智能變電站低壓母線保護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能變電站低壓母線保護(hù)方法，由母線保護(hù)裝置和與其相連的各支路保護(hù)測(cè)控裝置協(xié)同實(shí)現(xiàn)，分別通過(guò)有源支路保護(hù)測(cè)控裝置的穩(wěn)態(tài)電流過(guò)流元件和電流變化量元件啟動(dòng)母線保護(hù)裝置，由各支路的功率方向元件或電流過(guò)流元件向母線保護(hù)裝置發(fā)送允許動(dòng)作信號(hào)，由母線復(fù)合電壓閉鎖元件作為母線故障的開放條件；母線保護(hù)裝置采用啟動(dòng)+允許動(dòng)作信號(hào)相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)母線區(qū)內(nèi)外故障的判別，當(dāng)同時(shí)滿足上述3個(gè)條件時(shí)，判別為母線故障，母線保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障母線，并能夠?qū)崿F(xiàn)分段死區(qū)和變壓器低壓側(cè)死區(qū)故障的判別與隔離。本發(fā)明能夠快速準(zhǔn)確地切除35kV及以下電壓等級(jí)的母線故障，能夠直接應(yīng)用于數(shù)字化或智能化變電站。
【專利說(shuō)明】智能變電站低壓母線保護(hù)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種智能變電站低壓(35kV及以下電壓等級(jí))母線保護(hù)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前高壓變電站中的35kV及以下電壓等級(jí)系統(tǒng)出線多、操作頻繁，且由于小動(dòng)物危害、設(shè)備絕緣老化和機(jī)械磨損等原因，經(jīng)常發(fā)生母線故障。而目前的35kV及以下電壓等級(jí)的母線沒有設(shè)置專門的母線保護(hù)，故障靠裝設(shè)于變壓器低壓側(cè)的限時(shí)速斷保護(hù)切除，切除故障所需時(shí)間長(zhǎng)，加大了設(shè)備的損壞程度，易引發(fā)相鄰設(shè)備的大面積燒毀，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)龤е髯?。若采用目前?yīng)用于IlOkV及以上電壓等級(jí)的常規(guī)母線配置方案，由于間隔多，單個(gè)裝置難以實(shí)現(xiàn)，且需增加大量的二次電纜，成本高，施工工作量大，二次電纜故障幾率和保護(hù)運(yùn)維難度大，難以推廣實(shí)施。
[0003]目前，已有學(xué)者針對(duì)此問題展開了相關(guān)研究。例如(I)王銳、王政濤、李海星等在《電力系統(tǒng)保護(hù)與控制》(2009,37(14):51-54)上公開了一種基于GOOSE方式的網(wǎng)絡(luò)化母線保護(hù)；(2)中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?00810167954.6的技術(shù)方案公開了一種基于GOOSE方式網(wǎng)絡(luò)化母線保護(hù)方法?，F(xiàn)有技術(shù)(I)及現(xiàn)有技術(shù)(2)提出在電力網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)通過(guò)分散的各個(gè)保護(hù)單元(測(cè)控裝置)判斷出故障電流流動(dòng)方向以區(qū)分是否為母線故障，并由相關(guān)母線段上的所有出線保護(hù)測(cè)控裝置、分段斷路器保護(hù)測(cè)控裝置、進(jìn)線保護(hù)測(cè)控裝置(包括變壓器低壓側(cè)的接口單元)協(xié)調(diào)完成母線保護(hù)。上述技術(shù)方案雖然減少了二次電纜的使用量，但在實(shí)施過(guò)程中，每個(gè)保護(hù)測(cè)控裝置都要接收其他保護(hù)測(cè)控裝置的GOOSE信號(hào)并判斷有無(wú)閉鎖信息以決定是否跳本間隔，增加了裝置配置和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膹?fù)雜性；同時(shí)，方案中提到的“利用出線保護(hù)測(cè)控裝置、分段斷路器保護(hù)測(cè)控裝置、進(jìn)線保護(hù)測(cè)控裝置(包括變壓器低壓側(cè)的接口單元)完成故障點(diǎn)的確定，利用分段斷路器保護(hù)測(cè)控裝置、進(jìn)線保護(hù)測(cè)控裝置(包括變壓器低壓側(cè)的接口單元)完成母線故障切除”的方法未考慮母線帶有電源出線支路的情況。此種情況下，只切分段和進(jìn)線斷路器是不能隔離故障的。此外，上述方法并沒有考慮變壓器低壓側(cè)和分段死區(qū)位置的故障，無(wú)法實(shí)現(xiàn)死區(qū)故障的隔離。
[0004]綜上所述，在工程實(shí)際運(yùn)用中，迫切需要一種新的、有效的智能變電站低壓母線保護(hù)方法，在有效減少二次電纜使用量及盡可能避免各保護(hù)測(cè)控裝置間通訊，有效降低裝置配置和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膹?fù)雜性的同時(shí)，能快速、準(zhǔn)確的切除35kV及以下電壓等級(jí)母線故障及死區(qū)故障。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種能夠快速準(zhǔn)確地切除35kV及以下電壓等級(jí)母線故障及死區(qū)故障，能夠直接應(yīng)用于數(shù)字化或智能化變電站，減少二次電纜使用量的智能變電站低壓母線保護(hù)方法。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為: 一種智能變電站低壓母線保護(hù)方法，由母線保護(hù)裝置和與母線保護(hù)裝置相連的各支路保護(hù)測(cè)控裝置協(xié)同實(shí)現(xiàn)，所述母線保護(hù)裝置針對(duì)每一段母線采用復(fù)合電壓閉鎖元件閉鎖，實(shí)施步驟包括:
1)分別通過(guò)各有源支路的保護(hù)測(cè)控裝置檢測(cè)對(duì)應(yīng)支路的電流以及電流變化量，如果任意一條有源支路的電流超過(guò)穩(wěn)態(tài)過(guò)流啟動(dòng)門檻值、且同時(shí)有任意一條有源支路電流變化量超過(guò)電流變化量則啟動(dòng)門檻值時(shí)啟動(dòng)母線保護(hù)裝置；對(duì)于變壓器、饋線和分段支路，通過(guò)各支路保護(hù)測(cè)控裝置獲取對(duì)應(yīng)支路的功率方向，如果功率方向?yàn)榉捶较?，則向母線保護(hù)裝置發(fā)送允許動(dòng)作信號(hào)；對(duì)于電容器和站用變支路，通過(guò)各支路保護(hù)測(cè)控裝置判斷對(duì)應(yīng)支路的電流是否過(guò)流，如果對(duì)應(yīng)支路的A、B、C三相電流均因未過(guò)流而不滿足過(guò)流動(dòng)作條件，則向母線保護(hù)裝置發(fā)送允許動(dòng)作信號(hào)；
