一種智能變電站集成保護方法技術

本發明專利技術的一種智能變電站集成保護方法，其特點是，利用故障元件兩端的正序故障分量電流相位特點，進行相位比較構成故障判別原則，結合智能電子設備(IED)采集的相位信息判別故障元件。當智能電子設備(IED)采集的相位信息缺失或錯誤時，擴大智能電子設備(IED)的識別區域內的相位信息和電流幅值信息，結合預定的動作決策，仍能快速地切除故障元件。能夠同時對智能變電站內的變壓器、母線、線路做出故障元件判別，不同以往方法僅僅對一種故障元件判別，該方法科學合理，計算簡單，簡便易行，判別準確，適用性強，靈敏度高，具有一定的容錯性。

Intelligent substation integrated protection method

A kind of intelligent substation integrated protection method of the invention, which is characterized by the fault components at both ends of the positive sequence fault component current phase, phase comparison fault discrimination principle, combined with intelligent electronic devices (IED) phase information of fault component acquisition. When the intelligent electronic device (IED) acquisition lack of phase information or error, expand the intelligent electronic devices (IED) to identify regions within the current phase information and amplitude information, combined with the predetermined action decision, still can fast removal of faulty components. At the same time, the intelligent substation transformer to the bus line, make the fault discrimination, different methods of only a fault element identification, this method is scientific and reasonable, the calculation is simple, convenient, accurate discrimination, strong applicability, high sensitivity and has certain fault tolerance.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及繼電保護
，是一種智能變電站集成保護方法。
技術介紹
隨著經濟快速發展，我國電網的規模以及復雜度都相應的擴大和提升，運行方式變得更加靈活，對智能變電站繼電保護的要求越來越高，與傳統變電站相比，智能變電站實現了全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化，可以方便地實現互操作。然而智能變電站信息共享的特點容易出現數據丟失或數據錯誤的情況。傳統的保護配置已經不再適應電網發展的要求，故障信息的共享，各保護之間有效協調配合才可以存在的這些問題，利用變電站的多點信息對故障進行快速可靠地切除。同時還可以考慮到故障切除后對系統的影響，并采用相應的控制措施將影響降到最低。因此，提出一種科學合理的技術方法來解決智能變電站存在的問題勢在必行。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種科學合理，判別準確，適用性強，靈敏度高的智能變電站集成保護方法。