CN116316454A - 一种基于电流判据的短引线保护误投入控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于电流判据的短引线保护误投入控制方法，用于500kV变电站二分之三接线形式中，且该500kV变电站二分之三接线形式中形成有由5011开关、5012开关和50116刀闸组成的T区，所述方法包括以下步骤：在50116刀闸处于合闸状态时，对500kV变电站二分之三接线形式中的差动电流的大小进行检测；若检测到差动电流的值大于预设的电流阈值，则认定有短引线保护误投入，并控制短引线保护投入压板处于退出状态或/及恢复50116刀闸的常闭触点为断开状态，以切除短引线保护启动回路误接入至T区，实现短引线保护投入强制退出。实施本发明，能够避免短引线保护误动作所造成的误跳闸。
Description
技术领域
本发明涉及继电保护技术领域，尤其涉及一种基于电流判据的短引线保护误投入控制方法及系统。
背景技术
如图1所示，短引线保护应用于500kV变电站二分之三接线形式中，短引线保护主要用于T区保护(即图1中5011开关、5012开关和50116刀闸组成的区域)。
当50116刀闸在合闸位置时，通过线路L1两侧差动保护形成主保护。此时，线路L1通过5011开关和5012开关供电，使得流经5011开关的电流I1和5012开关的电流I2同时流向线路L1，并在差动保护投入时，(I1+I2)形成的和电流2I1(此时I1＝-I2)与线路L1对侧电流进行比较形成差动保护。
当50116刀闸在分闸位置时，T区无主保护，则通过设置短引线保护形成主保护。此时，短引线保护的依据KCL(基尔霍夫电流定律)原理，电流由5011开关流向5012开关，使得I1＝-I2。一旦T区发生故障情况下，则短引线保护投入运行并形成差动电流Id＝(I1+I2)。目前，如图2所示，短引线保护启动采用50116刀闸位置和短引线保护投入压板并联的方式，并通过以下两种方式来实现自动投入：(1)通过短引线保护投入压板的硬控制，以实现短引线保护自动投入；(2)通过判别50116刀闸的位置，一旦判断50116刀闸在分闸位置，则控制50116刀闸的常闭触点闭合，以实现短引线保护自动投入。
然而，在50116刀闸在合闸位置有差动保护投入时，若短引线保护误投入运行，则会引起短引线保护的误动作，造成误跳闸。
因此，亟需一种短引线保护误投入控制方法，能够避免短引线保护误动作所造成的误跳闸。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于电流判据的短引线保护误投入控制方法及系统，能够避免短引线保护误动作所造成的误跳闸。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于电流判据的短引线保护误投入控制方法，其用于500kV变电站二分之三接线形式中，且该500kV变电站二分之三接线形式中形成有由5011开关、5012开关和50116刀闸组成的T区；其中，所述方法包括以下步骤：
在所述50116刀闸处于合闸状态时，对所述500kV变电站二分之三接线形式中的差动电流的大小进行检测；
若检测到所述差动电流的值大于预设的电流阈值，则认定有短引线保护误投入，并控制所述短引线保护投入压板处于退出状态或/及恢复所述50116刀闸的常闭触点为断开状态，以切除所述短引线保护启动回路误接入至T区，实现短引线保护投入强制退出。
其中，所述方法进一步包括：
在所述50116刀闸处于分闸状态时，由所述50116刀闸的常闭触点自动连通所述短引线保护启动回路接入至T区，并在所述5011开关及所述5012开关二者之中至少有一个处于合闸状态时，自动投入短引线保护。
其中，通过公式Icd＝|I1+I2|，计算出所述差动电流的值；其中，I1为对应所述5011开关上通过电流互感器CT1所采集到的电流，分别按A、B、C三相电流分相构成；I2为对应所述5012开关上通过通过电流互感器CT2所采集到的电流，分别按A、B、C三相电流分相构成；Icd为差动电流。
其中，在所述5011开关及所述5012开关均处于合闸状态时，所述差动电流的值为|I1+I2|；
在所述5011开关处于合闸状态及所述5012开关均处于分闸状态时，所述差动电流的值为I1；
在所述5011开关处于分闸状态及所述5012开关均处于合闸状态时，所述差动电流的值为I2。
本发明实施例还提供了一种基于电流判据的短引线保护误投入控制系统，其用于500kV变电站二分之三接线形式中，且该500kV变电站二分之三接线形式中形成有由5011开关、5012开关和50116刀闸组成的T区；其中，所述系统包括：
差动电流检测单元，用于在所述50116刀闸处于合闸状态时，对所述500kV变电站二分之三接线形式中的差动电流的大小进行检测；