2)所述母線保護(hù)裝置在啟動(dòng)后的指定時(shí)間內(nèi)接收來(lái)自各個(gè)支路保護(hù)測(cè)控裝置發(fā)送的允許動(dòng)作信號(hào)，如果在指定時(shí)間內(nèi)接收到某一段母線下所有支路保護(hù)測(cè)控裝置發(fā)送的允許動(dòng)作信號(hào)，則判定該段母線發(fā)生母線內(nèi)部故障，在母線內(nèi)部故障時(shí)以所述復(fù)合電壓閉鎖元件的開放狀態(tài)作為母線保護(hù)裝置動(dòng)作切除該段母線的必要條件，只有該母線對(duì)應(yīng)的復(fù)合電壓閉鎖元件在開放狀態(tài)下，母線保護(hù)裝置才能動(dòng)作切除該段母線，且母線保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障母線的同時(shí)，由母線保護(hù)裝置向變壓器保護(hù)測(cè)控裝置發(fā)送本側(cè)母線保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3);如果在指定時(shí)間內(nèi)只接收到部分支路保護(hù)測(cè)控裝置向母線保護(hù)裝置發(fā)送的允許動(dòng)作信號(hào)，則判定該母線為母線外部故障，母線保護(hù)裝置不動(dòng)作，結(jié)束并退出；
3)在母線保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障母線后，若母線保護(hù)裝置內(nèi)該段故障母線的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)為1，且母線保護(hù)裝置繼續(xù)收到分段保護(hù)測(cè)控裝置向母線保護(hù)裝置發(fā)送的分段過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，則判定發(fā)生分段死區(qū)故障，延時(shí)跳開電流互感器側(cè)母線的所有支路，切除分段死區(qū)故障；同時(shí)，若變壓器保護(hù)測(cè)控裝置檢測(cè)到本側(cè)母線保護(hù)開入收到母線保護(hù)裝置發(fā)送的母線保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，且檢測(cè)到變壓器低壓側(cè)電流大于穩(wěn)態(tài)過(guò)流門檻值使得本側(cè)靜穩(wěn)態(tài)啟動(dòng)母線保護(hù)信號(hào)開入，則判定發(fā)生變壓器低壓側(cè)死區(qū)故障，延時(shí)跳開變壓器除低壓側(cè)以外的其他側(cè)斷路器，切除變壓器低壓側(cè)死區(qū)故障。
[0007]優(yōu)選地，所述步驟I)中啟動(dòng)母線保護(hù)裝置的詳細(xì)步驟包括:在支路保護(hù)測(cè)控裝置中設(shè)置啟動(dòng)元件，所述啟動(dòng)元件包括穩(wěn)態(tài)電流過(guò)流啟動(dòng)元件和電流變化量啟動(dòng)元件，分別通過(guò)有源支路的保護(hù)測(cè)控裝置檢測(cè)對(duì)應(yīng)支路的電流以及電流變化量，在母線及饋線支路發(fā)生故障時(shí)，對(duì)應(yīng)有源支路的電流超過(guò)穩(wěn)態(tài)過(guò)流啟動(dòng)門濫值，所述穩(wěn)態(tài)電流過(guò)流啟動(dòng)元件啟動(dòng)并輸出過(guò)流啟動(dòng)信號(hào)；在對(duì)應(yīng)有源支路的電流變化量超過(guò)電流變化量啟動(dòng)門檻值時(shí)，所述電流變化量啟動(dòng)元件啟動(dòng)輸出變化量啟動(dòng)信號(hào)；如果任意一條有源支路的支路保護(hù)測(cè)控裝置中的穩(wěn)態(tài)電流過(guò)流啟動(dòng)元件輸出過(guò)流啟動(dòng)信號(hào)，且同時(shí)有任意一條有源支路的支路保護(hù)測(cè)控裝置中的電流變化量啟動(dòng)元件輸出變化量啟動(dòng)信號(hào)，則啟動(dòng)母線保護(hù)裝置。
[0008]優(yōu)選地，所述電流變化量啟動(dòng)門檻值為對(duì)應(yīng)有源支路額定電流的0.15倍。
[0009]優(yōu)選地，所述復(fù)合電壓閉鎖元件由變壓器保護(hù)測(cè)控裝置實(shí)現(xiàn)，所述復(fù)合電壓閉鎖元件實(shí)時(shí)檢測(cè)對(duì)應(yīng)母線的負(fù)序電壓、零序電壓和相間電壓，如果某一段母線的負(fù)序電壓大于負(fù)序電壓門檻值、零序電壓大于零序電壓門檻值、相間電壓小于相間電壓門檻值三個(gè)判據(jù)中的任意一項(xiàng)被滿足，則該段母線的復(fù)合電壓閉鎖元件處于開放狀態(tài)，否則該段母線的復(fù)合電壓閉鎖元件處于非開放狀態(tài)。
[0010]優(yōu)選地，所述零序電壓門檻值為對(duì)應(yīng)母線額定電壓的0.2倍。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述步驟I)中對(duì)于變壓器、饋線和分段支路，通過(guò)各支路保護(hù)測(cè)控裝置獲取對(duì)應(yīng)支路的功率方向的詳細(xì)步驟包括:對(duì)于變壓器、饋線和分段支路，通過(guò)各支路保護(hù)測(cè)控裝置的功率方向元件檢測(cè)對(duì)應(yīng)支路的功率方向，所述功率方向元件設(shè)置有電流有流門檻值和電壓有壓門檻值來(lái)約束功率方向的判別；各支路保護(hù)測(cè)控裝置檢測(cè)對(duì)應(yīng)支路的電流以及電壓，如果電流小于有流門檻值則功率方向元件的默認(rèn)功率方向?yàn)榉捶较?，使得?duì)應(yīng)支路的功率方向?yàn)榉捶较?；如果電流大于或等于有流門檻值且電壓大于有壓門檻值，所述功率方向元件采用90°接線算法計(jì)算功率方向，按相啟動(dòng)，分別判別A、B、C三相每一相的功率方向；如果電流大于或等于有流門檻值且電壓小于有壓門檻值，所述功率方向元件采用記憶電壓判別A、B、C三相每一相的功率方向，且記憶電壓取故障前三個(gè)周期的電壓；如果
A、B、C三相中兩相或三相的功率方向元件功率方向?yàn)榉捶较?，則對(duì)應(yīng)支路的功率方向?yàn)榉捶较?，否則對(duì)應(yīng)支路的功率方向?yàn)檎较颍凰霾襟EI)中對(duì)于電容器和站用變支路，通過(guò)各支路保護(hù)測(cè)控裝置判斷對(duì)應(yīng)支路的電流是否過(guò)流時(shí)，具體是指通過(guò)支路保護(hù)測(cè)控裝置的電流過(guò)流元件分別判別對(duì)應(yīng)支路的A、B、C三相是否過(guò)電流。
[0012]優(yōu)選地，所述有壓門檻值為變電站低壓側(cè)母線額定電壓的0.05倍；所述步驟2)中的指定時(shí)間為100ms。
[0013]優(yōu)選地，所述步驟2)中母線保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障母線的同時(shí)，在母線保護(hù)裝置內(nèi)將該段故障母線的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)置為1，并展寬3s。
[0014]優(yōu)選地，所述步驟3)中的分段過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)具體由分段保護(hù)測(cè)控裝置檢測(cè)對(duì)應(yīng)分段的分段電流，如果檢測(cè)得到的對(duì)應(yīng)分段的分段電流大于分段過(guò)流門檻值，則向母線保護(hù)裝置發(fā)出分段過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。