解決其技術問題采用的技術方法是，一種智能變電站集成保護方法，其特征是，它包括如下步驟：1)利用故障元件兩端的正序故障分量電流相位特點，進行相位比較構成故障判別原則，結合智能電子設備(IED)采集的相位信息判別故障元件規定流過保護的正序故障分量電流正方向是從母線指向線路；當線路、母線、變壓器發生區內故障時，其兩端的正序故障電流相位相差不大；當發生區外故障時，其兩端的正序故障電流相位相差接近180°；因此，利用正序故障分量電流的相位特點來區分故障和非故障元件；同時故障點的電流幅值也是最大的，將幅值信息用來增強相位判據的可靠性；分別選取線路兩端、變壓器兩端、母線靠近變壓器一側與其相連饋線和母聯上的正序故障分量電流進行相位比較，若電流相位相差不大，則說明該元件路發生故障；若電流相位相差接近180°，則說明發生區外故障，判據為式(1)、式(2)；式中：分別為元件兩端的正序故障分量電流；2)當智能電子設備(IED)采集的相位信息缺失或錯誤時，擴大智能電子設備(IED)的識別區域內的相位信息和電流幅值信息，結合預定的動作決策，仍能快速地切除故障元件；(1)相位信息缺失a)變壓器一側正序故障分量電流相位缺失當變壓器一側的正序故障分量電流相位缺失時，將該側所連母線的線路正序故障分量電流與變壓器未缺失相位一側的正序故障分量電流作相位比較，判別是否是變壓器故障，若是側跳開變壓器另一側斷路器；b)母線一端正序故障分量電流相位缺失當高壓母線靠近變壓器側的正序故障分量電流相位缺失時，將變壓器低壓側的正序故障分量電流與高壓側母線所連線路的正序故障分量電流作相位比較；若相位都相反則說明是母線或變壓器故障，先跳開母線和變壓器之間斷路器；再將變壓器低壓側的正序故障分量電流與高壓側母線所連線路的正序故障分量電流作相位比較，判別是否是變壓器故障，若是則跳開變壓器另一側斷路器；當低壓母線靠近變壓器側的正序故障分量電流相位缺失時，將變壓器高壓側的正序故障分量電流與低壓側母線所連線路的正序故障分量電流作相位比較；若相位都相反則說明是母線或變壓器故障，先跳開母線和變壓器之間斷路器；再將變壓器高壓側的正序故障分量電流與低壓側母線所連線路的正序故障分量電流作相位比較，判別是否是變壓器故障，若是則跳開變壓器另一側斷路器；c)線路一端正序故障分量電流相位缺失線路本端的正序故障分量電流相位缺失，將該線路對端正序故障分量電流與其所連母線的正序故障分量電流和進行相位比較，若相位相反且電流幅值最大的線路則為故障線路；線路對端的正序故障分量電流相位缺失，將該線路本端的正序故障分量電流和其他線路的正序故障分量電流進行相位比較，若相位與其他線路都相反且電流幅值最大的線路則為故障線路；(2)相位信息錯誤a)變壓器故障時變壓器兩端的某一端故障電流相位信息出現錯誤，導致誤判為母線故障，先跳開故障母線與變壓器之間的斷路器；若兩臺變壓器向同一條母線供電，則比較兩臺變壓器與故障母線之間電流的幅值，先跳開電流幅值較大的一側母線與變壓器之間的斷路器；再將故障電流相位信息未出現錯誤的一側與故障母線所連線路的正序故障分量電流進行相位比較，若相位幾乎相同，則說明是變壓器故障，跳開變壓器另一側斷路器；b)高壓母線故障時高壓母線靠近變壓器側故障電流相位信息出錯，導致誤判為變壓器故障，比較變壓器兩側電流幅值，優先跳開幅值較大的變壓器高壓側斷路器，再利用變壓器低壓側與高壓母線所連線路的故障電流相位作比較，若相位相差不大，說明是高壓母線故障，跳開與高壓母線相關的所有斷路器；高壓母線進線相位錯誤，誤判為進線故障，先跳開進線與高壓母線之間斷路器，再次進行故障判別，判別出高壓母線故障，跳開與高壓母線相關的所有斷路器；c)低壓側母線故障時低壓母線靠近變壓器側故障電流相位信息出錯，導致誤判為變壓器故障，比較流過變壓器兩側電流的幅值，先跳開電流幅值較大的低壓側斷路器；再利用變壓器高壓側與低壓母線所連線路的故障電流分量進行相位比較，可以判別出低壓母線故障，跳開與其相連的所有斷路器；低壓側線路故障電流相位信息錯誤時，判為線路故障，先跳開故障線路的斷路器，再次進行故障判別，判別為低壓母線故障，跳開與低壓母線相關的所有斷路器；d)線路故障時科學合理，判別準確，適用性強，靈敏度高線路故障電流相位信息錯誤時，先比較各條線路電流幅值，先切除幅值較大的線路，再進行故障判別。