基於虛擬母線實現分段死區保護的母差保護方法
2023-04-25 23:38:16 1
專利名稱：基於虛擬母線實現分段死區保護的母差保護方法
技術領域：
本發明屬於電カ系統繼電保護技術領域，涉及ー種單母多分段接線方式按母線配置母差保護情況下基於虛擬母線實現分段死區保護的母差保護方法。
背景技術：
隨著電カ系統的發展，對於終端變電站低壓負荷出線數目越來越多，一般採用單母線多分段接線方式；而母線保護受限於硬體資源(電流迴路)，無法在一套保護裝置內實現對整個母線的完全電流差動保護。目前通用方式是每段母線配置ー套母線保護，對於分段斷路器電流需要分別接入兩套母線保護裝置中；當發生分段死區故障時，需要與分段開關相連的兩條母線的差動保護相互配合才能實現保護跳閘，隔離故障點。對於分段斷路器只在一側裝設CT的情況，當故障點位於斷路器和CT之間時為死 區故障；若CT安裝在靠近II母側，當分段開關發生死區故障時對於I母保護裝置而言屬於區內故障，對於II母保護裝置屬於區外故障。I母保護裝置跳閘後實際上無法將故障點從系統中隔離，此時I母保護裝置判斷分段斷路器處於跳位但是有流後經固定延時封分段CT(分段電流不計入小差)；需要將封分段CT信號傳給II母保護裝置，II母保護裝置接收到此信號後本母線小差計算不計入分段差流，破壞II母差流平衡，II母保護裝置動作跳開相鄰連斷路器完成將故障點從系統隔離。對於現有方案，兩套母線保護裝置需要交換封CT信號，此信號寬度需要保證另ー套保護能夠完成保護判斷及跳閘；一是增加了保護屏間連線；ニ是增加保護配合的複雜度，不利於擴展和通用。
發明內容
本發明的目的是提供一種基於虛擬母線實現分段死區保護的母差保護方法，以解決現有方法兩套母線保護裝置需交換封CT信號帶來的問題。為實現上述目的，本發明的基於虛擬母線實現分段死區保護的母差保護方法的步驟如下
(1)單母線多分段中的每段母線均獨立設置母線差動保護裝置；
(2)每段母線根據母線上所連分段開關的位置和數量對相應母線進行虛擬，虛擬出對應的虛擬母線；
(3)將各分段開關的電流等值取反後，計入本側母線差動保護裝置邏輯；
(4)當分段開關發生死區故障，且對於本側母線差動保護裝置而言屬於區內故障，對其對應的虛擬母線而言屬於區外故障時，跳本側分段開關，然後發出指令跳所虛擬的母線分段開關或借用所虛擬母線本身的母差保護出口迴路。進ー步的，所述步驟(3)的實現有兩種方式ー是外部將分段電流反極性接入虛擬出線的輸入端子；ニ是虛擬出線不靠外部輸入，將分段電流取反後存入虛擬出線對應存儲區，所述虛擬出線與虛擬母線連接，且虛擬出線的設定電流與分段電流幅值相同極性相反。本發明的基於虛擬母線實現分段死區保護的母差保護方法，在發生區內的死區故障時，由於虛擬母線的設置，不需要本側、對側母線差動保護裝置交換封CT信號，通過虛擬母線在本側母線差動保護裝置內部實現對分段開關的死區故障的保護功能，不需要外部信號接入，減少了本側與對側母線差動保護裝置之間的連線，就可實現同樣的母線差動保護功能。
圖I是單母分段下分段死區故障示意 圖2是本發明實施例的虛擬母線構成的系統示意圖。
具體實施方式
基於虛擬母線實現分段死區保護的母差保護方法在原定保護的本段母線之外，根據本母線連接的分段開關虛擬出與分段開關相聯的另一條母線，同時將分段開關的電流反極性接入虛擬母線作為虛擬出線，這樣正常運行時真實母線和虛擬母線上的電流都是平衡的；當發生死區故障吋，假定分段CT安裝在靠近虛擬母線側；當發生死區故障時，實際母線判為區內故障，分段斷路器正確跳閘後，虛擬母線仍然經分段CT向短路點提供短路電流，保護進入分段死區保護邏輯，將分段電流不再計入兩條母線小差，從而破壞虛擬母線的電流平衡，虛擬母線動作跳閘；使用時要求接入相鄰母線的電壓，動作時驅動跳相鄰母線的相關斷路器。下面結合附圖對基於虛擬母線實現分段死區保護的母差保護方法進行說明，具體步驟如下
(1)單母線多分段中的每段母線均獨立設置母線差動保護裝置；
(2)每段母線根據母線上所連分段開關的位置和數量對相應母線進行虛擬，虛擬出對應的虛擬母線，若分段的母線處於兩端，則與端部母線連接的分段開關分別為ー個，此時只需虛擬出端部的實際母線連接的分段開關另ー頭的虛擬母線即可，若是某分段母線不是處於端部，則與該分段母線相連的有兩個分段開關，此時需虛擬出該分段母線相連的兩個分段開關相連的兩個虛擬母線；