短引线保护误投入切除单元，用于若检测到所述差动电流的值大于预设的电流阈值，则认定有短引线保护误投入，并控制所述短引线保护投入压板处于退出状态或/及恢复所述50116刀闸的常闭触点为断开状态，以切除所述短引线保护启动回路误接入至T区，实现短引线保护投入强制退出。
其中，还包括：短引线保护投入单元；
所述短引线保护投入单元，用于在所述50116刀闸处于分闸状态时，由所述50116刀闸的常闭触点自动连通所述短引线保护启动回路接入至T区，并在所述5011开关及所述5012开关二者之中至少有一个处于合闸状态时，自动投入短引线保护。
其中，通过公式Icd＝|I1+I2|，计算出所述差动电流的值；其中，I1为对应所述5011开关上通过电流互感器CT1所采集到的电流，分别按A、B、C三相电流分相构成；I2为对应所述5012开关上通过通过电流互感器CT2所采集到的电流，分别按A、B、C三相电流分相构成；Icd为差动电流。
其中，在所述5011开关及所述5012开关均处于合闸状态时，所述差动电流的值为|I1+I2|；
在所述5011开关处于合闸状态及所述5012开关均处于分闸状态时，所述差动电流的值为I1；
在所述5011开关处于分闸状态及所述5012开关均处于合闸状态时，所述差动电流的值为I2。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明通过对500kV变电站二分之三接线形式中的差动电流的大小进行检测，并将检测结果与预设的电流阈值进行对比来认定是否有短引线保护误投入，且在有误投入时控制短引线保护投入压板退出或/及恢复50116刀闸的常闭触点为断开状态，切除短引线保护启动回路误接入至T区，实现短引线保护投入强制退出，从而能够避免短引线保护误动作所造成的误跳闸。
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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为现有技术中500kV变电站二分之三接线形式的局部结构连接图；
图2为现有技术中短引线保护启动控制方式的逻辑结构连接图；
图3为本发明实施例提供的一种基于电流判据的短引线保护误投入控制方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的一种基于电流判据的短引线保护误投入控制系统的结构示意图。
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，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
发明人发现，在现有的短引线保护启动控制方式(请参见图2)中，现场一般采用短引线保护投入压板不投，依据50116刀闸常闭触点来控制短引线保护功能投退的方式。此时，短引线差动保护采用比率差动，应满足短引线差动保护动作方程(1.1)和(1.2)即可保护动作；
Icd>Icdzd(1.1)；
Icd>K*Izd(1.2)；
其中，Icd＝|I1+I2|；Izd＝|I1-I2|；I1为对应5011开关上通过电流互感器CT1所采集到的电流，分别按A、B、C三相电流分相构成；I2为对应5012开关上通过通过电流互感器CT2所采集到的电流，分别按A、B、C三相电流分相构成；K为制动系数，其为大于1的固定数值(如1.75)；Icd为差动电流；Izd为制动电流；Icdzd为差动保护动作的过流值保护即动作。
根据5011开关、5012开关和50116刀闸的分合闸状态，归纳分类为下表1中的八种状态，并结合图1，分析短引线保护动作。
表1
| 状态 | 5011开关位置 | 5012开关位置 | 50116刀闸位置 |
| ① | 合闸 | 合闸 | 分闸 |
| ② | 合闸 | 分闸 | 分闸 |
| ③ | 分闸 | 合闸 | 分闸 |
| ④ | 分闸 | 分闸 | 分闸 |
| ⑤ | 合闸 | 合闸 | 合闸 |
| ⑥ | 合闸 | 分闸 | 合闸 |
| ⑦ | 分闸 | 合闸 | 合闸 |
| ⑧ | 分闸 | 分闸 | 合闸 |
(1)5011开关在合闸位置，5012开关在合闸位置，50116刀闸在分闸位置50116刀闸在分闸位置，短引线保护要正确投入。
5011开关、5012开关和5013开关通过合环运行向线路L2提供电源。
正常运行时，Icd＝0，Izd＝|I1+I2|＝2I1，此时动作方程(1.1)和(1.2)均不满足，保护不会误动。
一旦T区发生故障，I2反向，Icd差动电流增大，Izd制动电流减小，短引线保护将正确动作。
(2)5011开关在合闸位置，5012开关在分闸位置，50116刀闸在分闸位置50116刀闸在分闸位置，短引线保护要正确投入。
