CN117335368A - 应用于500kV双母线接线形式的继电保护系统 - Google Patents

应用于500kV双母线接线形式的继电保护系统 Download PDF

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CN117335368A CN202311310039.9A CN202311310039A CN117335368A CN 117335368 A CN117335368 A CN 117335368A CN 202311310039 A CN202311310039 A CN 202311310039A CN 117335368 A CN117335368 A CN 117335368A
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陈波
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Abstract

本发明提供一种应用于500kV双母线接线形式的继电保护系统,包括:第一线路保护装置,第一线路保护装置用于对500kV电压等级的间隔单元进行测控;第一断路器失灵保护装置,第一断路器失灵保护装置用于判别故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息;第一母差保护装置,第一母差保护装置用于判别母线是否发生故障,并断开母线上所有的断路器;第二线路保护装置,第二线路保护装置用于对500kV电压等级的间隔单元进行测控;第二断路器失灵保护装置,第二断路器失灵保护装置用于判别故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息;第二母差保护装置,第二母差保护装置用于判别母线是否发生故障,并断开母线上所有的断路器。

Description

应用于500kV双母线接线形式的继电保护系统
技术领域
本发明涉及继电保护技术领域,具体涉及一种应用于500kV双母线接线形式的继电保护系统。
背景技术
现在的电力系统中,继电保护、重合闸和断路器的正确动作是电力系统安全稳定运行的必要条件。不同的电压等级会对电流互感器的绕组饱和程度产生不同的影响和后果,进而导致不同电压等级的保护装置对电流互感器的暂态特性提出不同的要求和差异。
根据相关标准规范的要求,500kV系统母差保护一般采用TPY类电流互感器二次绕组,断路器失灵保护采用P类电流互感器二次绕组,因此,500kV交流配电装置采用双母线接线形式时,失灵保护不能由500kV母差保护实现,需要独立配置。根据常规工程的应用经验,500kV断路器配置单套断路器失灵保护,每组断路器电流互感器配置1组P级绕组,用于接入断路器失灵保护装置。
现有技术中,如果断路器失灵保护装置采用单套配置,在发生故障后,所在间隔的断路器需要跳开后进行运维检修,这也意味着丧失相应的输电能力。
发明内容
本发明为解决上述技术问题,提供了一种应用于500kV双母线接线形式的继电保护系统,能够保持500kV双母线接线形式的电力系统持续和稳定的输出。
本发明采用的技术方案如下:
一种应用于500kV双母线接线形式的继电保护系统包括:第一线路保护装置,所述第一线路保护装置用于对500kV电压等级的间隔单元进行测控;第一断路器失灵保护装置,所述第一断路器失灵保护装置与所述第一线路保护装置相连,所述第一断路器失灵保护装置用于判别故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息;第一母差保护装置,所述第一母差保护装置与所述第一断路器失灵保护装置相连,所述第一母差保护装置用于判别母线是否发生故障,并断开母线上所有的断路器;第二线路保护装置,所述第二线路保护装置与所述第一断路器失灵保护装置相连,所述第二线路保护装置用于对500kV电压等级的间隔单元进行测控;第二断路器失灵保护装置,所述第二断路器失灵保护装置与所述第二线路保护装置和所述第一断路器失灵保护装置相连,所述第二断路器失灵保护装置用于判别故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息;第二母差保护装置,所述第二母差保护装置与所述第二断路器失灵保护装置和第一断路器失灵保护装置相连,所述第二母差保护装置用于判别母线是否发生故障,并断开母线上所有的断路器。
在本发明的一个实施例中,所述第一线路保护装置、第一断路器失灵保护装置和第一母差保护装置与第二线路保护装置、第二断路器失灵保护装置和第二母差保护装置组不同屏柜。