(3 )將各分段開關的電流等值取反後，計入本側母線差動保護裝置邏輯；可以通過兩種方式實現ー是外部將分段電流反極性接入虛擬出線的輸入端子；ニ是虛擬出線不靠外部輸入，軟體內部將分段電流取反後存入虛擬出線對應存儲區；
(4)當分段開關發生死區故障，且對於本側母線差動保護裝置而言屬於區內故障，對本側母線對應的虛擬母線而言屬於區外故障時，跳本側分段開關，然後發出指令跳所虛擬的母線分段開關或借用所虛擬母線本身的母差保護出口迴路，即本側母線差動保護裝置直接發出指令跳所虛擬的母線分段開關或將跳閘信號直接發給所虛擬母線的母線差動保護裝置，該母線差動保護裝置直接跳其母線分段開關。如圖I所示，是單母分段下分段死區故障示意圖；圖2是本實施例的虛擬母線構成的系統示意圖。圖中只是給出了一個分段開關連接的母線，實際使用時是單母多分段，方法原理是相同的。
圖I中所示I母和II母通過ー個分段開關相連，分段開關與II母之間設置有CT，且兩母線均獨立設置母線差動保護裝置，採用基於虛擬母線實現分段死區保護的母差保護方法時，先根據I母具體連接分段開關確定需要虛擬的母線(對應實際的母線)，即如圖2所示的I母連接分段開關的另一端為虛擬母線，該虛擬母線對應的實際母線是II母，且對於所要虛擬的母線即II母上的連接原件均不用接入I母的母線差動保護裝置，該虛擬母線僅連接兩個元件分段元件和虛擬出線；虛擬出線設定電流與分段電流幅值相同極性相反。正常運行時母線差動保護裝置做單母分段運行邏輯，虛擬母線的差流計算及動作判據投入運行；除發生分段死區故障需要封分段CTタト，本方法下虛擬母線在各種故障時均不應動作出口；
當被保護母線即I母判斷出發生分段死區故障時，封分段CT邏輯同時在虛擬母線和實際母線的小差差流計算中去掉分段電流；導致虛擬母線滿足判據動作出ロ ；虛擬母線不進行分段死區故障判別(接入模型導致虛擬母線不反應其他故障)。虛擬母線跳閘出ロ可採用兩種方式本側母線差動保護裝置直接輸出動作節點到 所虛擬母線連接的斷路器操作箱；ニ是借用所虛擬母線本身的母差保護出口迴路。
權利要求
1.一種基於虛擬母線實現分段死區保護的母差保護方法，其特徵在於，該方法的步驟如下 (1)單母線多分段中的每段母線均獨立設置母線差動保護裝置； (2)每段母線根據母線上所連分段開關的位置和數量對相應母線進行虛擬，虛擬出對應的虛擬母線； (3)將各分段開關的電流等值取反後，計入本側母線差動保護裝置邏輯； (4)當分段開關發生死區故障，且對於本側母線差動保護裝置而言屬於區內故障，對其對應的虛擬母線而言屬於區外故障時，跳本側分段開關，然後發出指令跳所虛擬的母線分段開關或借用所虛擬母線本身的母差保護出口迴路。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述步驟(3)的實現有兩種方式ー是外部將分段電流反極性接入虛擬出線的輸入端子；ニ是虛擬出線不靠外部輸入，將分段電流取反後存入虛擬出線對應存儲區，所述虛擬出線與虛擬母線連接，且虛擬出線的設定電流與分段電流幅值相同極性相反。
全文摘要
本發明涉及基於虛擬母線實現分段死區保護的母差保護方法，單母線多分段中的每段母線均獨立設置母線差動保護裝置；每段母線根據母線上所連分段開關的位置和數量對相應母線進行虛擬；將各分段開關的電流等值取反後，計入本側母線差動保護裝置邏輯；當分段開關發生區內的死區故障時，跳本側分段開關，然後發出指令跳所虛擬的母線分段開關或借用所虛擬母線本身的母差保護出口迴路；本發明由於虛擬母線的設置，當發生區內的死區故障時，不需要本側、對側母線差動保護裝置交換封CT信號，通過虛擬母線在本側母線差動保護裝置內部實現對分段開關的死區故障的保護功能，不需要外部信號接入，減少了本側與對側母線差動保護裝置之間的連線。
文檔編號H02H3/26GK102684172SQ201210166109
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月25日 優先權日2012年5月25日
發明者倪傳坤, 宮兆剛, 李寶偉, 李旭, 李磊, 楊恢宏, 王轉軍, 程寶進, 胡葉賓, 鄧茂軍, 黃繼東 申請人:山東電力集團公司, 山東電力集團公司青島供電公司, 許昌許繼軟體技術有限公司, 許繼電氣股份有限公司, 許繼集團有限公司