一種基於電網拓撲結構的區域失靈保護方法
2023-06-13 19:04:21 2
專利名稱：一種基於電網拓撲結構的區域失靈保護方法
技術領域：
本發明涉及一種基於電網拓撲結構的區域失靈保護方法，屬於電力工程領域的繼電保護自動化領域。
背景技術：
目前，我國傳統變電站失靈保護通常採用按間隔、或母線進行配置的原則，採用傳統電磁互感器，相互連線電纜連接，經常出現由於接線不可靠、絕緣損害引起的不正常動作現象。傳統220kV變電站失靈保護集成在母線保護中，按母線間隔實現雙配置；以500kV變電站為例，失靈保護按斷路器進行配置。失靈保護作為220 500kV電網線路或電力 設備的近後備保護，在系統發生故障時斷路器斷失靈，則需由失靈保護需跳開與之有電氣聯繫的相應迴路。傳統斷路器失靈保護還存在下面問題，如圖I所示3/2接線的變壓器內部故障，如果QF2斷路器拒動，則失靈保護動作時除了跳開QFl外，還需通過遠方跳閘裝置跳開對側斷路器QF4;如果遠方跳閘裝置拒動，則可能造成由線路後備保護跳QF4斷路器，更嚴重時線路後備保護對變壓器內部故障保護靈敏度不足，可能造成故障點的延遲隔離或無法隔離。
發明內容
本發明的目的是提供一種基於電網拓撲結構的區域失靈保護方法，以解決現有區域電網中由於系統發生故障時斷路器斷失靈所造成的故障點的延遲隔離或無法隔離。本發明為解決上述技術問題而提供一種基於電網拓撲結構的區域失靈保護方法，該方法的具體步驟如下
1).在區域電網集控中心配置集中式區域失靈保護裝置，該失靈保護裝置與所屬區域電網各變電站實時通信；
2).根據各變電站智能接口同步採集的電壓、電流SV實時信息和GOOSE開關量信息對區域電網網絡拓撲結構進行識別；
3).識別區域電網發生故障的區域，跳開該區域中相應的斷路器；
4).判斷應跳開的斷路器是否失靈，如果有斷路器失靈，則進入步驟5)，如果沒有失靈，則結束該流程；
5).根據步驟2)中對該區域電網的網絡拓撲結構的識別結果來確定隔離該故障所需跳開的相應斷路器，並下發跳閘命令；
6).在下發跳閘命令一段時間後，確認上述故障點是否隔離，如果沒有隔離，則回到步驟4)，直至該故障隔離為止。所述的步驟I)是通過根據區域電網中各變電站傳送的開關位置及電流來識別出該區域電網電氣連接完成的。所述的步驟5)中的下發跳閘命令是通過GOOSE命令實現的。本發明的有益效果是本發明實現了區域電網失靈保護的集中配置，依賴電網拓撲結構模塊自動識別故障隔離範圍，實現斷路器失靈時區域電網一體化快速隔離策略，與傳統變電站失靈保護相比配置簡單，故障隔離準確迅速，消除了傳統電纜接線引起的拒動問題。
圖I是傳統的區域電網3/2接線示意 圖2是本發明的區域電網失靈保護配置示意 圖3是本發明的區域電網失靈保護方法流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做進一步說明。
如圖2所示智能電網區域失靈保護系統結構，包括在集控中心設置區域失靈保護裝置、變電站A和變電站B，區域失靈保護裝置通過交換機與IEEE 1588網絡通信連接，變電站A和變電站B中的交換機與IEEE 1588網絡實現通信連接，變電站A和變電站B中都設有智能接口，變電站A和變電站B中的交換機都與其各自的智能接口通信連接，區域失靈保護裝置採用IEC 61850標準統一建模，變電站內設置的智能接口同樣採用IEC 61850標準統一建模，區域失靈保護方法和變電站之間採用IEEE 1588網絡對時模式實現區域電網同步採樣，通過電力實時通訊SDH光纖網實現實時通訊。變電站智能接口將同步採集的電壓、電流SV實時信息、GOOSE開關量信息通過IEEE 1588網絡傳輸給區域失靈保護裝置，區域失靈保護裝置完成區域電網網絡拓撲結構識別、區域電網故障點識別和區域電網某斷路器失靈識別，並根據IEC 61850規約通過電力通訊網實現實時通訊，下發GOOSE跳閘命令給各變電站智能接口，由智能接口完成切除相關聯的斷路器。本發明的基於電網拓撲結構的區域失靈保護方法的具體步驟如下
