一種可自動切換保護域的差動保護方法技術

本發明專利技術公開了一種可自動切換保護域的差動保護方法，差動保護可以根據采集到的隔離開關位置信息，自適應地辨識差動保護的保護域，同時將保護的工作方式進行調整，對各自保護區域的各種故障能夠有選擇性地快速隔離。在隔離開關處于合位時，差動保護域為本側斷路器至對側斷路器的整個區域，在此保護區域內發生故障時，差動保護能可靠動作并隔離故障；隔離開關處在分位時，差動保護保護域以隔離開關為界調整為本側斷路器至隔離開關和隔離開關以外的兩個獨立的區域，在各自的保護域內發生故障時，差動保護能可靠動作并有選擇性地快速隔離故障且不對另外的保護域產生影響。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電力系統領域中。
技術介紹
隨著電力系統的發展，近年來3/2接線方式帶隔離開關這種接線方式已多見應用。3/2接線方式中2條母線之間3個開關串聯，形成一串。在一串中從相鄰的2個開關之間引出元件，即3個開關供兩個元件，中間開關作為共用，相當于每個元件用1. 5個開關，因此也稱為一個半開關接線。在3/2接線的一串中，接于母線的2臺開關稱之為邊開關，中間的開關稱之為中間開關或聯絡開關。對于3/2接線方式帶隔離開關這種接線方式，常規的保護裝置不能滿足這種接線方式的實際需求。目前，對于這種接線方式提供的保護方案一般為對于3/2帶隔離開關側配置一套短引線保護，同時輸電線路需要另外配置一套線路縱聯電流差動保護，保護之間的配合關系和二次回路復雜，需要配置多臺裝置以完成整個區域的保護功能。另外，在進行隔離開關操作時，需人為對保護裝置進行操作，對相關保護功能進行投退，由于運行方式多變及操作步驟復雜，增加了運行的復雜性和不可靠性，在整個操作過程中，人為因素導致的誤操作概率增加，發生誤操作時會帶來保護誤動或者拒動的風險，影響了電網的供電可靠性。由于光纖通道的普及，差動保護已普遍應用在高電壓等級輸電線路中。差動保護不存在保護定值整定配合問題、區內故障差動保護能可靠動作切除故障并具有天然的選相能力(詳見張保會等主編《電力系統繼電保護》“縱聯電流差動保護”章節)。文獻“李旭等500kV變電站3/2接線T區保護短引線保護方案探討[J].電力系統保護與控制”提出了一種3/2接線方式帶隔離開關T區短引線的保護方案，該方案僅能應用于站內T區短引線的場合，同時線路保護仍然需要配置額外的光纖電流差動保護，不能應用于3/2接線方式帶隔離開關的長距離出線的場合，具有局限性。
技術實現思路
本專利技術提出了，以應對3/2接線方式帶隔離開關的應用情景，可以克服以往常規T區保護以及線路電流差動保護方案的不足。本專利技術能夠自適應于各種運行方式，自動對差動保護區域進行劃分、對差動保護計算方式和跳閘策略進行調整。本專利技術采用的技術方案是，1、線路兩端母線都是3/2接線情況保護裝置安裝在一條兩端母線均為3/2接線帶隔離開關的線路兩側，線路兩側分別裝有隔離開關，線路兩側保護裝置采集3/2接線方式下兩組CT的電流，兩側保護裝置均采集線路上的隔離開關位置，并且能夠通過光纖通道進行兩側交流采樣以及隔離開關位置信息的交互；當線路上兩側的隔離開關均在合位時，兩側的保護裝置分別對電流、電壓以及開關量信息進行實時交互，經過采樣同步后，利用本側電流和對側電流進行差動保護計算，每臺保護裝置的保護區域為兩側母線兩臺斷路器之間和整條線路；當其中一側即M側的隔離開關在分位，另一側即N側的隔離開關在合位，兩側保護裝置自動對保護區域進行切換，M側僅對接入本側裝置的兩組CT進行差動保護計算，同時自動取消與對側電流的差動計算，保護區域為M側母線兩臺斷路器之間，N側差動保護的保護域為M側隔離開關至N側母線兩臺斷路器；當兩側隔離開關均在合位，發生區內故障時，兩側的差動保護分別動作跳開兩側的母線斷路器從而隔離故障。