在本发明的一个实施例中,所述500kV双母线接线形式的继电保护系统的线路故障时,线路保护启动外部断路器保护失灵,断路器保护判失灵,失灵动作后,失灵接点接至母差保护本间隔失灵开入,母差保护再判失灵电流,同时设短延时,母差保护失灵动作跳母线各间隔。
在本发明的一个实施例中,所述500kV双母线接线形式的继电保护系统的换流变故障时,换流变保护的三跳接点分别交叉接至所述第一断路器失灵保护装置的两组TJR回路,第一组TJR接点至第一断路器失灵保护装置启动失灵,第二组TJR接点至第二断路器失灵保护装置启动失灵,断路器保护判失灵,失灵动作后,失灵接点接至母差保护本间隔失灵开入,母差保护内部再判失灵电流,同时设短延时,母差保护失灵动作跳母线各间隔。
在本发明的一个实施例中,所述500kV双母线接线形式的继电保护系统中的母线故障包括:线路间隔故障、换流变故障、母联间隔故障和分段间隔故障。
在本发明的一个实施例中,所述500kV双母线接线形式的继电保护系统的线路间隔故障时,母差保护启动线路间隔外部断路器失灵保护,断路器保护判失灵,失灵动作后开出给线路保护跳对侧。
在本发明的一个实施例中,所述500kV双母线接线形式的继电保护系统的换流变间隔故障时,母差保护的三跳接点对应接至所述第一断路器失灵保护装置的两组TJR回路,第一组TJR接点至第一断路器失灵保护装置启动失灵,第二组TJR接点至第二断路器失灵保护装置启动失灵。
在本发明的一个实施例中,所述500kV双母线接线形式的继电保护系统的母联间隔故障时,母差保护跳母联,同时启动内部母联失灵保护,由内部实现母联失灵判别。
在本发明的一个实施例中,所述500kV双母线接线形式的继电保护系统的分段间隔故障时,母差保护跳分段,启动分段间隔外部断路器保护失灵保护,失灵动作后开出给另外一段母差保护。
在本发明的一个实施例中,所述500kV双母线接线形式的继电保护系统的母联/分段充电过电流动作时,母联/分段充电过流保护动作启动外部母联/分段失灵保护,经母联/分段保护判失灵电流,失灵动作接点开出母差保护母联/分段间隔失灵开入,经第一母差保护装置和第二母差保护装置母联/分段间隔失灵逻辑延时出口。
本发明的有益效果:
本发明通过第一线路保护装置和第二线路保护装置对500kV电压等级的间隔单元进行测控,并通过两套断路器失灵保护装置判别故障设备的保护动作信息与举动断路器的电流信息,以及通过两套母差保护装置判别母线是否发生故障并断开母线上所有的断路器,由此,能够保持500kV双母线接线形式的电力系统持续和稳定的输出。
附图说明
图1为本发明实施例的应用于500kV双母线接线形式的继电保护系统的方框示意图;
图2为本发明一个实施例的500kV交流系统的双母线接线图;
图3为本发明一个实施例的线路故障下的失灵配合时序逻辑图;
图4为本发明一个实施例的换流变故障下的失灵配合时序逻辑图;
图5为本发明一个实施例的母线故障下的启动线路远传逻辑图;
图6为本发明一个实施例的母线故障下的线路/换流变间隔失灵配合时序逻辑图;
图7为本发明一个实施例的母线故障下的母联间隔失灵配合时序逻辑图;
图8为本发明一个实施例的母线故障下的分段间隔失灵配合时序逻辑图;
图9为本发明一个实施例的母联充电过流动作下的失灵配合时序逻辑图;
图10为本发明一个实施例的分段充电过流动作下的失灵配合时序逻辑图。
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。
图1为本发明实施例的应用于500kV双母线接线形式的继电保护系统的方框示意图。
如图1所示,本发明实施例的应用于500kV双母线接线形式的继电保护系统,包括:第一线路保护装置10、第一断路器失灵保护装置20、第一母差保护装置30、第二线路保护装置40、第二断路器失灵保护装置50和第二母差保护装置60,其中,第一线路保护装置10用于对500kV电压等级的间隔单元进行测控;第一断路器失灵保护装置20与第一线路保护装置10相连,第一断路器失灵保护装置20用于判别故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息;第一母差保护装置30与第一断路器失灵保护装置20相连,第一母差保护装置30用于判别母线是否发生故障,并断开母线上所有的断路器;第二线路保护装置40与第一断路器失灵保护装置相连,所述第二线路保护装置用于对500kV电压等级的间隔单元进行测控;第二断路器失灵保护装置50与第二线路保护装置40和第一断路器失灵保护装置20相连,第二断路器失灵保护装置用于判别故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息;第二母差保护装置60与第二断路器失灵保护装置50和第一断路器失灵保护装置20相连,第二母差保护装置用于判别母线是否发生故障,并断开母线上所有的断路器。