I.首先根據SV、G00SE信息採集到區域電網中各變電站傳送的開關位置及電流來識別出該區域電網電氣連接完成該區域電網的網絡拓撲結構識別。2.根據SV、G00SE信息採集到區域電網中各變電站傳送的開關位置及電流確定發生故障的位置。3.利用該區域電網的繼電保護動作跳開該故障點相應的斷路器；
4.判斷需跳開的斷路器是否失靈，如果有需要跳開的斷路器失靈，則進入步驟5)，如果沒有失靈，則結束該流程；
5.根據步驟I中對該區域電網的網絡拓撲結構的識別結果來確定隔離該故障所需跳開的相應斷路器，並下發跳閘命令；
6.在下發跳閘命令一段時間後，確認上述故障點是否隔離，如果沒有隔離，則回到步驟4，直至該故障隔離為止。以圖3中區域失靈保護的判別流程為例，區域電網失靈保護實時進行電網網絡拓撲結構識別，當電網發生故障時，故障定位模塊確認故障點，根據區域電網繼電保護的動作信息確認斷路器是否失靈，如果發生斷路器失靈，根據電網網絡拓撲結構的識別結果確定故障隔離範圍，然後由區域失靈保護下發GOOSE跳閘命令完成快速可靠的故障隔離。本發明專利的創新點在提出配置基於IEC 61850的集中式失靈保護裝置，替代傳統變電站內設置的分散式失靈保護，變電站內僅需設置基於IEC 61850規約採用IEE 1588網絡對時完成同步採樣智能接口 ；充分利用智能變電站採集數位化、傳輸網絡化的優勢，由區域失靈保護完成區域電網斷路器失靈時的快速近後備保護功能；提高了 電網供電的可靠性，具有發明創造性。以上實施例僅用以說明而非限制本發明的技術方法，儘管參照上述實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解對本發明進行修改或者等同替換，而不脫離本發明的精神和範圍的任何修改或局部替換，均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
1.一種基於電網拓撲結構的區域失靈保護方法，其特徵在於該方法的具體步驟如下 1).在區域電網集控中心配置集中式區域失靈保護裝置，該失靈保護裝置與所屬區域電網各變電站實時通信； 2).根據各變電站智能接口同步採集的電壓、電流SV實時信息和GOOSE開關量信息對區域電網網絡拓撲結構進行識別； 3).識別區域電網發生故障的區域，跳開該區域中相應的斷路器； 4).判斷應跳開的斷路器是否失靈，如果有斷路器失靈，則進入步驟5)，如果沒有失靈，則結束該流程； 5).根據步驟2)中對該區域電網的網絡拓撲結構的識別結果來確定隔離該故障所需跳開的相應斷路器，並下發跳閘命令； 6).在下發跳閘命令一段時間後，確認上述故障點是否隔離，如果沒有隔離，則回到步驟4)，直至該故障隔離為止。
2.根據權利要求I所述的基於電網拓撲結構的區域失靈保護方法，其特徵在於所述的步驟I)是通過根據區域電網中各變電站傳送的開關位置及電流來識別出該區域電網電氣連接完成的。
3.根據權利要求I所述的基於電網拓撲結構的區域失靈保護方法，其特徵在於所述的步驟5)中的下發跳閘命令是通過GOOSE命令實現的。
全文摘要
本發明涉及一種基於電網拓撲結構的區域失靈保護方法，屬於電力工程領域的繼電保護自動化領域。本發明基於採用IEC61850規約統一建模實現採集數位化、傳輸網絡化的智能變電站智能接口設備及集控中心(調度中心)集中式區域失靈保護裝置，之間通過電力通訊SDH光纖網傳送SV(採樣值)、GOOSE(開關量輸入/輸出)實時信息；區域電網全網IED設備採用基於IEE1588網絡對時的同步採樣；集中式區域失靈保護裝置通過SV、GOOSE信息完成區域電網網絡拓撲識別、斷路器失靈判別、故障隔離範圍確定、通過光纖通道下發GOOSE跳閘命令。本發明實現斷路器失靈時區域電網一體化快速隔離策略，與傳統變電站失靈保護相比配置簡單，故障隔離準確迅速，消除了傳統電纜接線引起的拒動問題。
文檔編號H02H7/26GK102832600SQ20121026955
公開日2012年12月19日 申請日期2012年7月31日 優先權日2012年7月31日
發明者雷振鋒, 楊恢宏, 餘高旺, 王兆慶, 張新萍, 戚振偉, 程天寶, 馮秋芳, 趙瑞東, 李貞 申請人:許繼集團有限公司, 許繼電氣股份有限公司, 國家電網公司, 許昌許繼軟體技術有限公司