5011开关在合闸位置时，不能提供给线路L1和线路L2电源，此种运行方式为一般为线路L2检修状态时方式。
正常运行时，I2＝0，Icd＝I1，Izd＝|I1+I2|＝I1，此时动作方程(1.2)不满足，依靠动作方程(1.1)把关，保护存在误动风险但不会造成后果，即不考虑误动作。
一旦T区发生故障时，I2＝0，I1变大，动作方程(1.1)满足，短引线保护正确动作。
(3)5011开关在分闸位置，5012开关在合闸位置，50116刀闸在分闸位置50116刀闸在分闸位置，短引线保护要正确投入。
5012开关在合闸位置时，不能提供给线路L1和线路L2电源，此种运行方式为一般为线路L1检修状态时方式。
正常运行时，I1＝0，Icd＝I2，Izd＝|I1+I2|＝I2，此时动作方程(1.2)不满足，依靠动作方程(1.1)把关，保护存在误动风险但不会造成后果，即不考虑误动作。
一旦T区发生故障时，I1＝0，I2变大，动作方程(1.1)满足，短引线保护正确动作。
(4)5011开关在分闸位置，5012开关在分闸位置，50116刀闸在分闸位置50116刀闸在分闸位置，短引线保护投入。
5011开关及5012开关均不向线路L1和线路L2供电，T区无电压也无电流。
正常运行时，I1＝0，I2＝0，短引线保护不会误动。
一旦T区发生故障，无故障电流，短引线保护不会动作。
(5)5011开关在合闸位置，5012开关在合闸位置，50116刀闸在合闸位置50116刀闸在合闸位置，短引线保护不投入，此时Icd＝0。
通过5011开关和5012开关向线路L1供电。
一旦误投入(如短引线保护投入压板被投入)，则Icd＝|I1+I2|，Icd为较大值；Izd为较小值，尤其是发生穿越性质故障(如线路L2发生故障)，5011开关和5012开关向线路L2故障点提供故障电流，使得Icd增大，会存在较大误动风险。
(6)5011开关在合闸位置，5012开关在分闸位置，50116刀闸在合闸位置。
50116刀闸在合闸位置，短引线保护不投入，此时Icd＝0。
线路L1通过5011开关供电，线路L2通过5013开关供电。
一旦误投入(如短引线保护投入压板被投入)，则I2＝0，Icd＝I1，Izd＝|I1-I2|＝I1，此时动作方程(1.2)不满足，依靠动作方程(1.1)把关，尤其是发生穿越性质故障(如500kV 1M发生故障)，5011开关向线路L2故障点提供故障电流，使得Icd增大，让短引线保护存在较大误动风险。
(7)5011开关在分闸位置，5012开关在合闸位置，50116刀闸在合闸位置50116刀闸在合闸位置，短引线保护不投入，此时Icd＝0。
线路L1通过5011开关供电，线路L2通过5013开关供电。
一旦误投入(如短引线保护投入压板被投入)，则I1＝0，Icd＝I2，Izd＝|I2-I1|＝I2，此时动作方程(1.2)不满足，依靠动作方程(1.1)把关，尤其是发生穿越性质故障(如线路L2发生故障)，5012开关向线路L2故障点提供故障电流，使得Icd增大，让短引线保护存在较大误动风险。
(8)5011开关在分闸位置，5012开关在分闸位置，50116刀闸在合闸位置50116刀闸在合闸位置，短引线保护不投入，此时Icd＝0。
在对侧开关也在检修情况下，T区无电，一旦误投入，I1＝0，I2＝0，无故障电流，短引线保护不会动作。
由此可见，在第(1)～第(4)的情况下，可以启动短引线保护投入，并在发生区内故障时，实现保护正确动作；在第(5)～第(8)的情况下，应正常退出短引线保护投入。然而，在第(5)～第(7)的短引线保护误投入情况下，特别是在发生区外故障时，容易引起跳闸，导致事故。因此，发明人基于上述分析内容，提出了一种新的短引线保护启动方法，从而能够避免短引线保护误动作所造成的误跳闸。
如图3所示，为本发明实施例中，发明人提供的一种基于电流判据的短引线保护误投入控制方法，其用于500kV变电站二分之三接线形式(请参见图1)中，且该500kV变电站二分之三接线形式中形成有由5011开关、5012开关和50116刀闸组成的T区；其中，所述方法包括以下步骤：
步骤S1、在所述50116刀闸处于合闸状态时，对所述500kV变电站二分之三接线形式中的差动电流的大小进行检测；
步骤S2、若检测到所述差动电流的值大于预设的电流阈值，则认定有短引线保护误投入，并控制所述短引线保护投入压板处于退出状态或/及恢复所述50116刀闸的常闭触点为断开状态，以切除所述短引线保护启动回路误接入至T区，实现短引线保护投入强制退出。
具体过程为，在步骤S1中，发明人基于上述第(5)～第(7)中50116刀闸处于合闸状态时，因正常情况是短引线保护不投入，使得差动电流Icd为非常小的电流，甚至为0。一旦短引线保护误投入，则会出现电流值较大的差动电流(如差动电流大于预设的电流阈值)。因此，在50116刀闸处于合闸状态时，可以通过对差动电流的大小进行检测来快速识别短引线保护是否有误投入情况。应当说明的是，差动电流Icd的值可参见前述公式Icd＝|I1+I2|计算得到。