本專利技術的一種智能變電站集成保護方法，利用故障元件兩端的正序故障分量電流相位特點，進行相位比較構成故障判別原則，結合智能電子設備(IED)采集的相位信息判別故障元件。當智能電子設備(IED)采集的相位信息缺失或錯誤時，擴大智能電子設備(IED)的識別區域內的相位信息和電流幅值信息，結合預定的動作決策，仍能快速地切除故障元件。能夠同時對智能變電站內的變壓器、母線、線路做出故障元件判別，不同以往方法僅僅對一種故障元件判別，該方法科學合理，計算簡單，簡便易行，判別準確，適用性強，靈敏度高，具有一定的容錯性。附圖說明圖1為一種智能變電站集成保護方法的一個故障判別的基本流程圖；圖2為一種智能變電站集成保護方法應用的一個具體變電站系統圖；圖3為實施例1的一種智能變電站集成保護方法，在變電站變壓器T1發生故障并且數據傳輸正常情況時，IED輸出的變壓器T1兩端正序故障分量電流相位比較值仿真圖；圖4為實施例1的一種智能變電站集成保護方法，在變電站變壓器T1發生故障并且數據傳輸正常情況時，IED輸出的變壓器T1兩端斷路器輸出值的仿真圖；圖5為實施例2的一種智能變電站集成保護方法，在變電站變壓器T1發生故障并且IED30采集的故障電流相位信息缺失情況時；IED29輸出的變壓器T1高壓側與低壓線路L9的正序故障分量電流相位比較值仿真圖；圖6為實施例2的一種智能變電站集成保護方法，在變電站變壓器T1發生故障并且IED30采集的故障電流相位信息缺失情況時；IED29輸出的變壓器T1高壓側與低壓線路L10的正序故障分量電流相位比較值仿真圖；圖7為實施例2的一種智能變電站集成保護方法，在變電站變壓器T1發生故障并且IED30采集的故障電流相位信息缺失情況時；IED29輸出的變壓器T1高壓側與低壓線路L11的正序故障分量電流相位比較值仿真圖；圖8為實施例2的一種智能變電站集成保護方法，在變電站變壓器T1發生故障并且本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種智能變電站集成保護方法，其特征是，它包括如下步驟：1)利用故障元件兩端的正序故障分量電流相位特點，進行相位比較構成故障判別原則，結合智能電子設備(IED)采集的相位信息判別故障元件規定流過保護的正序故障分量電流正方向是從母線指向線路；當線路、母線、變壓器發生區內故障時，其兩端的正序故障電流相位相差不大；當發生區外故障時，其兩端的正序故障電流相位相差接近180°；因此，利用正序故障分量電流的相位特點來區分故障和非故障元件；同時故障點的電流幅值也是最大的，將幅值信息用來增強相位判據的可靠性；分別選取線路兩端、變壓器兩端、母線靠近變壓器一側與其相連饋線和母聯上的正序故障分量電流進行相位比較，若電流相位相差不大，則說明該元件路發生故障；若電流相位相差接近180°，則說明發生區外故障，判據為式(1)、式(2)；式中：分別為元件兩端的正序故障分量電流；2)當智能電子設備(IED)采集的相位信息缺失或錯誤時，擴大智能電子設備(IED)的識別區域內的相位信息和電流幅值信息，結合預定的動作決策，仍能快速地切除故障元件；(1)相位信息缺失a)變壓器一側正序故障分量電流相位缺失當變壓器一側的正序故障分量電流相位缺失時，將該側所連母線的線路正序故障分量電流與變壓器未缺失相位一側的正序故障分量電流作相位比較，判別是否是變壓器故障，若是側跳開變壓器另一側斷路器；b)母線一端正序故障分量電流相位缺失當高壓母線靠近變壓器側的正序故障分量電流相位缺失時，將變壓器低壓側的正序故障分量電流與高壓側母線所連線路的正序故障分量電流作相位比較；若相位都相反則說明是母線或變壓器故障，先跳開母線和變壓器之間斷路器；再將變壓器低壓側的正序故障分量電流與高壓側母線所連線路的正序故障分量電流作相位比較，判別是否是變壓器故障，若是則跳開變壓器另一側斷路器；當低壓母線靠近變壓器側的正序故障分量電流相位缺失時，將變壓器高壓側的正序故障分量電流與低壓側母線所連線路的正序故障分量電流作相位比較；若相位都相反則說明是母線或變壓器故障，先跳開母線和變壓器之間斷路器；再將變壓器高壓側的正序故障分量電流與低壓側母線所連線路的正序故障分量電流作相位比較，判別是否是變壓器故障，若是則跳開變壓器另一側斷路器；c)線路一端正序故障分量電流相位缺失線路本端的正序故障分量電流相位缺失，將該線路對端正序故障分量電流與其所連母線的正序故障分量電流和進行相位