[0015]優(yōu)選地，所述步驟3)中本側(cè)靜穩(wěn)態(tài)啟動(dòng)母線保護(hù)開入具體是在變壓器保護(hù)測(cè)控裝置檢測(cè)到變壓器低壓側(cè)任一相電流大于整定的穩(wěn)態(tài)過(guò)流門檻值時(shí)觸發(fā)，并展寬3s。
[0016]本發(fā)明的智能變電站低壓母線保護(hù)方法具有下述優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明的智能變電站低壓母線保護(hù)方法由母線保護(hù)裝置和與母線保護(hù)裝置相連的各支路保護(hù)測(cè)控裝置協(xié)同實(shí)現(xiàn)，相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)而言，雖然增加了一臺(tái)母線保護(hù)裝置，但各支路保護(hù)測(cè)控裝置之間無(wú)需通訊，簡(jiǎn)化了裝置配置，結(jié)構(gòu)也更加清晰合理。
[0017]2、本發(fā)明的智能變電站低壓母線保護(hù)方法通過(guò)各有源支路保護(hù)測(cè)控裝置檢測(cè)的電流以及電流變化量、穩(wěn)態(tài)過(guò)流啟動(dòng)門檻值、電流變化量啟動(dòng)門檻值來(lái)啟動(dòng)母線保護(hù)裝置，通過(guò)各變壓器、饋線和分段支路保護(hù)測(cè)控裝置獲取對(duì)應(yīng)支路的功率方向，如果功率方向?yàn)榉捶较?，則向母線保護(hù)裝置發(fā)送允許動(dòng)作信號(hào)；通過(guò)各電容器和站用變支路保護(hù)測(cè)控裝置判斷對(duì)應(yīng)支路的電流是否過(guò)流，如果三相電流均不滿足過(guò)流動(dòng)作條件，則向母線保護(hù)裝置發(fā)送允許動(dòng)作信號(hào)。母線保護(hù)裝置采用啟動(dòng)+允許動(dòng)作信號(hào)相結(jié)合的方式判斷母線的故障類型為母線內(nèi)部故障或者母線外部故障，且在母線內(nèi)部故障的情況時(shí)以復(fù)合電壓閉鎖元件開放為動(dòng)作切除故障母線的必要條件，實(shí)現(xiàn)了基于“啟動(dòng)”+ “允許”+ “閉鎖開放”三種條件的低壓母線保護(hù)，能快速、準(zhǔn)確的切除35kV及以下電壓等級(jí)母線故障，實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓母線的最佳保護(hù)，而且由母線保護(hù)裝置判別母線是否故障，進(jìn)而判定是否需要切除母線的設(shè)計(jì)也符合繼電保護(hù)人員的思維習(xí)慣，有利于其對(duì)裝置的快速掌握。
[0018]3、本發(fā)明的母線保護(hù)裝置在啟動(dòng)后的指定時(shí)間內(nèi)接收來(lái)自各個(gè)支路保護(hù)測(cè)控裝置發(fā)送的允許動(dòng)作信號(hào)，如果在指定時(shí)間內(nèi)接收到所有支路保護(hù)測(cè)控裝置發(fā)送的允許動(dòng)作信號(hào)，則判定為母線內(nèi)部故障，母線保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障母線；如果在指定時(shí)間內(nèi)只接收到部分支路保護(hù)測(cè)控裝置向母線保護(hù)裝置發(fā)送的允許動(dòng)作信號(hào)時(shí)，則判定為母線外部故障，母線保護(hù)裝置不動(dòng)作，考慮了母線帶有電源出線支路的情況，當(dāng)母線內(nèi)部故障時(shí)，母線保護(hù)動(dòng)作將切除該段故障母線，從而能夠有效隔離故障母線。
[0019]4、本發(fā)明的母線分段死區(qū)保護(hù)通過(guò)接收分段保護(hù)的穩(wěn)態(tài)過(guò)流信號(hào)和母線保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)分段死區(qū)故障的快速隔離，大大減輕了死區(qū)故障對(duì)非故障母線段各有源支路的沖擊。
[0020]5、本發(fā)明的變壓器低壓側(cè)死區(qū)保護(hù)通過(guò)變壓器保護(hù)測(cè)控裝置接收母線保護(hù)動(dòng)作信號(hào)和自身檢測(cè)的低壓側(cè)過(guò)流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變壓器低壓側(cè)死區(qū)故障的快速隔離，避免了死區(qū)故障靠變壓器其他側(cè)后備保護(hù)動(dòng)作帶來(lái)的動(dòng)作延時(shí)過(guò)長(zhǎng)的問題，大大減輕了短路電流對(duì)變壓器造成的損害。
[0021]6、本發(fā)明的智能變電站低壓母線保護(hù)方法由母線保護(hù)裝置和與母線保護(hù)裝置相連的各支路保護(hù)測(cè)控裝置協(xié)同實(shí)現(xiàn)，母線保護(hù)裝置與各支路保護(hù)測(cè)控裝置之間的信息(啟動(dòng)、允許動(dòng)作等)傳遞均可以采用基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的GOOSE信號(hào)，可直接應(yīng)用于數(shù)字化或智能化變電站，克服了常規(guī)方法所用二次電纜多的缺點(diǎn)，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的基本流程示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中母線保護(hù)裝置和各支路保護(hù)測(cè)控裝置連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中母線保護(hù)裝置的啟動(dòng)邏輯示意圖。
[0025]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中母線保護(hù)裝置執(zhí)行母線保護(hù)動(dòng)作的邏輯示意圖。
[0026]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中復(fù)合電壓閉鎖元件的開放邏輯示意圖。
[0027]圖6為本發(fā)明實(shí)施例中支路保護(hù)測(cè)控裝置的允許動(dòng)作信號(hào)邏輯示意圖。
[0028]圖7為本發(fā)明實(shí)施例中分段死區(qū)保護(hù)動(dòng)作的邏輯示意圖。
[0029]圖8為本發(fā)明實(shí)施例中變壓器低壓側(cè)死區(qū)保護(hù)動(dòng)作的邏輯示意圖。
[0030]圖9為應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例方法的I母和II母的主接線示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031]如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的智能變電站低壓母線保護(hù)方法由母線保護(hù)裝置和與母線保護(hù)裝置相連的各支路保護(hù)測(cè)控裝置(支路I支路保護(hù)測(cè)控裝置、支路2支路保護(hù)測(cè)控裝置、……、支路η支路保護(hù)測(cè)控裝置)協(xié)同實(shí)現(xiàn)，母線保護(hù)裝置針對(duì)每一段母線采用復(fù)合電壓閉鎖元件閉鎖，實(shí)施步驟包括:
