專利名稱：智能變電站雙回線路的自適應(yīng)距離保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于智能變電站雙回線路的自適應(yīng)距離保護(hù)方法，屬于電力系統(tǒng)自動化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
同桿雙回線路相比于單回線路來說，在單位出線走廊上面提高了線路輸送容量， 且比建造兩條單回輸電線路投資更少。因此，國內(nèi)特高壓、超高壓及高壓線路越來越多采用同桿雙回線路輸電。傳統(tǒng)變電站中從慮接線復(fù)雜性和保護(hù)的可靠性出發(fā)，同桿雙回線路的兩回線都是獨(dú)立配置保護(hù)，任何一臺保護(hù)均只采集對應(yīng)線路的電氣和開關(guān)量信息，而不采集相鄰線路信息，且兩套保護(hù)之間也不存在任何信息交互。而同桿雙回線路由于兩回線路之間距離較近，容易發(fā)生跨線之類的復(fù)雜故障，即使單回線故障也可能因?yàn)橄噜従€路的相互耦合導(dǎo)致故障線路或者健全線路的繼電保護(hù)不正確動作。尤其是距離保護(hù)，現(xiàn)行方案的原理都是基于單回線的，在應(yīng)用于雙回線沒有大的改進(jìn)，在發(fā)生區(qū)外單相故障時雙回線上可能因?yàn)榱阈蚧ジ械挠绊懚絼幼?，?dāng)發(fā)生跨線故障時又可能沒有靈敏度而拒動。當(dāng)今，我國電力事業(yè)正蓬勃發(fā)展，智能變電站的建設(shè)更是如火如荼。智能變電站最大特點(diǎn)就是站內(nèi)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化，信息共享十分便利。雙回線保護(hù)幾乎在不需要多付出任何代價的情況下就能很方便獲得兩回線路的電流、電壓量，甚至是對側(cè)的電氣量信息，為雙回線路繼電保護(hù)性能的提高提供了有利條件。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明旨在提供一種適用于智能變電站雙回線路的自適應(yīng)距離保護(hù)方法。該方法旨在提高正常運(yùn)行線路的距離保護(hù)靈敏性，同時保證特殊工況下其選擇性，無需增加定值，也不會復(fù)雜化二次回路。本發(fā)明主要針對智能變電站繼電保護(hù)，利用智能變電站中先進(jìn)的通訊網(wǎng)絡(luò)同時獲得本線及相鄰線路的電壓、電流信息以及開關(guān)位置信息等，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)距離I段定值自適應(yīng)，故障阻抗繼電器自適應(yīng)。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種智能變電站雙回線路的自適應(yīng)距離保護(hù)方法，其特征在于包括以下內(nèi)容1)電氣量信息采集利用智能變電站數(shù)據(jù)共享的特點(diǎn)，通過站內(nèi)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)同時獲取本線路和相鄰線路的模擬量信息、開關(guān)位置信息及線路接地刀閘位置信息；2)特殊運(yùn)行情況下距離保護(hù)定值自適應(yīng)根據(jù)實(shí)時采集的相鄰線路模擬量信息和開關(guān)位置信息，判定相鄰線路運(yùn)行狀態(tài)屬于以下哪種情況①相鄰線路兩側(cè)正常運(yùn)行，②相鄰線路兩側(cè)空掛運(yùn)行，③相鄰線路兩側(cè)掛地運(yùn)行，并根據(jù)判定結(jié)果，動態(tài)調(diào)整本線路距離I段的保護(hù)定值；3)基于故障類型識別的阻抗繼電器自適應(yīng)系統(tǒng)發(fā)生故障后，首先利用故障選相元件選出兩回線路各自的故障相別，判別是單線相間故障還是跨線故障，若為跨線故障則采用基于線間故障回路的方法計算故障回路阻抗，從而準(zhǔn)確定位故障位置；若為單回線故障則采用傳統(tǒng)方法測量故障回路阻抗?