具体而言,在500kV双母线接线形式的电力系统中,单套断路器失灵保护的每组断路器电流互感器配置1组P级绕组,用于接入断路器失灵保护装置,若断路器失灵保护发生故障,则所在间隔的断路器需跳开,由此,本发明实施例提出断路器失灵保护采用冗余配置,两套失灵保护装置同时投入,当其中一套失灵保护装置故障或者异常后,另一套失灵保护装置继续实现失灵保护的功能,从而保持500kV双母线接线形式的电力系统持续稳定的输出。
在本发明的一个实施例中,如图2所示,在500kV交流系统的双母线接线中,1M/2M双母线接线接入设备可包括换流变进线2回、500kV交流出线2回,3M/4M双母线接线接入设备可包括换流变进线2回、500kV交流出线2回,整个500kV双母线接线形式的电力系统中工形成4回换流变进线、4回500kV交流出线、2组母联回路和2组分段回路。
在本发明的一个实施例中,第一线路保护装置10、第一断路器失灵保护装置20和第一母差保护装置30与第二线路保护装置40、第二断路器失灵保护装置50和第二母差保护装置60可组不同屏柜。其中,保护装置的电源可取自不同段的直流馈电屏。
在本发明的一个实施例中,交流电压回路可取自电压互感器的不同绕组,交流电流回路可串接自同一电流互感器绕组,如果条件允许时,交流电流回路可选用电流互感器的不同绕组,且两套断路器保护的出口接点并联,至操作箱、母差回路以及线路保护远跳回路,断路器位置、压力低闭锁重合闸、闭锁重合闸等接点可分别接至两套断路器保护。
具体地,如图3所示,当500kV双母线接线形式的继电保护系统的线路故障时,线路保护启动外部断路器保护失灵,断路器保护判失灵,失灵动作后,失灵接点接至母差保护本间隔失灵开入,母差保护再判失灵电流,同时设短延时,母差保护失灵动作跳母线各间隔。其中,短延时可以10ms为例,躲交直流相窜,超过半个周波。
进一步地,如图4所示,当当500kV双母线接线形式的继电保护系统的换流变故障时,换流变保护的三跳接点分别交叉接至所述第一断路器失灵保护装置的两组TJR回路,第一组TJR接点至第一断路器失灵保护装置启动失灵,第二组TJR接点至第二断路器失灵保护装置启动失灵,断路器保护判失灵,失灵动作后,失灵接点接至母差保护本间隔失灵开入,母差保护内部再判失灵电流,同时设短延时,母差保护失灵动作跳母线各间隔。
在本发明的一个实施例中,500kV双母线接线形式的继电保护系统中的母线故障可包括:线路间隔故障、换流变故障、母联间隔故障和分段间隔故障,其中,对于线路间隔和换流变间隔,无论是间隔保护动作还是母差保护动作,500kV断路器失灵判别均由外部失灵保护实现,失灵电流定值和延时均设在外部失灵保护中,500kV母差保护对应间隔的内部失灵功能仅供外部失灵保护动作时跳母线所有开关;对于母联间隔,母差保护动作时,失灵可由内部逻辑实现;对于分段间隔,母差保护动作时,失灵可由外部逻辑实现;对于外部母联/分段充电过流保护动作时,可先经此保护判失灵电流,失灵动作后开出至母差保护母联/分段失灵开入,内部失灵判失灵电流并实现延时。其中,母差保护中的母联/分段间隔内部失灵判别可由TPY级绕组实现,外部母联/分段充电过流保护中的失灵判别可由P级绕组实现。
具体地,如图5和图6所示,当500kV双母线接线形式的继电保护系统的线路间隔故障时,母差保护启动线路间隔外部断路器失灵保护,断路器保护判失灵,失灵动作后开出给线路保护跳对侧。
进一步地,如图5和图6所示,当500kV双母线接线形式的继电保护系统的换流变间隔故障时,母差保护的三跳接点对应接至所述第一断路器失灵保护装置的两组TJR回路,第一组TJR接点至第一断路器失灵保护装置启动失灵,第二组TJR接点至第二断路器失灵保护装置启动失灵。其中,母差保护启动换流变间隔外部断路器失灵保护,断路器保护判失灵,需要注意的是,母差保护会同时启动内部变压器间隔失灵,判失灵电流,失灵延时仅为短延时,在外部断路器失灵保护动作之前内部失灵就会先启动,甚至在母差保护动作后到切除故障电流前的时间内,内部失灵就会动作。
更进一步地,如图7所示,当500kV双母线接线形式的继电保护系统的母联间隔故障时,母差保护跳母联,同时启动内部母联失灵保护,由内部实现母联失灵判别。
更进一步地,如图8所示,当500kV双母线接线形式的继电保护系统的分段间隔故障时,母差保护跳分段,启动分段间隔外部断路器保护失灵保护,失灵动作后开出给另外一段母差保护。
在本发明的一个实施例中,如图9和图10所示,当500kV双母线接线形式的继电保护系统的母联/分段充电过电流动作时,母联/分段充电过流保护动作启动外部母联/分段失灵保护,经母联/分段保护判失灵电流,失灵动作接点开出母差保护母联/分段间隔失灵开入,经第一母差保护装置和第二母差保护装置母联/分段间隔失灵逻辑延时出口。