I)分別通過(guò)各有源支路(主變低壓側(cè)支路、分段開關(guān)支路或帶有電源的出線支路)的保護(hù)測(cè)控裝置檢測(cè)對(duì)應(yīng)支路的電流以及電流變化量，如果任意一條有源支路的電流超過(guò)穩(wěn)態(tài)過(guò)流啟動(dòng)門檻值，且同時(shí)有任意一條有源支路電流變化量超過(guò)電流變化量則啟動(dòng)門檻值時(shí)啟動(dòng)母線保護(hù)裝置；對(duì)于變壓器、饋線和分段支路，通過(guò)各支路保護(hù)測(cè)控裝置獲取對(duì)應(yīng)支路的功率方向，如果功率方向?yàn)榉捶较?，則向母線保護(hù)裝置發(fā)送允許動(dòng)作信號(hào)；對(duì)于電容器和站用變支路，通過(guò)各支路保護(hù)測(cè)控裝置判斷對(duì)應(yīng)支路的電流是否過(guò)流，如果對(duì)應(yīng)支路的Α、B、C三相電流均因未過(guò)流而不滿足過(guò)流動(dòng)作條件，則向母線保護(hù)裝置發(fā)送允許動(dòng)作信號(hào)；
2)母線保護(hù)裝置在啟動(dòng)后的指定時(shí)間(本實(shí)施例中為10ms)內(nèi)接收來(lái)自各個(gè)支路保護(hù)測(cè)控裝置發(fā)送的允許動(dòng)作信號(hào)，如果在指定時(shí)間內(nèi)接收到某一段母線下所有支路保護(hù)測(cè)控裝置發(fā)送的允許動(dòng)作信號(hào)，則判定該段母線發(fā)生母線內(nèi)部故障，在母線內(nèi)部故障時(shí)以復(fù)合電壓閉鎖元件的開放狀態(tài)作為母線保護(hù)裝置動(dòng)作切除該段母線的必要條件，只有該母線對(duì)應(yīng)的復(fù)合電壓閉鎖元件在開放狀態(tài)下，母線保護(hù)裝置才能動(dòng)作切除該段母線，且母線保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障母線的同時(shí)，由母線保護(hù)裝置向變壓器保護(hù)測(cè)控裝置發(fā)送本側(cè)母線保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3);如果在指定時(shí)間內(nèi)只接收到部分支路保護(hù)測(cè)控裝置向母線保護(hù)裝置發(fā)送的允許動(dòng)作信號(hào)，則判定該母線為母線外部故障，母線保護(hù)裝置不動(dòng)作，結(jié)束并退出；
3)在母線保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障母線后，若母線保護(hù)裝置內(nèi)該段故障母線的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)為1，且母線保護(hù)裝置繼續(xù)收到分段保護(hù)測(cè)控裝置向母線保護(hù)裝置發(fā)送的分段過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，則判定發(fā)生分段死區(qū)故障，延時(shí)Tsl (本實(shí)施例中為100ms)后，跳開電流互感器側(cè)母線的所有支路，切除分段死區(qū)故障；同時(shí)，若變壓器保護(hù)測(cè)控裝置檢測(cè)到本側(cè)母線保護(hù)開入收到母線保護(hù)裝置發(fā)送的母線保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，且檢測(cè)到變壓器低壓側(cè)電流大于穩(wěn)態(tài)過(guò)流門檻值使得本側(cè)靜穩(wěn)態(tài)啟動(dòng)母線保護(hù)信號(hào)開入，則判定發(fā)生變壓器低壓側(cè)死區(qū)故障，延時(shí)Ts2 (本實(shí)施例中為100ms)后，跳開變壓器除低壓側(cè)以外的其他側(cè)斷路器，切除變壓器低壓側(cè)死區(qū)故障。
[0032]如圖2所示，本實(shí)施例的智能變電站低壓母線保護(hù)方法由母線保護(hù)裝置和與母線保護(hù)裝置相連的各支路保護(hù)測(cè)控裝置(支路I支路保護(hù)測(cè)控裝置、支路2支路保護(hù)測(cè)控裝置、……、支路η支路保護(hù)測(cè)控裝置)協(xié)同實(shí)現(xiàn)，母線保護(hù)裝置和與母線保護(hù)裝置相連的各支路保護(hù)測(cè)控裝置之間基于GOOSE網(wǎng)相連，母線保護(hù)裝置與各支路保護(hù)測(cè)控裝置之間的信息(啟動(dòng)、允許動(dòng)作等)傳遞均可以采用基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的GOOSE信號(hào)，可直接應(yīng)用于數(shù)字化或智能化變電站，克服了常規(guī)方法所用二次電纜多的缺點(diǎn)，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本實(shí)施例通過(guò)各支路保護(hù)測(cè)控裝置分別進(jìn)行相應(yīng)支路故障方向或故障過(guò)流的判別，在判定為反方向故障或支路無(wú)過(guò)流時(shí)，向母線保護(hù)裝置發(fā)送允許動(dòng)作的GOOSE信息(允許動(dòng)作信號(hào));母線保護(hù)裝置啟動(dòng)后展寬100ms，在10ms內(nèi)收到所有支路測(cè)控保護(hù)裝置的允許動(dòng)作信號(hào)，則經(jīng)過(guò)設(shè)定的延時(shí)Ts母線保護(hù)出口動(dòng)作，母線保護(hù)裝置動(dòng)作跳開與該母線相關(guān)的電源支路；滿10ms時(shí)，只收到部分支路測(cè)控保護(hù)裝置的允許動(dòng)作信號(hào)，則判為母線外部故障，母線保護(hù)不動(dòng)作。本實(shí)施例采用啟動(dòng)+允許動(dòng)作信號(hào)允許相結(jié)合的方式判斷母線的故障類型為母線內(nèi)部故障或者母線外部故障，且在母線內(nèi)部故障的情況下且以復(fù)合電壓閉鎖元件開放為動(dòng)作切除故障母線必要條件，實(shí)現(xiàn)了基于“啟動(dòng)”+ “允許” + “閉鎖開放”三種條件的低壓母線保護(hù)，能快速、準(zhǔn)確的切除35kV及以下電壓等級(jí)母線故障，實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓母線的最佳保護(hù)，而且由母線保護(hù)裝置判別母線是否故障，進(jìn)而判定是否需要切除母線的設(shè)計(jì)也符合繼電保護(hù)人員的思維習(xí)慣，有利于其對(duì)裝置的快速掌握。現(xiàn)有解決方法相比，本發(fā)明的方法結(jié)構(gòu)清晰合理，不僅能快速、準(zhǔn)確的切除35kV及以下電壓等級(jí)母線故障，而且符合繼電保護(hù)人員的思維習(xí)慣，有效減少了二次電纜使用量及避免了各保護(hù)測(cè)控裝置間通訊。