比較，若相位相反且電流幅值最大的線路則為故障線路；線路對端的正序故障分量電流相位缺失，將該線路本端的正序故障分量電流和其他線路的正序故障分量電流進行相位比較，若相位與其他線路都相反且電流幅值最大的線路則為故障線路；(2)相位信息錯誤a)變壓器故障時變壓器兩端的某一端故障電流相位信息出現錯誤，導致誤判為母線故障，先跳開故障母線與變壓器之間的斷路器；若兩臺變壓器向同一條母線供電，則比較兩臺變壓器與故障母線之間電流的幅值，先跳開電流幅值較大的一側母線與變壓器之間的斷路器；再將故障電流相位信息未出現錯誤的一側與故障母線所連線路的正序故障分量電流進行相位比較，若相位幾乎相同，則說明是變壓器故障，跳開變壓器另一側斷路器；b)高壓母線故障時高壓母線靠近變壓器側故障電流相位信息出錯，導致誤判為變壓器故障，比較變壓器兩側電流幅值，優先跳開幅值較大的變壓器高壓側斷路器，再利用變壓器低壓側與高壓母線所連線路的故障電流相位作比較，若相位相差不大，說明是高壓母線故障，跳開與高壓母線相關的所有斷路器；高壓母線進線相位錯誤，誤判為進線故障，先跳開進線與高壓母線之間斷路器，再次進行故障判別，判別出高壓母線故障，跳開與高壓母線相關的所有斷路器；c)低壓側母線故障時低壓母線靠近變壓器側故障電流相位信息出錯，導致誤判為變壓器故障，比較流過變壓器兩側電流的幅值，先跳開電流幅值較大的低壓側斷路器；再利用變壓器高壓側與低壓母線所連線路的故障電流分量進行相位比較，可以判別出低壓母線故障，跳開與其相連的所有斷路器；低壓側線路故障電流相位信息錯誤時，判為線路故障，先跳開故障線路的斷路器，再次進行故障判別，判別為低壓母線故障，跳開與低壓母線相關的所有斷路器；d)線路故障時科學合理，判別準確，適用性強，靈敏度高線路故障電流相位信息錯誤時，先比較各條線路電流幅值，先切除幅值較大的線路，再進行故障判別。...

【技術特征摘要】
1.一種智能變電站集成保護方法，其特征是，它包括如下步驟：1)利用故障元件兩端的正序故障分量電流相位特點，進行相位比較構成故障判別原則，結合智能電子設備(IED)采集的相位信息判別故障元件規定流過保護的正序故障分量電流正方向是從母線指向線路；當線路、母線、變壓器發生區內故障時，其兩端的正序故障電流相位相差不大；當發生區外故障時，其兩端的正序故障電流相位相差接近180°；因此，利用正序故障分量電流的相位特點來區分故障和非故障元件；同時故障點的電流幅值也是最大的，將幅值信息用來增強相位判據的可靠性；分別選取線路兩端、變壓器兩端、母線靠近變壓器一側與其相連饋線和母聯上的正序故障分量電流進行相位比較，若電流相位相差不大，則說明該元件路發生故障；若電流相位相差接近180°，則說明發生區外故障，判據為式(1)、式(2)；式中：分別為元件兩端的正序故障分量電流；2)當智能電子設備(IED)采集的相位信息缺失或錯誤時，擴大智能電子設備(IED)的識別區域內的相位信息和電流幅值信息，結合預定的動作決策，仍能快速地切除故障元件；(1)相位信息缺失a)變壓器一側正序故障分量電流相位缺失當變壓器一側的正序故障分量電流相位缺失時，將該側所連母線的線路正序故障分量電流與變壓器未缺失相位一側的正序故障分量電流作相位比較，判別是否是變壓器故障，若是側跳開變壓器另一側斷路器；b)母線一端正序故障分量電流相位缺失當高壓母線靠近變壓器側的正序故障分量電流相位缺失時，將變壓器低壓側的正序故障分量電流與高壓側母線所連線路的正序故障分量電流作相位比較；若相位都相反則說明是母線或變壓器故障，先跳開母線和變壓器之間斷路器；再將變壓器低壓側的正序故障分量電流與高壓側母線所連線路的正序故障分量電流作相位比較，判別是否是變壓器故障，若是則跳開變壓器另一側斷路器；當低壓母線靠近變壓器側的正序故障分量電流相位缺失時，將變壓器高壓側的正序故障分量電流與低壓側母線所連線路的正序故障分量電流作相位比較；若相位都相反則說明是母線或變壓器故障，先跳開母線和變壓器之間斷路器；再將變壓器高壓側的正序故障分量電流與低壓側母線所連線路的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：華亮亮，金恩淑，王潤之，金雨薇，宣曉辰，袁野，郭見紅，
申請(專利權)人：國網內蒙古東部電力有限公司通遼供電公司，東北電力大學，
類型：發明
國別省市：內蒙古;15