；诒景l(fā)明的雙回線路自適應(yīng)距離保護(hù)方法，繼電保護(hù)配置可仍按線路進(jìn)行，即雙回線中各回線分別配置一套繼電保護(hù)設(shè)備，各套保護(hù)僅跳、合本保護(hù)對應(yīng)線路的開關(guān)，在發(fā)生單回線故障時，對應(yīng)線路的保護(hù)僅跳本線路故障相，鄰線保護(hù)不動作，鄰線正常運(yùn)行； 若發(fā)生跨線故障，兩回線路的保護(hù)分別跳開本線路對應(yīng)的故障相，不會交叉跳鄰線的故障相。本發(fā)明的有益效果是(1)相鄰線路正常運(yùn)行或兩側(cè)斷開運(yùn)行情況下發(fā)生單回線故障時，距離I段保護(hù)具有較高的靈敏度；相鄰線路兩側(cè)掛地運(yùn)行情況下單回線發(fā)生末端接地故障時，距離保護(hù)具有絕對的選擇性，不會超越動作；(2)發(fā)生單回線相間故障或者跨線故障情況下，自適應(yīng)的基于故障回路的阻抗繼電器均能夠準(zhǔn)確測量回路阻抗，有足夠靈敏度，能正確動作并準(zhǔn)確測距。(3)繼電保護(hù)配置對于任意一個智能變電站中的雙回線都適用，具有普遍意義。


圖1為500kV智能變電站雙回出線保護(hù)配置示意圖。圖2為雙回線路的自適應(yīng)距離保護(hù)方法流程圖。
具體實(shí)施例方式1、電氣量信息采集同時采集兩回線的六相電壓乂、<、之和〃f、4、〃 ,六相電流<、《、《和 《、ξ、以及六相開關(guān)位置信息和兩回線路的接地刀閘位置信息。圖1為500kV智能變電站雙回出線保護(hù)配置示意圖。圖中，1.相鄰線路采樣值，2.開關(guān)信息量，3. GOOSE (面向通用對象的變電站事件) 網(wǎng)，4. SMV (采樣值)網(wǎng)，5.電流合并單元，6.智能單元，7.電壓合并單元，8.線路I，9.線路 II，10.開關(guān)，11. ECT (電子式電流互感器)，12. EVT (電子式電壓互感器)，13. PSL600U線路保護(hù)裝置。其中采樣值及保護(hù)跳閘命令采用點(diǎn)對點(diǎn)傳輸方式，其他開關(guān)量信息采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸。2、鄰線運(yùn)行狀態(tài)判別以I線保護(hù)為例，II線為其相鄰線路。若相鄰線路三相開關(guān)處于分為且其接地刀閘處于合位，則說明鄰線處于掛地運(yùn)行狀態(tài)；若相鄰線路三相開關(guān)處于分為且其接地刀閘處于分為，則說明鄰線空掛運(yùn)行；若相鄰線路三相開關(guān)處于合為則認(rèn)為鄰線處于正常運(yùn)行狀態(tài)。
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3、距離I段保護(hù)定值自適應(yīng)距離I段阻抗定值按常規(guī)線路整定，無需考慮雙回線路零序互感影響，令該定值為Zzdl，距離保護(hù)在此基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)時判別的鄰線運(yùn)行狀態(tài)，動態(tài)調(diào)整實(shí)際的動作范圍。①鄰線正常運(yùn)行或者空掛運(yùn)行以上兩種運(yùn)行方式下零序互感對距離保護(hù)影響很小，本線路距離I段動作范圍不需要作調(diào)整，按&(11運(yùn)行，可保證區(qū)內(nèi)故障時保護(hù)的靈敏度；②鄰線掛地運(yùn)行若相鄰線路掛地運(yùn)行時，零序互感的影響可能造成本線路末端故障時候距離保護(hù)超越動作，必須適當(dāng)縮小距離保護(hù)范圍，保護(hù)內(nèi)部將定值自適應(yīng)為kXhdl，k為安全系數(shù)， k < 1，按經(jīng)驗(yàn)k設(shè)為0.9左右即可。4、阻抗繼電器自適應(yīng)線路發(fā)生故障后首先利用雙回線路故障選相元件選出故障類別及每回線路故障相別。