[0033]本實(shí)施例中，步驟I)中啟動(dòng)母線保護(hù)裝置的詳細(xì)步驟包括:在支路保護(hù)測(cè)控裝置中設(shè)置啟動(dòng)元件，啟動(dòng)元件包括穩(wěn)態(tài)電流過(guò)流啟動(dòng)元件和電流變化量啟動(dòng)元件，分別通過(guò)有源支路的保護(hù)測(cè)控裝置檢測(cè)對(duì)應(yīng)支路的電流以及電流變化量，在母線及饋線支路發(fā)生故障時(shí)，對(duì)應(yīng)有源支路的電流超過(guò)穩(wěn)態(tài)過(guò)流啟動(dòng)門檻值，穩(wěn)態(tài)電流過(guò)流啟動(dòng)元件啟動(dòng)并輸出過(guò)流啟動(dòng)信號(hào)；在對(duì)應(yīng)有源支路的電流變化量超過(guò)電流變化量啟動(dòng)門檻值時(shí)，電流變化量啟動(dòng)元件啟動(dòng)輸出變化量啟動(dòng)信號(hào)；如果任意一條有源支路的支路保護(hù)測(cè)控裝置中的穩(wěn)態(tài)電流過(guò)流啟動(dòng)元件輸出過(guò)流啟動(dòng)信號(hào)，且同時(shí)有任意一條有源支路的支路保護(hù)測(cè)控裝置中的電流變化量啟動(dòng)元件輸出變化量啟動(dòng)信號(hào)，則啟動(dòng)母線保護(hù)裝置。本實(shí)施例中，電流變化量啟動(dòng)門檻值為對(duì)應(yīng)有源支路的額定電流的0.15倍；穩(wěn)態(tài)過(guò)流啟動(dòng)門檻值可按過(guò)流整定原則整定，在母線及饋線發(fā)生故障時(shí)，過(guò)流啟動(dòng)元件啟動(dòng)，正常運(yùn)行時(shí)不啟動(dòng)。
[0034]本實(shí)施例中，有源支路的兩種啟動(dòng)元件啟動(dòng)后，會(huì)分別向母線保護(hù)裝置發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，在母線保護(hù)裝置收到某段母線任一有源支路的穩(wěn)態(tài)過(guò)流啟動(dòng)信號(hào)以及任一有源支路的電流變化量啟動(dòng)信號(hào)后，母線保護(hù)裝置啟動(dòng)，進(jìn)入故障判別程序。母線保護(hù)裝置的啟動(dòng)邏輯如圖3所示，以I母和II母兩段母線(I母和II母兩段母線各連有η條支路)為例，對(duì)于I母而言，η路穩(wěn)態(tài)電流過(guò)流啟動(dòng)元件的啟動(dòng)信號(hào)(I母有源支路I過(guò)流開入?I母有源支路η過(guò)流開入)同時(shí)作為對(duì)應(yīng)I母的一個(gè)或邏輯的輸入，η路電流變化量啟動(dòng)元件的啟動(dòng)信號(hào)(I母有源支路I變化量開入?I母有源支路η變化量開入)同時(shí)作為對(duì)應(yīng)I母的另一個(gè)或邏輯的輸入，對(duì)應(yīng)I母的前述兩個(gè)或邏輯的輸出則同時(shí)作為一個(gè)對(duì)應(yīng)I母的一個(gè)與邏輯的輸入母與I母的邏輯完全相同，在此不再贅述；1母和II母兩段母線的與邏輯的輸出同時(shí)作為一個(gè)公共的或門的輸入，或門的輸出則通過(guò)GOOSE網(wǎng)連接到母線保護(hù)裝置。基于上述邏輯，如果任意一條有源支路的支路保護(hù)測(cè)控裝置中的穩(wěn)態(tài)電流過(guò)流啟動(dòng)元件輸出過(guò)流啟動(dòng)信號(hào)，且同時(shí)有任意一條有源支路的支路保護(hù)測(cè)控裝置中的電流變化量啟動(dòng)元件輸出變化量啟動(dòng)信號(hào)，則公共的或門向母線保護(hù)裝置輸出啟動(dòng)信號(hào)，從而啟動(dòng)母線保護(hù)裝置。
[0035]如圖4所示，以I母為例，左側(cè)的與門用于判斷I母對(duì)應(yīng)各支路保護(hù)測(cè)控裝置的允許動(dòng)作信號(hào)，僅僅在所有支路保護(hù)測(cè)控裝置均輸出允許動(dòng)作信號(hào)(I母支路I允許動(dòng)作開入、I母支路2允許動(dòng)作開入、……、1母支路η允許動(dòng)作開入)時(shí)，左側(cè)的與門才會(huì)有輸出；母線保護(hù)裝置啟動(dòng)、對(duì)應(yīng)的復(fù)合電壓閉鎖元件在開放狀態(tài)(即，I母對(duì)應(yīng)的復(fù)合電壓閉鎖元件開放)、左側(cè)的與門的輸出同時(shí)作為右側(cè)的與門的輸入，只有三個(gè)輸入條件的邏輯均為I時(shí)，右側(cè)的與門才會(huì)輸出GOOSE信號(hào)觸發(fā)母線保護(hù)裝置的延時(shí)元件Ts (10ms)，延時(shí)到達(dá)后母線保護(hù)動(dòng)作跳開該段母線上各支路的斷路器，切除故障。
[0036]本實(shí)施例中，復(fù)合電壓閉鎖元件由變壓器保護(hù)測(cè)控裝置實(shí)現(xiàn)，復(fù)合電壓閉鎖元件實(shí)時(shí)檢測(cè)對(duì)應(yīng)母線的負(fù)序電壓、零序電壓和相間電壓，如果某一段母線的負(fù)序電壓大于負(fù)序電壓門檻值、零序電壓大于零序電壓門檻值、相間電壓小于相間電壓門檻值三個(gè)判據(jù)中的任意一項(xiàng)被滿足，則該段母線的復(fù)合電壓閉鎖元件處于開放狀態(tài)，否則該段母線的復(fù)合電壓閉鎖元件處于非開放狀態(tài)。
[0037]如圖5所示，復(fù)合電壓閉鎖元件狀態(tài)的邏輯采用或門實(shí)現(xiàn)，對(duì)于I母而言，如果I母負(fù)序電壓大于負(fù)序電壓門檻值U2d、I母零序電壓大于零序電壓門檻值UM、I母相間電壓小于相間電壓門檻值Uld三個(gè)判據(jù)中的任意一項(xiàng)被滿足，則I母對(duì)應(yīng)的或門則向母線保護(hù)裝置輸出I母復(fù)合電壓閉鎖元件開放的GOOSE信號(hào)。本實(shí)施例中，零序電壓門檻值Utld為對(duì)應(yīng)母線額定電壓的0.2倍；負(fù)序電壓門檻值U2d和相間電壓門檻值Uld可以根據(jù)需要整定。
[0038]本實(shí)施例中，步驟I)中對(duì)于變壓器、饋線和分段支路通過(guò)各支路保護(hù)測(cè)控裝置獲取對(duì)應(yīng)支路的功率方向的詳細(xì)步驟包括:對(duì)于變壓器、饋線和分段支路，通過(guò)各支路保護(hù)測(cè)控裝置的功率方向元件檢測(cè)對(duì)應(yīng)支路的功率方向，功率方向元件設(shè)置有電流有流門檻值和電壓有壓門檻值來(lái)約束功率方向的判別；各支路保護(hù)測(cè)控裝置檢測(cè)對(duì)應(yīng)支路的電流以及電壓，如果電流小于有流門檻值則功率方向元件的默認(rèn)功率方向?yàn)榉捶较?，使得?duì)應(yīng)支路的功率方向?yàn)榉捶较?；如果電流大于或等于有流門檻值且電壓大于有壓門檻值，功率方向元件采用90°接線算法計(jì)算功率方向，按相啟動(dòng)，分別判別A、B、C三相每一相的功率方向；如果電流大于或等于有流門檻值且電壓小于有壓門檻值，功率方向元件采用記憶電壓判別A、
B、C三相每一相的功率方向，且記憶電壓取故障前三個(gè)周期的電壓；如果A、B、C三相中兩相或三相的功率方向元件功率方向?yàn)榉捶较?，則對(duì)應(yīng)支路的功率方向?yàn)榉捶较?，否則對(duì)應(yīng)支路的功率方向?yàn)檎较颉１緦?shí)施例中，有壓門檻值為對(duì)應(yīng)有源支路的額定電壓的0.05倍；有流門檻值按相應(yīng)支路過(guò)流原則整定。此外，本實(shí)施例中，步驟I)中對(duì)于電容器和站用變支路，通過(guò)各支路保護(hù)測(cè)控裝置判斷對(duì)應(yīng)支路的電流是否過(guò)流時(shí)，具體是指通過(guò)支路保護(hù)測(cè)控裝置的電流過(guò)流元件分別判別對(duì)應(yīng)支路的A、B、C三相是否過(guò)電流。本實(shí)施例中，電容器支路過(guò)電流門檻值為支路所連電容器組額定電流的2倍；站用變支路過(guò)電流門檻值為支路所連站用變額定電流的1.2倍。
