上电保护功能模块在使能条件下动作于发电机组解列灭磁，同时启动并网开关的失灵保护；否则，判定为误上电故障电流未超过机组的工作允许能力，保护不动作。

当判定发电机组正常并网操作时，误上电保护功能模块经预置的使能延时后自动闭锁，实现功能软退出。

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