一種自動適應輸電線路功率倒向的縱聯保護方法
2023-09-24 00:11:10
一種自動適應輸電線路功率倒向的縱聯保護方法
【專利摘要】本發明公開一種自動適應輸電線路功率倒向的縱聯保護方法，包括如下步驟：利用保護的正、反方向識別元件，根據正反方向元件動作先後順序判別輸電線路是否出現功率倒向情況；計算區外故障斷路器分閘時間和允許式命令縱聯保護通道傳輸時間，當判定輸電線路出現功率倒向時，將前述兩個時間處理形成附加延時，通過對縱聯保護附加延時，使其在功率倒向時不發生誤動作；當判定為非功率倒向時，縱聯保護不增加附加延時。此種縱聯保護方法可避免功率倒向時縱聯保護不正確動作。
【專利說明】一種自動適應輸電線路功率倒向的縱聯保護方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力系統領域中繼電保護的自動適應輸電線路功率倒向縱聯保護實現方法。
【背景技術】
[0002]隨著輸電網絡結構日趨複雜，同杆並架雙回、多回輸電方式在超高壓、特高壓線路已多見應用。如圖1所示，II回線靠近M側出口發生故障，該線路M側斷路器切除時間可能會早於N側斷路器，此時非故障線路I回線功率傳輸方向出現變化，形成功率倒向可造成I回線縱聯保護不正確動作。隨著直流線路的日趨增多，交直流混聯電網中直流控制保護的快速動作特性也易於在交流輸電線路上形成功率倒向現象。
[0003]傳統的縱聯保護適應功率倒向主要採取如下方法:由於何時出現功率倒向取決於鄰線斷路器的分閘速度，因此假定從鄰線故障到斷路器分閘時間差大於固定值TA，當本線保護啟動後TA時間段內若縱聯保護未動作，均視為本線路出現功率倒向現象，此後縱聯保護動作需要增加TB的固定延時，以避免功率倒向時對側縱聯保護信號在通道上的傳輸延時造成縱聯保護誤動作。
[0004]而隨著技術的發展，斷路器分閘速度的加快，以及交直流網絡中直流快速閉鎖導致功率方向快速轉換，鄰線故障後本線將很快出現功率倒向，從而造成TA時間選取難度加大，無法適應不同的系統結構；另外，隨著繼電保護專用通道資源的日趨緊缺，越來越多的縱聯保護在特殊情況下採用公網通道，公網通道傳輸時間相對較長且無規定上限，而常規縱聯保護採用的TB固定延時無法適應不同的通道傳輸時間。由於上述兩點原因，造成傳統的縱聯保護在功率倒向時由於正方向元件和閉鎖(允許)信號時序配合問題出現誤動作。
[0005]正是基於前述分析，為了解決輸電線路功率倒向對於縱聯保護造成的影響，本案由此產生。
【發明內容】
[0006]本發明的目的，在於提供一種自動適應輸電線路功率倒向的縱聯保護方法，其可避免功率倒向時縱聯保護不正確動作。
[0007]為了達成上述目的，本發明的解決方案是:
[0008]一種自動適應輸電線路功率倒向的縱聯保護方法，包括如下步驟:
[0009](I)利用保護的正、反方向識別元件，根據正反方向元件動作先後順序判別輸電線路是否出現功率倒向情況；
[0010](2)計算區外故障斷路器分閘時間和允許式命令縱聯保護通道傳輸時間，當判定輸電線路出現功率倒向時，將前述兩個時間處理形成附加延時，通過對縱聯保護附加延時，使其在功率倒向時不發生誤動作；當判定為非功率倒向時，縱聯保護不增加附加延時。
[0011]上述步驟(I)的具體判別方法是:根據保護正、反方向識別元件動作情況，若呈現反方向識別元件先動作，正方向識別元件後動作的特徵，認為本輸電線路出現功率倒向情況。
[0012]上述步驟(2)中，允許式命令縱聯保護通道傳輸時間T_TRANS的計算方式是:實時計算保護反方向識別元件動作和通道收到允許信號的時間差。
[0013]上述步驟(2)中，區外故障斷路器分閘時間T_REV的計算方法是:實時計算本側保護反方向識別元件動作和返回的時間差。
[0014]上述步驟(2)的詳細內容是:識別線路出現功率倒向時，對於允許式命令縱聯保護，通過實時計算的通道傳輸時間T_TRANS和區外故障斷路器分閘時間T_REV，兩者相比取小值賦給縱聯保護的附加延時T_add，當縱聯保護動作條件滿足後，經T_add附加延時縱聯保護才動作；對於閉鎖式命令縱聯保護，取T_add=T_REV，當縱聯保護動作條件滿足後，經T_add附加延時縱聯保護才動作。
[0015]採用上述方案後，本發明利用保護啟動後反方向元件先於正方向元件動作的特徵，識別輸電線路出現功率倒向，保護根據輸入電壓電流量形成的方向元件識別功率倒向情況，通過增加附加延時避免功率倒向時縱聯保護不正確動作，本發明能適應交直流混聯輸電網絡、高速的斷路器分閘以及各種通道傳輸時間的情況。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是雙回輸電線路示意圖；
[0017]圖2是本發明識別功率倒向狀態邏輯圖；
[0018]其中，
[0019]a表不反方向識別兀件滿足時輸出I,否則輸出O ;