[0039]本實(shí)施例中，在電流小于有流門檻值時(shí)，該支路功率方向元件默認(rèn)輸出為反方向。在電流大于有流門檻值時(shí)，采用90°接線算法的功率方向元件進(jìn)行方向判別，其中當(dāng)電壓小于有壓門檻值時(shí)，功率方向元件電壓采用記憶電壓，消除了功率方向元件的動(dòng)作死區(qū)。
[0040]如圖6所示，通過(guò)或門(圖中位于右側(cè))來(lái)實(shí)現(xiàn)總的邏輯判斷，如果電流I <有流門檻值Id則功率方向元件的默認(rèn)功率方向?yàn)榉捶较?；如果電流I >有流門檻值Id則通過(guò)一個(gè)與門和一個(gè)或非門來(lái)實(shí)現(xiàn)“三取二”的邏輯，A、B、C三相功率方向元件中，兩個(gè)或以上的功率方向元件判為反方向(O)條件下，則或非門輸出邏輯值為1，如果滿足電流I >有流門檻值Id，則或門(圖中位于右側(cè))會(huì)向母線保護(hù)裝置發(fā)送允許動(dòng)作信號(hào)。
[0041]本實(shí)施例還包括母線分段死區(qū)故障的處理步驟:在母線保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障母線后，若母線保護(hù)裝置內(nèi)該段故障母線保護(hù)動(dòng)作信號(hào)為I且母線保護(hù)裝置繼續(xù)收到分段保護(hù)測(cè)控裝置向母線保護(hù)裝置發(fā)送的分段過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)則判定發(fā)生分段死區(qū)故障，延時(shí)Tsl(lOOms)，跳開電流互感器側(cè)母線的所有支路，切除分段死區(qū)故障。本實(shí)施例中，步驟2)中母線保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障母線的同時(shí)，在母線保護(hù)裝置內(nèi)將該段故障母線的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)置為1，并展寬3s ;步驟3)中的分段過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)具體由分段保護(hù)測(cè)控裝置檢測(cè)對(duì)應(yīng)分段的分段電流，如果檢測(cè)得到的對(duì)應(yīng)分段的分段電流大于分段過(guò)流門檻值(即Ι、Π母分段過(guò)流開入)，則向母線保護(hù)裝置發(fā)出分段過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。
[0042]如圖7所示，以I母和II母為例，I母和II母之間的分段斷路器和電流互感器之間的故障是母線保護(hù)的死區(qū)，其保護(hù)動(dòng)作邏輯如下:分段死區(qū)故障后，按照本實(shí)施例母線保護(hù)裝置的動(dòng)作邏輯，母線保護(hù)裝置動(dòng)作將切除故障母線(假定為I母)，即將靠近斷路器側(cè)母線(I母)所有支路跳開。母線保護(hù)裝置動(dòng)作的同時(shí)，將在母線保護(hù)裝置內(nèi)將I母母線保護(hù)動(dòng)作信號(hào)置為1，并展寬3S (參見圖7，即信號(hào)保持3000ms)，但此時(shí)故障點(diǎn)并不會(huì)消除，II母會(huì)繼續(xù)向短路點(diǎn)提供短路電流。此時(shí)分段保護(hù)測(cè)控裝置會(huì)檢測(cè)到分段電流大于分段過(guò)流門檻值(即Ι、Π母分段過(guò)流開入)，向母線保護(hù)裝置發(fā)送分段過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。當(dāng)Ι、Π母分段過(guò)流開入及I母母線保護(hù)動(dòng)作信號(hào)均為I時(shí)，母線保護(hù)裝置判定發(fā)生分段死區(qū)保護(hù)，延時(shí)Tsl (100ms)，跳開電流互感器側(cè)母線(II母)的所有支路，切除死區(qū)故障。
[0043]本實(shí)施例還包括變壓器低壓側(cè)死區(qū)故障的處理步驟:在變壓器保護(hù)測(cè)控裝置檢測(cè)到母線保護(hù)裝置發(fā)送的母線保護(hù)動(dòng)作信號(hào)的同時(shí)，檢測(cè)到變壓器低壓側(cè)電流大于穩(wěn)態(tài)過(guò)流門檻值(即本側(cè)靜穩(wěn)態(tài)啟動(dòng)母線保護(hù)開入)，則判定發(fā)生變壓器低壓側(cè)死區(qū)故障，延時(shí)Ts2(100ms)后，跳開變壓器其他側(cè)斷路器，切除變壓器低壓側(cè)死區(qū)故障。本實(shí)施例中步驟3)中本側(cè)靜穩(wěn)態(tài)啟動(dòng)母線保護(hù)開入是在變壓器保護(hù)測(cè)控裝置檢測(cè)到變壓器低壓側(cè)任一相電流大于整定的穩(wěn)態(tài)過(guò)流門檻值時(shí)觸發(fā)(置1)，并展寬3s。
[0044]如圖8所示，變壓器低壓側(cè)斷路器和電流互感器之間的故障是母線保護(hù)的死區(qū)，其保護(hù)動(dòng)作邏輯如下:變壓器低壓側(cè)死區(qū)故障后，按照本實(shí)施例母線保護(hù)裝置的動(dòng)作邏輯，母線保護(hù)裝置動(dòng)作將切除該變壓器所在的母線，即將變壓器低壓側(cè)所在母線上的所有支路跳開。母線保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障母線的同時(shí)，將由母線保護(hù)裝置向變壓器保護(hù)測(cè)控裝置發(fā)送本側(cè)母線保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，但此時(shí)故障點(diǎn)并不會(huì)消除，變壓器其他側(cè)會(huì)繼續(xù)向故障點(diǎn)提供短路電流。此時(shí)變壓器保護(hù)測(cè)控裝置會(huì)檢測(cè)到變壓器低壓側(cè)電流大于穩(wěn)態(tài)過(guò)流門檻值(即本側(cè)靜穩(wěn)態(tài)啟動(dòng)母線保護(hù)開入)，并展寬3s (參見圖8，即信號(hào)保持3000ms);當(dāng)本側(cè)靜穩(wěn)態(tài)啟動(dòng)母線保護(hù)開入及本側(cè)母線保護(hù)動(dòng)作信號(hào)均為I時(shí)，變壓器保護(hù)測(cè)控裝置判定發(fā)生變壓器低壓側(cè)死區(qū)故障，延時(shí)Ts2 (100ms)后，跳開變壓器其他側(cè)斷路器，切除變壓器低壓側(cè)死區(qū)故障。
[0045]以圖9所示的有I母和II母兩段母線組成單母雙分段主接線結(jié)構(gòu)為例，其不同的故障情況下對(duì)應(yīng)的處理步驟如下:
(I)母線內(nèi)部故障。如圖9中I母Kl點(diǎn)故障時(shí)，主變低壓側(cè)支路出現(xiàn)故障電流，主變保護(hù)測(cè)控裝置中的兩種啟動(dòng)元件均會(huì)動(dòng)作，向母線保護(hù)裝置發(fā)送穩(wěn)態(tài)過(guò)流啟動(dòng)和電流變化量啟動(dòng)GOOSE信號(hào)，母線保護(hù)裝置啟動(dòng)。由于母線故障導(dǎo)致的電壓下降或電壓不平衡，主變低壓側(cè)保護(hù)測(cè)控裝置復(fù)壓閉鎖元件開放，向母線保護(hù)裝置發(fā)送復(fù)壓閉鎖開放GOOSE信號(hào)。整定功率方向以流出I母為正方向，則此時(shí)主變低壓側(cè)、有源支路及分段斷路器支路中功率方向指向I母母線側(cè)，判為反方向故障，相應(yīng)各支路保護(hù)測(cè)控裝置向母線保護(hù)裝置發(fā)送允許動(dòng)作GOOSE信號(hào)。對(duì)于饋線支路，由于母線電壓下降，電流達(dá)不到有流門檻值，其功率方向元件默認(rèn)功率方向?yàn)榉捶较?。母線保護(hù)裝置在收到I母所有支路保護(hù)測(cè)控裝置的允許動(dòng)作信號(hào)后，判為I母故障，向I母各支路發(fā)跳閘GOOSE信號(hào)，切除I母故障。