若為單回線故障，則沿用傳統(tǒng)的阻抗繼電器進(jìn)行故障范圍的判斷和故障測距；若為跨線故障則采用基于阻抗回路的線間阻抗繼電器，若繼電器動作則跳開相應(yīng)相別。圖2為雙回線路的自適應(yīng)距離保護(hù)方法流程圖。圖中，Zl為經(jīng)過自適應(yīng)后的距離I段實(shí)際動作范圍；hdl為整定的距離I段阻抗定值；Zcl為保護(hù)實(shí)際測量的故障回路阻抗；k為安全系數(shù)，可取為0. 9左右。具體步驟如下(1)采集本線路和相鄰線路的模擬量信息、開關(guān)位置信息及線路接地刀閘位置信息；(2)進(jìn)入自適應(yīng)距離保護(hù)流程，根據(jù)采集的相鄰線路的模擬量信息及開關(guān)位置信息判定相鄰線路的運(yùn)行狀態(tài)；(3)任一回線的保護(hù)根據(jù)相鄰線路的運(yùn)行狀態(tài)判定結(jié)果，動態(tài)調(diào)整本線路距離I 段的保護(hù)定值；(4)在步驟⑴和⑵的同時進(jìn)行跨線故障的識別，確定故障是單回線路故障還是兩回線間的跨線故障；(5)根據(jù)步驟(3)的判定結(jié)果，選擇使用線間阻抗繼電器或者傳統(tǒng)的阻抗繼電器進(jìn)行故障回路的阻抗計算；(6)在步驟⑵和(5)的基礎(chǔ)上進(jìn)行故障阻抗范圍的判別，并結(jié)合距離I段保護(hù)動作所需的其他條件，如選相、方向等，綜合判別距離I段是否應(yīng)該動作；關(guān)于選相選相元件是為了防止故障過程中非故障回路誤動而設(shè)置，即只有阻抗動作回路與選相結(jié)果一致才能出口跳閘，例如選相A，阻抗動作元件為B，保護(hù)不允許跳閘；關(guān)于方向方向元件是為了防止背側(cè)母線及相鄰線路故障時保護(hù)誤動。只有方向元件判定為正方相故障的情況下才允許距離保護(hù)跳閘。(7)退出自適應(yīng)距離保護(hù)流程。以A、B兩相故障為例，涉及到本線故障相主要有以下三種情況。①若故障選相元件選為本線路單回線AB故障，則故障回路阻抗
(1)
1A - 1B其中UA、Ub分別為本線路A、B兩相電壓，IA、Ib為本線路A、B兩相故障電流；②若故障選相元件選為本線路A相跨相鄰線B相故障，則故障回路阻抗(2)
1A - 1B其中I' B為同一側(cè)相鄰線路B相故障電流；③若故障選相元件選為本線路B相跨相鄰線A相故障，則故障回路阻抗(3)
1A - 1B其中I' A為同一側(cè)相鄰線路A相故障電流；通過阻抗I段定值的自適應(yīng)既能保證正常運(yùn)行線路距離保護(hù)的靈敏度，同時也保證了特殊工況下距離保護(hù)的選擇性和安全性；單回線故障和跨線故障自適應(yīng)的阻抗繼電器，可以精確測量故障回路阻抗，定位故障位置，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)的正確動作及準(zhǔn)確測距。以上已以較佳實(shí)施例公布了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采取等同替換或等效變換的方法所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種智能變電站雙回線路的自適應(yīng)距離保護(hù)方法，其特征在于包括以下內(nèi)容1)電氣量信息采集利用智能變電站數(shù)據(jù)共享的特點(diǎn)，通過站內(nèi)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)同時獲取本線路和相鄰線路的模擬量信息、開關(guān)位置信息及線路接地刀閘位置信息；2)特殊運(yùn)行情況下距離保護(hù)定值自適應(yīng)根據(jù)實(shí)時采集的相鄰線路模擬量信息和開關(guān)位置信息，判定相鄰線路運(yùn)行狀態(tài)屬于以下哪種情況①相鄰線路兩側(cè)正常運(yùn)行，②相鄰線路兩側(cè)空掛運(yùn)行，③相鄰線路兩側(cè)掛地運(yùn)行，并根據(jù)判定結(jié)果，動態(tài)調(diào)整本線路距離I段的保護(hù)定值；3)基于故障類