在步骤S2中，上述第(5)～第(7)中的差动电流的值分别对应为|I1+I2|、I1和I2。若检测到差动电流的值大于上述预设的电流阈值(如0或其他阈值)，则认定有短引线保护误投入。此时，短引线保护误投入主要在于长期运行中常闭触点老化短接或存在寄生电路等问题造成的，或者工作人员误操作短引线保护投入压板处于闭合状态造成的。
因此，通过控制短引线保护投入压板处于退出状态或/及恢复50116刀闸的常闭触点为断开状态，用以切除短引线保护启动回路误接入至T区的通路，实现短引线保护投入强制退出。
在本发明实施例中，在50116刀闸处于分闸状态时，由50116刀闸的常闭触点自动连通短引线保护启动回路接入至T区，并在5011开关及5012开关二者之中至少有一个处于合闸状态时，自动投入短引线保护，从而实现短引线保护逻辑启动。
如图4所示，为本发明实施例中，提供的一种基于电流判据的短引线保护误投入控制系统，其用于500kV变电站二分之三接线形式中，且该500kV变电站二分之三接线形式中形成有由5011开关、5012开关和50116刀闸组成的T区；其中，所述系统包括：
差动电流检测单元110，用于在所述50116刀闸处于合闸状态时，对所述500kV变电站二分之三接线形式中的差动电流的大小进行检测；
短引线保护误投入切除单元120，用于若检测到所述差动电流的值大于预设的电流阈值，则认定有短引线保护误投入，并控制所述短引线保护投入压板处于退出状态或/及恢复所述50116刀闸的常闭触点为断开状态，以切除所述短引线保护启动回路误接入至T区，实现短引线保护投入强制退出。
其中，还包括：短引线保护投入单元；
所述短引线保护投入单元，用于在所述50116刀闸处于分闸状态时，由所述50116刀闸的常闭触点自动连通所述短引线保护启动回路接入至T区，并在所述5011开关及所述5012开关二者之中至少有一个处于合闸状态时，自动投入短引线保护。
其中，通过公式Icd＝|I1+I2|，计算出所述差动电流的值；其中，I1为对应所述5011开关上通过电流互感器CT1所采集到的电流，分别按A、B、C三相电流分相构成；I2为对应所述5012开关上通过通过电流互感器CT2所采集到的电流，分别按A、B、C三相电流分相构成；Icd为差动电流。
其中，在所述5011开关及所述5012开关均处于合闸状态时，所述差动电流的值为|I1+I2|；
在所述5011开关处于合闸状态及所述5012开关均处于分闸状态时，所述差动电流的值为I1；
在所述5011开关处于分闸状态及所述5012开关均处于合闸状态时，所述差动电流的值为I2。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明通过对500kV变电站二分之三接线形式中的差动电流的大小进行检测，并将检测结果与预设的电流阈值进行对比来认定是否有短引线保护误投入，且在有误投入时控制短引线保护投入压板退出或/及恢复50116刀闸的常闭触点为断开状态，切除短引线保护启动回路误接入至T区，实现短引线保护投入强制退出，从而能够避免短引线保护误动作所造成的误跳闸。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个系统单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种基于电流判据的短引线保护误投入控制方法，其用于500kV变电站二分之三接线形式中；所述500kV变电站二分之三接线形式中形成有由5011开关、5012开关和50116刀闸组成的T区，且所述50116刀闸的常闭触点与短引线保护投入压板并联形成短引线保护启动回路；其特征在于，所述方法包括以下步骤：
在所述50116刀闸处于合闸状态时，对所述500kV变电站二分之三接线形式中的差动电流的大小进行检测；
若检测到所述差动电流的值大于预设的电流阈值，则认定有短引线保护误投入，并控制所述短引线保护投入压板处于退出状态或/及恢复所述50116刀闸的常闭触点为断开状态，以切除所述短引线保护启动回路误接入至T区，实现短引线保护投入强制退出。
2.如权利要求1所述的基于电流判据的短引线保护误投入控制方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
在所述50116刀闸处于分闸状态时，由所述50116刀闸的常闭触点自动连通所述短引线保护启动回路接入至T区，并在所述5011开关及所述5012开关二者之中至少有一个处于合闸状态时，自动投入短引线保护。