[0046](2)母線外部故障。若外部故障發(fā)生在饋線上，如圖9中K2點(diǎn)，此時(shí)母線保護(hù)裝置雖會(huì)啟動(dòng)，但饋線支路功率方向指向線路，饋線支路保護(hù)測(cè)控裝置判別為正方向故障而不向母線保護(hù)裝置發(fā)送允許動(dòng)作的GOOSE信號(hào)，母線保護(hù)裝置不會(huì)動(dòng)作。若外部故障發(fā)生在有電源的支路上，如K3點(diǎn)，外部電源和母線提供的短路電流均流向故障點(diǎn)，流過(guò)電流互感器的電流則為母線提供的短路電流，該支路的保護(hù)測(cè)控裝置判斷為正方向故障，不向母線保護(hù)裝置發(fā)送允許動(dòng)作信號(hào)，母線保護(hù)裝置也不會(huì)動(dòng)作。
[0047](3)分段死區(qū)故障。若故障發(fā)生在分段斷路器(圖9中以矩形方框表示)和電流互感器(圖9中以圓圈表示)之間的K4點(diǎn)，此時(shí)I母所有支路功率方向指向I母線，判為反方向故障，I母母線保護(hù)動(dòng)作后跳開I母所有支路。母線保護(hù)裝置動(dòng)作的同時(shí)，將在母線保護(hù)裝置內(nèi)將I母母線保護(hù)動(dòng)作信號(hào)置為1，并展寬3s，但故障并未消除，II母會(huì)繼續(xù)向短路點(diǎn)提供短路電流。此時(shí)分段保護(hù)測(cè)控裝置會(huì)檢測(cè)到分段電流大于分段過(guò)流門檻值(即Ι、Π母分段過(guò)流開入)，向母線保護(hù)裝置發(fā)送分段過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。當(dāng)Ι、π母分段過(guò)流開入及I母母線保護(hù)動(dòng)作信號(hào)均為I時(shí)，母線保護(hù)裝置判定發(fā)生分段死區(qū)保護(hù)，延時(shí)Tsl (100ms)，跳開電流互感器側(cè)母線(II母)的所有支路，切除死區(qū)故障。
[0048](4)變壓器低壓側(cè)死區(qū)故障。若故障發(fā)生在1#變壓器低壓側(cè)斷路器(圖9中以矩形方框表示)和電流互感器(圖9中以圓圈表示)之間的K5點(diǎn)，屬于I母區(qū)內(nèi)故障，I母母線保護(hù)動(dòng)作后跳開I母所有支路后，故障并未消除，1#變壓器高壓側(cè)會(huì)繼續(xù)向故障點(diǎn)提供短路電流。此時(shí)1#變壓器保護(hù)測(cè)控裝置會(huì)檢測(cè)到變壓器低壓側(cè)電流大于穩(wěn)態(tài)過(guò)流門檻值(即本側(cè)靜穩(wěn)態(tài)啟動(dòng)母線保護(hù)開入)，并展寬3s ;同時(shí)，變壓器保護(hù)測(cè)控裝置會(huì)收到母線保護(hù)裝置發(fā)來(lái)的本側(cè)母線保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。當(dāng)本側(cè)靜穩(wěn)態(tài)啟動(dòng)母線保護(hù)開入及本側(cè)母線保護(hù)動(dòng)作信號(hào)均為I時(shí)，變壓器保護(hù)測(cè)控裝置判定發(fā)生變壓器低壓側(cè)死區(qū)故障，延時(shí)Ts2 (10ms)后，跳開變壓器高壓側(cè)斷路器，切除變壓器低壓側(cè)死區(qū)故障。
[0049]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種智能變電站低壓母線保護(hù)方法，其特征在于，由母線保護(hù)裝置和與母線保護(hù)裝置相連的各支路保護(hù)測(cè)控裝置協(xié)同實(shí)現(xiàn)，所述母線保護(hù)裝置針對(duì)每一段母線采用復(fù)合電壓閉鎖元件閉鎖,實(shí)施步驟包括: 1)分別通過(guò)各有源支路的保護(hù)測(cè)控裝置檢測(cè)對(duì)應(yīng)支路的電流以及電流變化量，如果任意一條有源支路的電流超過(guò)穩(wěn)態(tài)過(guò)流啟動(dòng)門檻值，且同時(shí)有任意一條有源支路電流變化量超過(guò)電流變化量則啟動(dòng)門檻值時(shí)啟動(dòng)母線保護(hù)裝置；對(duì)于變壓器、饋線和分段支路，通過(guò)各支路保護(hù)測(cè)控裝置獲取對(duì)應(yīng)支路的功率方向，如果功率方向?yàn)榉捶较?，則向母線保護(hù)裝置發(fā)送允許動(dòng)作信號(hào)；對(duì)于電容器和站用變支路，通過(guò)各支路保護(hù)測(cè)控裝置判斷對(duì)應(yīng)支路的電流是否過(guò)流，如果對(duì)應(yīng)支路的A、B、C三相電流均因未過(guò)流而不滿足過(guò)流動(dòng)作條件，則向母線保護(hù)裝置發(fā)送允許動(dòng)作信號(hào)； 2)所述母線保護(hù)裝置在啟動(dòng)后的指定時(shí)間內(nèi)接收來(lái)自各個(gè)支路保護(hù)測(cè)控裝置發(fā)送的允許動(dòng)作信號(hào)，如果在指定時(shí)間內(nèi)接收到某一段母線下所有支路保護(hù)測(cè)控裝置發(fā)送的允許動(dòng)作信號(hào)，則判定該段母線發(fā)生母線內(nèi)部故障，在母線內(nèi)部故障時(shí)以所述復(fù)合電壓閉鎖元件的開放狀態(tài)作為母線保護(hù)裝置動(dòng)作切除該段母線的必要條件，只有該母線對(duì)應(yīng)的復(fù)合電壓閉鎖元件在開放狀態(tài)下，母線保護(hù)裝置才能動(dòng)作切除該段母線，且母線保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障母線的同時(shí)，由母線保護(hù)裝置向變壓器保護(hù)測(cè)控裝置發(fā)送本側(cè)母線保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3);如果在指定時(shí)間內(nèi)只接收到部分支路保護(hù)測(cè)控裝置向母線保護(hù)裝置發(fā)送的允許動(dòng)作信號(hào)，則判定該母線為母線外部故障，母線保護(hù)裝置不動(dòng)作，結(jié)束并退出； 