[發(fā)明專利]基于廣域測量系統(tǒng)的具有可靠選擇性的快速線路后備保護方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810227216.6
• 申請日: 2008-11-25
• 公開（公告）號: CN101409442A
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙曼勇;周紅陽;陳朝暉;吳國沛;劉育權(quán);莫文雄;段剛;吳京濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司;北京四方繼保自動化股份有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 北京華進專利事務(wù)所
• 代理人: 吳鴻維

1.一種廣域線路后備保護方法，所述后備保護方法利用廣域測量系統(tǒng)實現(xiàn)對全網(wǎng)范圍內(nèi)線路的首末端電壓、電流相量的同步實時量測，并將實時量測的數(shù)據(jù)集中到廣域測量系統(tǒng)主站，經(jīng)主站中的廣域后備保護服務(wù)器的計算分析，定位故障位置，并下發(fā)控制命令到子站，利用通訊系統(tǒng)和主站判斷決策系統(tǒng)的固有延遲，實現(xiàn)線路主保護和線路后備保護的時間配合；在開關(guān)拒動的情況下，通過拓撲分析，選擇所有相鄰線路進行開斷，該方法將具有不同級別時間延遲的線路后備保護，由快到慢分別稱為I段后備保護、II段后備保護以至多段后備保護，其特征在于所述方法包括以下步驟：

1)子站的相量測量單元PMU實時量測線路的首末端電壓、電流相量，根據(jù)實時量測的電壓、電流相量計算得到電壓、電流的幅值和相位以及頻率，并把幅值、相位和頻率計算結(jié)果以及所采集的斷路器位置、刀閘位置狀態(tài)量連同相應(yīng)時刻的GPS時標通過網(wǎng)絡(luò)上送到主站的相量數(shù)據(jù)集中器；

2)所述主站中的廣域后備保護服務(wù)器獲取上述上送到主站相量數(shù)據(jù)集中器的數(shù)據(jù)進行計算分析，并判定故障所在的線路和相別，當發(fā)現(xiàn)并確定線路故障后，主站立刻向子站控制裝置發(fā)出跳閘命令；

3)利用通訊系統(tǒng)和主站判斷決策系統(tǒng)的固有延遲，實現(xiàn)主保護和I段后備保護的時間配合；

4)在開關(guān)拒動的情況下，通過拓撲分析，選擇所有相鄰線路進行開斷，即實現(xiàn)線路的II段后備保護，依次類推可實現(xiàn)線路的多段后備保護。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣域線路后備保護方法，其特征在于：該保護方法基于廣域測量系統(tǒng)WAMS的硬件設(shè)施，利用分布于全網(wǎng)各子站的相量測量單元PMU同步實時采集被保護線路兩端的電壓和電流相量，上送到廣域測量系統(tǒng)WAMS主站，并進一步轉(zhuǎn)送到廣域后備保護服務(wù)器，所述通信系統(tǒng)采用電力數(shù)據(jù)以太網(wǎng)或者采用專線，實時采集的同步相量數(shù)據(jù)采用TCP協(xié)議傳輸，而主站廣域后備保護服務(wù)器下發(fā)的控制命令采用UDP協(xié)議傳輸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣域線路后備保護方法，其特征在于：根據(jù)上送到廣域測量系統(tǒng)WAMS主站的各線路的首末端的相量電流和相量電壓，判斷線路各側(cè)的電流突變量是否達到設(shè)定值，基于分相電流差動的原理，計算相應(yīng)線路兩側(cè)電流的相量和的幅值作為差動電流，以兩側(cè)電流相量差的幅值作為制動電流，采用比率制動特性判斷故障所在的線路和相別。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣域線路后備保護方法，其特征在于：當發(fā)現(xiàn)故障后主站立刻向子站控制裝置發(fā)出跳閘命令，在子站控制裝置處，若識別到主保護已斷開相應(yīng)開關(guān)或者本地的線路電流已經(jīng)小于額定電流的10％，則該主站命令不出口，否則執(zhí)行該主站命令，并返回主站命令被執(zhí)行的信息；由于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r以及主站集中計算的延時，來自于廣域線路后備保護主站的即刻跳閘命令會比就地的線路主保護延遲100-300毫秒，由此實現(xiàn)主保護和后備保護的配合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣域線路后備保護方法，其特征在于：主站發(fā)出跳閘命令后，經(jīng)設(shè)定延時時間后，若發(fā)現(xiàn)故障線路電流仍然大于額定電流的10％，則說明跳閘命令沒被執(zhí)行，判定相應(yīng)側(cè)的開關(guān)拒動，則主站根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲分析的結(jié)果，對相應(yīng)開關(guān)的所有相鄰線路兩端的斷路器發(fā)送跳閘命令，即實現(xiàn)線路的II段后備保護，依次類推可實現(xiàn)線路的多段后備保護。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣域線路后備保護方法，其特征在于：所述子站的跳閘執(zhí)行裝置的核心由與邏輯跳閘控制器構(gòu)成，其輸入是斷路器的開合狀態(tài)、線路電流是否大于預(yù)設(shè)值、來自于廣域后備保護主站的跳閘信號；只有當斷路器處于合閘狀態(tài)并且線路電流大于預(yù)設(shè)值并且有來自于廣域后備保護主站的跳閘信號時，與邏輯跳閘控制器輸出為1，才跳開相應(yīng)的線路斷路器。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣域線路后備保護方法，其特征在于：線路同時配備測量CT和保護CT，所述子站的相量測量單元PMU同時采集測量CT和保護CT的數(shù)據(jù)，其中保護CT的數(shù)據(jù)用于計算故障時的電流相量，并供廣域后備保護系統(tǒng)的主站和子站的分析使用。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣域線路后備保護方法，其特征在于：所述主站廣域后備保護服務(wù)器的計算分析時間不超過200ms。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廣域線路后備保護方法，其特征在于：測量數(shù)據(jù)到控制主站的延遲不超過150ms；控制命令發(fā)出到控制子站執(zhí)行，延遲不超過50ms。