3.如权利要求1所述的基于电流判据的短引线保护误投入控制方法，其特征在于，通过公式Icd＝|I1+I2|，计算出所述差动电流的值；其中，I1为对应所述5011开关上通过电流互感器CT1所采集到的电流，分别按A、B、C三相电流分相构成；I2为对应所述5012开关上通过通过电流互感器CT2所采集到的电流，分别按A、B、C三相电流分相构成；Icd为差动电流。
4.如权利要求3所述的基于电流判据的短引线保护误投入控制方法，其特征在于，在所述5011开关及所述5012开关均处于合闸状态时，所述差动电流的值为|I1+I2|；
在所述5011开关处于合闸状态及所述5012开关均处于分闸状态时，所述差动电流的值为I1；
在所述5011开关处于分闸状态及所述5012开关均处于合闸状态时，所述差动电流的值为I2。
5.一种基于电流判据的短引线保护误投入控制系统，其用于500kV变电站二分之三接线形式中，且该500kV变电站二分之三接线形式中形成有由5011开关、5012开关和50116刀闸组成的T区；其特征在于，所述系统包括：
差动电流检测单元，用于在所述50116刀闸处于合闸状态时，对所述500kV变电站二分之三接线形式中的差动电流的大小进行检测；
短引线保护误投入切除单元，用于若检测到所述差动电流的值大于预设的电流阈值，则认定有短引线保护误投入，并控制所述短引线保护投入压板处于退出状态或/及恢复所述50116刀闸的常闭触点为断开状态，以切除所述短引线保护启动回路误接入至T区，实现短引线保护投入强制退出。
6.如权利要求5所述的基于电流判据的短引线保护误投入控制系统，其特征在于，还包括：短引线保护投入单元；
所述短引线保护投入单元，用于在所述50116刀闸处于分闸状态时，由所述50116刀闸的常闭触点自动连通所述短引线保护启动回路接入至T区，并在所述5011开关及所述5012开关二者之中至少有一个处于合闸状态时，自动投入短引线保护。
7.如权利要求5所述的基于电流判据的短引线保护误投入控制系统，其特征在于，通过公式Icd＝|I1+I2|，计算出所述差动电流的值；其中，I1为对应所述5011开关上通过电流互感器CT1所采集到的电流，分别按A、B、C三相电流分相构成；I2为对应所述5012开关上通过通过电流互感器CT2所采集到的电流，分别按A、B、C三相电流分相构成；Icd为差动电流。
8.如权利要求7所述的基于电流判据的短引线保护误投入控制系统，其特征在于，在所述5011开关及所述5012开关均处于合闸状态时，所述差动电流的值为|I1+I2|；
在所述5011开关处于合闸状态及所述5012开关均处于分闸状态时，所述差动电流的值为I1；
在所述5011开关处于分闸状态及所述5012开关均处于合闸状态时，所述差动电流的值为I2。
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|---|---|---|---|
| CN202310366734.0A CN116316454A (zh) | 2023-03-31 | 2023-03-31 | 一种基于电流判据的短引线保护误投入控制方法及系统 |
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| CN202310366734.0A CN116316454A (zh) | 2023-03-31 | 2023-03-31 | 一种基于电流判据的短引线保护误投入控制方法及系统 |
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| CN116316454A true CN116316454A (zh) | 2023-06-23 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117411188A (zh) * | 2023-11-30 | 2024-01-16 | 中国长江电力股份有限公司 | 一种水电站500kV送出线路由检修转运行监控系统自动操作流程 |
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2023
- 2023-03-31 CN CN202310366734.0A patent/CN116316454A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN117411188A (zh) * | 2023-11-30 | 2024-01-16 | 中国长江电力股份有限公司 | 一种水电站500kV送出线路由检修转运行监控系统自动操作流程 |
| CN117411188B (zh) * | 2023-11-30 | 2024-06-11 | 中国长江电力股份有限公司 | 一种水电站500kV送出线路由检修转运行监控系统自动操作方法 |
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