當一側的隔離開關在分位，另一側的隔離開關在合位，發生區內故障時，故障所在區域側差動保護動作無延時地跳開本側開關，不跳對側開關。2、線路一端母線都是3/2接線，另一端為單開關接線線路的一側為雙開關3/2接線，即雙開關接線側，另一側為單開關接線，線路雙開關接線側裝有隔離開關，兩側裝置采集3/2接線方式下兩組CT的電流或者單開關接線方式下的一組電流，雙開關側保護裝置采集線路上的隔離開關位置，并且能夠通過光纖通道進行兩側交流采樣以及隔離開關位置的交互；當線路上的隔離開關在合位時，兩側的保護裝置分別對電流、電壓以及開關量信息進行實時交互，經過采樣同步后，利用本側電流和對側電流進行差動保護計算，每臺裝置的保護區域為雙開關側的母線兩臺斷路器之間和整條線路；當其中隔離開關在分位，兩側保護裝置自動對保護區域進行切換雙開關側的保護裝置則僅對接入本側裝置的兩組CT進行差動保護計算，同時自動取消與對側電流的差動計算，保護區域為該側母線兩臺斷路器之間；單開關側的保護裝置保護區域是線路隔離開關到該側斷路器之間。3、刀閘位置信號的確認上述提到的保護裝置需要采集隔離刀閘的單位置信號或雙位置信號(包括常開信號和常閉信號)，通過位置信號辨別刀閘位置處于分位或合位。如果雙位置信號無效，即當前雙位置均為常開或者均為常閉時，保護裝置發出告警信號。保護裝置結合系統的運行工況進行當前隔離開關位置的確認當保護裝置采集到雙開關側兩組分CT沒有差流且各分CT有電流，認為當前隔離開關位置在分位；當保護裝置未檢測到線路上發生故障或者存在擾動，即保護裝置采集到的電流未發生波動或躍變且電流中不含零序電流或者零序電流小于一定門檻，同時雙開關側兩組分CT有差流，則認為當前隔離開關位置在合位。保護裝置采集強制位置切換開關的信號，確認隔離開關的位置信息；當強制位置切換開關在合位時，保護裝置判斷隔離開關在合位；當強制位置切換開關在分位時，保護裝置判斷隔離開關位置在分位。如圖1所示，以兩側均為3/2接線帶隔離開關接線方式為例說明，差動保護裝置配置于線路兩端，兩側差動保護裝置通過光纖通道連接，完成整個區域的保護構架。兩側差動保護均采集兩組CT電流作為本側差動保護的模擬量輸入，在實際應用時，若一側為3/2接線方式另一側為單/雙母線或者直接連接主變高壓側時，非3/2接線方式側可只接入一組CT。兩側差動保護分別對各自側的隔離開關位置信息進行采集，作為自動切換保護域的依據。當兩側隔離開關均在合位時，差動保護對兩側的電流、電壓以及開關量信息進行實時交互，對本側電流和對側電流進行差動保護計算，當在保護域內發生故障時，差動保護可以跳開兩側斷路器達到隔離故障的目的，此時的差動保護區域如圖1中的虛線框AREA所示；當M側隔離開關在分位，N側隔離開關在合位，差動保護自動對保護域進行切換，M側保護裝置自動改變差動計算策略，對接入本側裝置的兩組CT進行差動保護計算，同時自動取消與對側電流的差動計算，將N側傳送過來的電流量自動清零，此時M側差動保護保護域為圖2中虛線框AREAl部分，當此區域發生故障時，M側保護裝置跳開本側斷路器，而不會去跳開對側斷路器#側差動保護的保護域為M側隔離開關至N側斷路器這一范圍(圖2中右側虛線框AREA2部分)，差動保護僅對N側電流進行計算，同時結合隔離開關位置以及刀閘位置信息，當線路上發生故障時，差動保護可以無延時跳開本側開關，不跳對側開關。從而，保證兩側系統的獨立運行。當兩側隔離開關均在分位時，M側差動保護域如圖3中AREA3部分所示，N側差動保護域為圖3中AREA4部分所示。