综上所述,根据本发明实施例的应用于500kV双母线接线形式的继电保护系统,通过第一线路保护装置和第二线路保护装置对500kV电压等级的间隔单元进行测控,并通过两套断路器失灵保护装置判别故障设备的保护动作信息与举动断路器的电流信息,以及通过两套母差保护装置判别母线是否发生故障并断开母线上所有的断路器,由此,能够保持500kV双母线接线形式的电力系统持续和稳定的输出。
在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种应用于500kV双母线接线形式的继电保护系统,其特征在于,包括:
第一线路保护装置,所述第一线路保护装置用于对500kV电压等级的间隔单元进行测控;
第一断路器失灵保护装置,所述第一断路器失灵保护装置与所述第一线路保护装置相连,所述第一断路器失灵保护装置用于判别故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息;
第一母差保护装置,所述第一母差保护装置与所述第一断路器失灵保护装置相连,所述第一母差保护装置用于判别母线是否发生故障,并断开母线上所有的断路器;
第二线路保护装置,所述第二线路保护装置与所述第一断路器失灵保护装置相连,所述第二线路保护装置用于对500kV电压等级的间隔单元进行测控;
第二断路器失灵保护装置,所述第二断路器失灵保护装置与所述第二线路保护装置和所述第一断路器失灵保护装置相连,所述第二断路器失灵保护装置用于判别故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息;
第二母差保护装置,所述第二母差保护装置与所述第二断路器失灵保护装置和第一断路器失灵保护装置相连,所述第二母差保护装置用于判别母线是否发生故障,并断开母线上所有的断路器。
2.根据权利要求1所述的应用于500kV双母线接线形式的继电保护系统,其特征在于,所述第一线路保护装置、第一断路器失灵保护装置和第一母差保护装置与第二线路保护装置、第二断路器失灵保护装置和第二母差保护装置组不同屏柜。
3.根据权利要求1所述的应用于500kV双母线接线形式的继电保护系统,其特征在于,所述500kV双母线接线形式的继电保护系统的线路故障时,线路保护启动外部断路器保护失灵,断路器保护判失灵,失灵动作后,失灵接点接至母差保护本间隔失灵开入,母差保护再判失灵电流,同时设短延时,母差保护失灵动作跳母线各间隔。
4.根据权利要求1所述的应用于500kV双母线接线形式的继电保护系统,其特征在于,所述500kV双母线接线形式的继电保护系统的换流变故障时,换流变保护的三跳接点分别交叉接至所述第一断路器失灵保护装置的两组TJR回路,第一组TJR接点至第一断路器失灵保护装置启动失灵,第二组TJR接点至第二断路器失灵保护装置启动失灵,断路器保护判失灵,失灵动作后,失灵接点接至母差保护本间隔失灵开入,母差保护内部再判失灵电流,同时设短延时,母差保护失灵动作跳母线各间隔。
5.根据权利要求1所述的应用于500kV双母线接线形式的继电保护系统,其特征在于,所述500kV双母线接线形式的继电保护系统中的母线故障包括:线路间隔故障、换流变故障、母联间隔故障和分段间隔故障。
6.根据权利要求5所述的应用于500kV双母线接线形式的继电保护系统,其特征在于,所述500kV双母线接线形式的继电保护系统的线路间隔故障时,母差保护启动线路间隔外部断路器失灵保护,断路器保护判失灵,失灵动作后开出给线路保护跳对侧。
7.根据权利要求6所述的应用于500kV双母线接线形式的继电保护系统,其特征在于,所述500kV双母线接线形式的继电保护系统的换流变间隔故障时,母差保护的三跳接点对应接至所述第一断路器失灵保护装置的两组TJR回路,第一组TJR接点至第一断路器失灵保护装置启动失灵,第二组TJR接点至第二断路器失灵保护装置启动失灵。
8.根据权利要求7所述的应用于500kV双母线接线形式的继电保护系统,其特征在于,所述500kV双母线接线形式的继电保护系统的母联间隔故障时,母差保护跳母联,同时启动内部母联失灵保护,由内部实现母联失灵判别。
9.根据权利要求8所述的应用于500kV双母线接线形式的继电保护系统,其特征在于,所述500kV双母线接线形式的继电保护系统的分段间隔故障时,母差保护跳分段,启动分段间隔外部断路器保护失灵保护,失灵动作后开出给另外一段母差保护。
10.根据权利要求1所述的应用于500kV双母线接线形式的继电保护系统,其特征在于,所述500kV双母线接线形式的继电保护系统的母联/分段充电过电流动作时,母联/分段充电过流保护动作启动外部母联/分段失灵保护,经母联/分段保护判失灵电流,失灵动作接点开出母差保护母联/分段间隔失灵开入,经第一母差保护装置和第二母差保护装置母联/分段间隔失灵逻辑延时出口。
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