[發明專利]一種基于開關量信號的站域失靈保護方法及系統

有效

• 申請號: 202011504474.1
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112531661B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 匡曉云;陳一鳴;黃開天;江浪;楊祎巍;陳衛;于楊;尹項根;姚浩
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;華中科技大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H3/05
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發明公開了一種基于開關量信號的站域失靈保護方法及系統，屬于電力系統繼電保護領域。方法包括：根據本保護的動作狀態、起動元件狀態和相鄰保護的開關量信號，通過本發明提出的動作邏輯組合，并利用二次回路開關量信號，對站域各種多端口被保護設備實現一種按鄰接關系逐級配合的失靈保護功能。本發明針對交、直流電力系統站域保護，無需復雜整定，可以解決遠后備保護所涉及的由于相鄰斷路器失靈、相鄰保護失靈包括相鄰保護控制設備失壓等原因導致的主保護不能快速切除故障的問題。

技術領域

本發明屬于電力系統繼電保護領域，更具體地，涉及一種基于開關量信號的站域失靈保護方法及系統。

背景技術

繼電保護是保障大電網安全的第一道防線。如果保護裝置在故障發生時不能正確、快速、可靠動作，易導致事故擴大，甚至引發大面積停電。近年來電網的不斷擴大與復雜化以及智能電網建設，對電力系統繼電保護尤其是后備保護提出了更高的要求。

當發生主保護失靈或者斷路器失靈時，故障需由后備保護可靠切除。傳統后備保護一般采用階段式距離保護或零序過電流保護，存在整定復雜、配合困難、動作速度慢、選擇性差、不能適應復雜運行方式變化等缺陷。傳統失靈保護作為近后備保護，也無法解決保護失壓等二次設備故障導致的拒動問題。不少研究者提出廣域保護作為后備保護的方法，但也存在測量信息需同步、信息傳遞有延時、高度依賴于通信、可靠性不高等問題。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種基于開關量信號的站域失靈保護方法及系統，該方法不依賴通信主站和整定，旨在解決遠后備保護所涉及的由于相鄰斷路器失靈、相鄰保護失靈包括相鄰保護控制設備失壓等原因導致的主保護不能可靠切除故障的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于開關量信號的站域失靈保護方法，包括以下步驟：

S1.獲取本保護裝置的起動元件狀態，根據起動元件狀態向相鄰保護裝置發送開關量信號，所述開關量信號用于閉鎖相鄰保護裝置；

S2.獲取本保護裝置的主保護起動狀態，判斷本保護裝置的主保護是否應動作，若主保護應動作，則本保護裝置向本保護裝置所在保護區的斷路器發送跳閘指令，并停止向相鄰保護裝置發送開關量信號，若否，則進入步驟S3；

S3.獲取相鄰保護裝置發送的開關量信號和相鄰保護裝置所在保護區的故障特征信息，結合本保護裝置的起動元件狀態、主保護起動狀態和主保護動作狀態，判斷本保護裝置是否應作為失靈保護動作，若本保護裝置應作為失靈保護動作，則向本保護區的斷路器發送跳閘指令，并停止向相鄰保護裝置發送開關量信號，實現站域失靈保護，若否，待起動元件返回后本保護裝置復歸。

進一步地，主保護裝置覆蓋被保護區域100％范圍，所有保護與相鄰保護裝置均通過二次回路交互開關量信號。

進一步地，所有保護裝置均配有響應系統擾動的起動元件，對交流系統而言，其動作判據可以為各種典型保護起動元件，如基于相電流突變量起動元件、負序起動元件、零序起動元件、差流起動元件等；對直流系統而言，起動元件起動邏輯可為QD＝(Δi＞k₁I_N)∪(i＞k₂I_N)，式中QD為起動元件動作信號，Δi為電流突變量，k₁和k₂為可靠系數，I_N為額定電流。兩個判據任何一個條件滿足均起動本保護裝置。

進一步地，主保護裝置可為采用比率制動原理的差動保護裝置，其動作判據為其中j為差動保護端口數，為端口n流入的電流向量，K為差動制動系數，取值根據不同的保護對象及其差流不平衡情況來整定，以保護對象為母線為例，一般K可取0.4左右。

進一步地，所述的故障特征未消失，對于交流電力系統其特征為故障電流一直存在，滿足式(1)～(3)中的任一項；對于直流電力系統滿足(4)～(6)中任一項，即判定為故障特征未消失。