本專利技術的有益效果是，可自動切換保護域的差動保護為3/2接線方式帶隔離開關出線這種接線方式提供了有效、可靠的解決方案，本專利技術可以根據隔離開關位置信息自動進行保護策略和保護域的調整，可以適用于帶隔離開關的各種接線方式以及各種運行方式，可以極大提高電網供電的可靠性，在整個隔離開關操作過程中，不需要人為對保護功能進行投退或者切換，提高了操作效率和操作可靠性，有效簡化二次回路的接線，為電網運行方式安排提供很高的靈活性和選擇性，具有極大的經濟效益和社會效益。附圖說明圖1為保護配置及保本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可自動切換保護域的差動保護方法，其特征是：線路兩端母線都是3/2接線情況：保護裝置安裝在一條兩端母線均為3/2接線帶隔離開關的線路兩側，線路兩側分別裝有隔離開關，線路兩側保護裝置采集3/2接線方式下兩組CT的電流，兩側保護裝置均采集線路上的隔離開關位置，并且能夠通過光纖通道進行兩側交流采樣以及隔離開關位置信息的交互；當線路上兩側的隔離開關均在合位時，兩側的保護裝置分別對電流、電壓以及開關量信息進行實時交互，經過采樣同步后，利用本側電流和對側電流進行差動保護計算，每臺保護裝置的保護區域為兩側母線兩臺斷路器之間和整條線路；當其中一側即M側的隔離開關在分位，另一側即N側的隔離開關在合位，兩側保護裝置自動對保護區域進行切換，M側僅對接入本側裝置的兩組CT進行差動保護計算，同時自動取消與對側電流的差動計算，保護區域為M側母線兩臺斷路器之間，N側差動保護的保護域為M側隔離開關至N側母線兩臺斷路器；當兩側隔離開關均在合位，發生區內故障時，兩側的差動保護分別動作跳開兩側的母線斷路器從而隔離故障；當一側的隔離開關在分位，另一側的隔離開關在合位，發生區內故障時，故障所在區域側差動保護動作無延時地跳開本側開關，不跳對側開關。...

【技術特征摘要】
2012.07.20 CN 201210253190.91.一種可自動切換保護域的差動保護方法，其特征是:線路兩端母線都是3/2接線情況: 保護裝置安裝在一條兩端母線均為3/2接線帶隔離開關的線路兩側，線路兩側分別裝有隔離開關，線路兩側保護裝置采集3/2接線方式下兩組CT的電流，兩側保護裝置均采集線路上的隔離開關位置，并且能夠通過光纖通道進行兩側交流采樣以及隔離開關位置信息的交互； 當線路上兩側的隔離開關均在合位時，兩側的保護裝置分別對電流、電壓以及開關量信息進行實時交互，經過采樣同步后，利用本側電流和對側電流進行差動保護計算，每臺保護裝置的保護區域為兩側母線兩臺斷路器之間和整條線路； 當其中一側即M側的隔離開關在分位，另一側即N側的隔離開關在合位，兩側保護裝置自動對保護區域進行切換，M側僅對接入本側裝置的兩組CT進行差動保護計算，同時自動取消與對側電流的差動計算，保護區域為M側母線兩臺斷路器之間，N側差動保護的保護域為M側隔離開關至N側母線兩臺斷路器； 當兩側隔離開關均在合位，發生區內故障時，兩側的差動保護分別動作跳開兩側的母線斷路器從而隔離故障； 當一側的隔離開關在分位，另一側的隔離開關在合位，發生區內故障時，故障所在區域側差動保護動作無延時地跳開本側開關，不跳對側開關。2.一種可自動切換保護域的差動保護方法，其特征是:線路的一側的母線雙開關3/2接線，即雙開關接線側，另一側為單開關接線，線路雙開關接線側裝有隔離開關，兩側裝置采集3/2接線方式下兩組CT的 電流或者單開關接線方式下的一組電流，雙開關側保護裝置采集線路上的隔離開關位置，并且能夠通過光纖通道進行兩側交流采樣以及隔離開關位置的交互； 當線路上的隔離開關在合位時，兩側的保護裝置分別對電流、電壓以...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐曉春，曲廣強，熊立昆，孫輝，劉革明，劉東超，戴光武，謝華，沈軍，趙青春，李園園，朱曉彤，
申請(專利權)人：南京南瑞繼保電氣有限公司，中廣核工程有限公司，
類型：發明
國別省市：