[0020]b表不正方向識別兀件滿足時輸出I,否則輸出O ;
[0021]c表示「啟動延時」邏輯，當輸入由O變I時，經過延時tl輸出1，當輸入為O不變或由I變為O時，不經延時直接讓輸出等於輸入；
[0022]d表示「返回延時」邏輯，當輸入由I變O時，經過延時t2輸出0，當輸入為I不變或由O變為I時，不經延時直接讓輸出等於輸入；
[0023]e表示「與」門操作；
[0024]f表示「功率倒向狀態」識別輸出。
【具體實施方式】
[0025]以下將結合附圖，對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0026]如圖1所示，是本發明所應用的雙回輸電線路示意圖，其中，保護安裝於I回線兩偵U。當II回線M側出口發生故障時，II回線M側斷路器BRK3先於N側分閘。II回線M側斷路器BRK3分開後，I回線將出現功率倒向情況。
[0027]本發明提供一種自動適應輸電線路功率倒向的縱聯保護方法，包括如下步驟:
[0028](I)利用保護的正、反方向識別元件(包括距離、零序、變化量等方向元件)的動作先後順序判別輸電線路是否出現功率倒向的情況；
[0029]結合圖1所示，當II回線靠近M側發生故障，I回線M側保護的反方向識別元件將動作；當11回線M側斷路器BRK3分閘造成I回線出現功率倒向後，I回線M側保護的正方向識別元件將動作。本發明正是利用保護啟動後反方向識別元件先於正方向識別元件動作的特徵，識別輸電線路出現了功率倒向。
[0030](2)計算區外故障斷路器分閘時間和允許式命令縱聯保護通道傳輸時間，當判定輸電線路出現功率倒向時，將前述兩個時間處理形成附加延時，通過對縱聯保護附加延時，使其在功率倒向時不發生誤動作；當判定為非功率倒向時，縱聯保護不增加附加延時。
[0031]具體來說，取消傳統縱聯保護針對功率倒向增加的固定延時TB，實時計算斷路器分閘時間和通道傳輸時間形成附加延時T_add，該附加延時採用如下方式計算:
[0032]保護啟動後,反方向識別元件動作開始計時,反方向識別元件返回停止計時。該計時長度T_REV可反映鄰線從故障發生到斷路器分閘時長；
[0033]當縱聯保護採用允許式命令時:保護啟動後，反方向識別元件動作開始計時，當收到對側縱聯保護允許信號時停止計時。該計時長度T_TRANS可反映允許式命令縱聯保護通道傳輸延時。
[0034]根據上述實時計算得到的時間，結合保護功率倒向識別情況，形成縱聯保護附加延時T_add,具體如下。
[0035]對於允許式命令縱聯保護:
[0036]
【權利要求】
1.一種自動適應輸電線路功率倒向的縱聯保護方法，其特徵在於包括如下步驟: (1)利用保護的正、反方向識別元件，根據正反方向元件動作先後順序判別輸電線路是否出現功率倒向情況； (2)計算區外故障斷路器分閘時間和允許式命令縱聯保護通道傳輸時間，當判定輸電線路出現功率倒向時，將前述兩個時間處理形成附加延時，通過對縱聯保護附加延時，使其在功率倒向時不發生誤動作；當判定為非功率倒向時，縱聯保護不增加附加延時。
2.如權利要求1所述的一種自動適應輸電線路功率倒向的縱聯保護方法，其特徵在於:所述步驟(1)的具體判別方法是:根據保護正、反方向識別元件動作情況，若呈現反方向識別元件先動作，正方向識別元件後動作的特徵，認為本輸電線路出現功率倒向情況。
3.如權利要求1所述的一種自動適應輸電線路功率倒向的縱聯保護方法，其特徵在於:所述步驟(2)中，實時計算保護反方向識別元件動作和通道收到允許信號的時間差T_TRANS，該值反映允許式命令縱聯保護單方向通道傳輸時間。
4.如權利要求1所述的一種自動適應輸電線路功率倒向的縱聯保護方法，其特徵在於:所述步驟(2)中，實時計算本側保護反方向識別元件動作和返回的時間差1'_1?￥，該值反映區外故障斷路器分閘時間。
5.如權利要求1至4中任意一項所述的一種自動適應輸電線路功率倒向的縱聯保護方法，其特徵在於所述步驟(2)的詳細內容是:識別線路出現功率倒向時，對於允許式命令縱聯保護，通過實時計算的通道傳輸時間T_TRANS和區外故障斷路器分閘時間T_REV，兩者相比取小值賦給縱聯保護的附加延時T_add，當縱聯保護動作條件滿足後，經T_add附加延時縱聯保護才動作；對於閉鎖式命令縱聯保護，取T_add=T_REV，當縱聯保護動作條件滿足後，經T_add附加延時縱聯`保護才動作。
【文檔編號】H02H7/28GK103683233SQ201310717326
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月24日 優先權日:2013年12月24日
【發明者】趙青春, 朱曉彤, 謝華, 劉奎, 戴光武, 徐曉春, 胡習 申請人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 國家電網公司, 國網四川省電力公司