3)在母線保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障母線后，若母線保護(hù)裝置內(nèi)該段故障母線的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)為1，且母線保護(hù)裝置繼續(xù)收到分段保護(hù)測(cè)控裝置向母線保護(hù)裝置發(fā)送的分段過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，則判定發(fā)生分段死區(qū)故障，延時(shí)跳開電流互感器側(cè)母線的所有支路，切除分段死區(qū)故障；同時(shí)，若變壓器保護(hù)測(cè)控裝置檢測(cè)到本側(cè)母線保護(hù)開入收到母線保護(hù)裝置發(fā)送的母線保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，且檢測(cè)到變壓器低壓側(cè)電流大于穩(wěn)態(tài)過(guò)流門檻值使得本側(cè)靜穩(wěn)態(tài)啟動(dòng)母線保護(hù)信號(hào)開入，則判定發(fā)生變壓器低壓側(cè)死區(qū)故障，延時(shí)跳開變壓器除低壓側(cè)以外的其他側(cè)斷路器，切除變壓器低壓側(cè)死區(qū)故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站低壓母線保護(hù)方法，其特征在于，所述步驟I)中啟動(dòng)母線保護(hù)裝置的詳細(xì)步驟包括:在支路保護(hù)測(cè)控裝置中設(shè)置啟動(dòng)元件，所述啟動(dòng)元件包括穩(wěn)態(tài)電流過(guò)流啟動(dòng)元件和電流變化量啟動(dòng)元件，分別通過(guò)有源支路的保護(hù)測(cè)控裝置檢測(cè)對(duì)應(yīng)支路的電流以及電流變化量，在母線及饋線支路發(fā)生故障時(shí)，對(duì)應(yīng)有源支路的電流超過(guò)穩(wěn)態(tài)過(guò)流啟動(dòng)門濫值，所述穩(wěn)態(tài)電流過(guò)流啟動(dòng)元件啟動(dòng)并輸出過(guò)流啟動(dòng)信號(hào)；在對(duì)應(yīng)有源支路的電流變化量超過(guò)電流變化量啟動(dòng)門濫值時(shí)，所述電流變化量啟動(dòng)元件啟動(dòng)輸出變化量啟動(dòng)信號(hào)；如果任意一條有源支路的支路保護(hù)測(cè)控裝置中的穩(wěn)態(tài)電流過(guò)流啟動(dòng)元件輸出過(guò)流啟動(dòng)信號(hào)，且同時(shí)有任意一條有源支路的支路保護(hù)測(cè)控裝置中的電流變化量啟動(dòng)元件輸出變化量啟動(dòng)信號(hào)，則啟動(dòng)母線保護(hù)裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能變電站低壓母線保護(hù)方法，其特征在于:所述電流變化量啟動(dòng)門檻值為對(duì)應(yīng)有源支路額定電流的0.15倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項(xiàng)所述的智能變電站低壓母線保護(hù)方法，其特征在于:所述復(fù)合電壓閉鎖元件由變壓器保護(hù)測(cè)控裝置實(shí)現(xiàn)，所述復(fù)合電壓閉鎖元件實(shí)時(shí)檢測(cè)對(duì)應(yīng)母線的負(fù)序電壓、零序電壓和相間電壓，如果某一段母線的負(fù)序電壓大于負(fù)序電壓門檻值、零序電壓大于零序電壓門檻值、相間電壓小于相間電壓門檻值三個(gè)判據(jù)中的任意一項(xiàng)被滿足，則該段母線的復(fù)合電壓閉鎖元件處于開放狀態(tài)，否則該段母線的復(fù)合電壓閉鎖元件處于非開放狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能變電站低壓母線保護(hù)方法，其特征在于:所述零序電壓門檻值為對(duì)應(yīng)母線額定電壓的0.2倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能變電站低壓母線保護(hù)方法，其特征在于，所述步驟I)中對(duì)于變壓器、饋線和分段支路，通過(guò)各支路保護(hù)測(cè)控裝置獲取對(duì)應(yīng)支路的功率方向的詳細(xì)步驟包括:對(duì)于變壓器、饋線和分段支路，通過(guò)各支路保護(hù)測(cè)控裝置的功率方向元件檢測(cè)對(duì)應(yīng)支路的功率方向，所述功率方向元件設(shè)置有電流有流門檻值和電壓有壓門檻值來(lái)約束功率方向的判別；各支路保護(hù)測(cè)控裝置檢測(cè)對(duì)應(yīng)支路的電流以及電壓，如果電流小于有流門檻值則功率方向元件的默認(rèn)功率方向?yàn)榉捶较?，使得?duì)應(yīng)支路的功率方向?yàn)榉捶较?；如果電流大于或等于有流門檻值且電壓大于有壓門檻值，所述功率方向元件采用90°接線算法計(jì)算功率方向，按相啟動(dòng)，分別判別A、B、C三相每一相的功率方向；如果電流大于或等于有流門檻值且電壓小于有壓門檻值，所述功率方向元件采用記憶電壓判別A、B、C三相每一相的功率方向，且記憶電壓取故障前三個(gè)周期的電壓；如果A、B、C三相中兩相或三相的功率方向元件功率方向?yàn)榉捶较颍瑒t對(duì)應(yīng)支路的功率方向?yàn)榉捶较?，否則對(duì)應(yīng)支路的功率方向?yàn)檎较?；所述步驟I)中對(duì)于電容器和站用變支路，通過(guò)各支路保護(hù)測(cè)控裝置判斷對(duì)應(yīng)支路的電流是否過(guò)流時(shí)，具體是指通過(guò)支路保護(hù)測(cè)控裝置的電流過(guò)流元件分別判別對(duì)應(yīng)支路的A、B、C 二相是否過(guò)電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能變電站低壓母線保護(hù)方法，其特征在于:所述有壓門檻值為變電站低壓側(cè)母線額定電壓的0.05倍；所述步驟2)中的指定時(shí)間為100ms。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能變電站低壓母線保護(hù)方法，其特征在于:所述步驟2)中母線保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障母線的同時(shí)，在母線保護(hù)裝置內(nèi)將該段故障母線的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)直為I，并展覽3s。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能變電站低壓母線保護(hù)方法，其特征在于，所述步驟3)中的分段過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)具體由分段保護(hù)測(cè)控裝置檢測(cè)對(duì)應(yīng)分段的分段電流，如果檢測(cè)得到的對(duì)應(yīng)分段的分段電流大于分段過(guò)流門檻值，則向母線保護(hù)裝置發(fā)出分段過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的智能變電站低壓母線保護(hù)方法，其特征在于:所述步驟3)中本側(cè)靜穩(wěn)態(tài)啟動(dòng)母線保護(hù)開入具體是在變壓器保護(hù)測(cè)控裝置檢測(cè)到變壓器低壓側(cè)任一相電流大于整定的穩(wěn)態(tài)過(guò)流門檻值時(shí)觸發(fā)，并展寬3s。
【文檔編號(hào)】H02H7/22GK104362599SQ201410639137
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】趙永生, 劉海峰, 李輝, 陳宏
申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司, 國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院