型識別的阻抗繼電器自適應(yīng)系統(tǒng)發(fā)生故障后，首先利用故障選相元件選出兩回線路各自的故障相別，判別是單線相間故障還是跨線故障，若為跨線故障則采用基于線間故障回路的方法計算故障回路阻抗，從而準(zhǔn)確定位故障位置；若為單回線故障則采用傳統(tǒng)方法測量故障回路阻抗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法具體包括如下步驟(1)采集本線路和相鄰線路的模擬量信息、開關(guān)位置信息及線路接地刀閘位置信息；(2)進(jìn)入自適應(yīng)距離保護(hù)流程，根據(jù)采集的相鄰線路的模擬量信息及開關(guān)位置信息判定相鄰線路的運(yùn)行狀態(tài)；(3)任一回線的保護(hù)根據(jù)相鄰線路的運(yùn)行狀態(tài)判定結(jié)果，動態(tài)調(diào)整本線路距離I段的保護(hù)定值；(4)在步驟(1)和(2)的同時進(jìn)行跨線故障的識別，確定故障是單回線路故障還是兩回線間的跨線故障；(5)根據(jù)步驟(3)的判定結(jié)果，選擇使用線間阻抗繼電器或者傳統(tǒng)的阻抗繼電器進(jìn)行故障回路的阻抗計算；(6)在步驟(2)和(5)的基礎(chǔ)上進(jìn)行故障阻抗范圍的判別，并結(jié)合距離I段保護(hù)動作所需的其他條件綜合判別距離I段是否動作；(7)退出自適應(yīng)距離保護(hù)流程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于判定相鄰線路運(yùn)行狀態(tài)的方法是若相鄰線路三相開關(guān)處于分為且其接地刀閘處于合位，則判定相鄰線路處于掛地運(yùn)行狀態(tài)； 若相鄰線路三相開關(guān)處于分為且其接地刀閘處于分為，則判定相鄰線路處于空掛運(yùn)行狀態(tài)；若相鄰線路三相開關(guān)處于合為則認(rèn)為相鄰線路處于正常運(yùn)行狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于動態(tài)調(diào)整本線路距離I段保護(hù)定值的方法是距離I段阻抗定值按常規(guī)線路整定，無需考慮雙回線路零序互感影響，令該定值為 hdl，距離保護(hù)在此基礎(chǔ)上結(jié)合鄰線運(yùn)行狀態(tài)，動態(tài)調(diào)整實(shí)際的動作范圍①若鄰線正常運(yùn)行或者空掛運(yùn)行本線路距離I段動作范圍不需要作調(diào)整，按hdl運(yùn)行；②若鄰線掛地運(yùn)行適當(dāng)縮小距離保護(hù)范圍，保護(hù)內(nèi)部將定值自適應(yīng)為kXhdl，k為安全系數(shù)，k<l。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于若為單回線故障，則沿用傳統(tǒng)的阻抗繼電器進(jìn)行故障范圍的判斷和故障測距；若為跨線故障則采用基于阻抗回路的線間阻抗繼電器，若繼電器動作則跳開相應(yīng)相別。
全文摘要
本發(fā)明公開一種智能變電站雙回線路的自適應(yīng)距離保護(hù)方法，屬于電力系統(tǒng)自動化技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于1)電氣量信息采集；2)特殊運(yùn)行情況下距離保護(hù)定值自適應(yīng)；3)基于故障類型識別的阻抗繼電器自適應(yīng)。本發(fā)明可有效解決雙回線路零序互感對距離保護(hù)的影響，同時解決了跨線故障距離保護(hù)靈敏度的問題。本發(fā)明用于工程實(shí)際不需要增加定值也不會增加二次回路接線及通訊負(fù)擔(dān)，具有很強(qiáng)的實(shí)用價值。
文檔編號H02H7/26GK102403701SQ201110375340
公開日2012年4月4日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者孫黎霞 申請人:河海大學(xué)