專利名稱：區(qū)域電網(wǎng)保護配置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及區(qū)域電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)保護配置，屬于繼電保護領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)常規(guī)的保護配置是根據(jù)具體的保護對象進行常規(guī)的保護功能配置，如根據(jù)電網(wǎng)中運行的母線、線路、主變等分別配置母線保護、線路保護、主變保護，且每種保護一般需考慮配置主保護和后備保護，后備保護作為主保護異常時的保護，需考慮保護范圍的逐級配合和動作延時的逐級配合問題，受系統(tǒng)動態(tài)變化的影響以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的日益復雜化，保護的整定范圍越來越難以配合，給繼電保護整定計算帶來諸多不便，甚至可能造成整定出錯保護越級跳閘等錯誤行為，影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；同時網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復雜化，后備保護的整定延時時間過長，也會給電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行帶來嚴重的影響。
隨著國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)建設(shè)的開展，智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)同步技術(shù)、時鐘同步技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)以及IEC 61850標準的應(yīng)用，可以提供區(qū)域范圍內(nèi)數(shù)據(jù)采集的高精度同步，滿足數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)膶崟r性，保障數(shù)據(jù)傳輸過程的冗余和可靠性；為區(qū)域電網(wǎng)繼電保護實現(xiàn)提供了技術(shù)支撐。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種基于區(qū)域電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)保護配置方法，把區(qū)域電網(wǎng)整體看作一個保護對象配置差動主保護和差動后備保護；同時在就地安裝綜合單元配置一段后備保護，用于實現(xiàn)保護功能配置簡單化，從而實現(xiàn)保護定值整定的簡單化，解決復雜電網(wǎng)保護配合關(guān)系難以整定和動作時間長的難題，提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是區(qū)域電網(wǎng)保護配置方法，將區(qū)域電網(wǎng)劃分為至少兩個保護節(jié)點，以節(jié)點為保護對象；集中式保護控制裝置通過實時數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)收集區(qū)域電網(wǎng)中各個就地安裝綜合智能單元采集的數(shù)據(jù)和信息，配置區(qū)域電網(wǎng)的差動主保護和差動后備保護，作為網(wǎng)絡(luò)保護的第一層保護，以網(wǎng)絡(luò)拓撲為基礎(chǔ)識別每個節(jié)點所關(guān)聯(lián)的支路，每個節(jié)點與其所關(guān)聯(lián)的支路參與該節(jié)點的第一層保護；同時在就地安裝綜合單元配置一段后備保護，作為網(wǎng)絡(luò)保護的第二層保護。所述第一層保護包括主保護和后備保護。所述主保護故障隔離范圍為直接與故障節(jié)點相連的所有開關(guān)，用這些開關(guān)CT做多端差動保護，保護動作時跳開與故障點相連的所有開關(guān)。所述后備保護分為兩級，第一級后備保護為當主保護隔離范圍中的一個開關(guān)CT異?；蜷_關(guān)失靈時，用與此開關(guān)直接相連的所有開關(guān)CT節(jié)點電流和代替此異常的開關(guān)CT電流與其它故障點直接相連的CT電流進行多端差動保護，保護動作時除跳開與故障點相連的所有開關(guān)外還要跳開與CT異常或失靈開關(guān)直接相連的所有開關(guān)；第二級后備保護為與CT異?；蚴ъ`開關(guān)直接相連的開關(guān)中仍然存在著CT異?；蚴ъ`的情況，則再要與這個CT異?；蚴ъ`開關(guān)直接相連的所有CT電流代替此電流進行級聯(lián)式差動保護計算。
所述第二層保護為在就地安裝綜合單元配置一段后備零序保護。本發(fā)明以區(qū)域電網(wǎng)為整體，節(jié)點為保護對象。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓撲原理為基礎(chǔ)識別每個節(jié)點所關(guān)聯(lián)的支路，所關(guān)聯(lián)的支路參與節(jié)點的差動保護。無需對電網(wǎng)的每個運行對象配置主保護和后備保護功能，只需要利用智能化變電站信息獲取和共享的便利優(yōu)勢，通過實時數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)收集全站各個就地安裝綜合單元采集的數(shù)據(jù)和信息，構(gòu)成區(qū)域電網(wǎng)的差動主保護和差動后備保護，作為網(wǎng)絡(luò)保護的第一層保護，軟件引入電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓撲的識別方法，識別每個節(jié)點即保護對象所關(guān)聯(lián)的支路，準確確定故障時差動保護的范圍，跳開相關(guān)聯(lián)斷路器，快速切除故障；同時在就地安裝綜合單元配置一段后備保護，作為網(wǎng)絡(luò)保護的第二層，也作為最后一道確保故障可靠切除的后備保護?；趨^(qū)域電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)保護，以區(qū)域電網(wǎng)為整體，配置差動主保護和差動后備保護，主保護利用故障點相關(guān)聯(lián)支路模擬量數(shù)據(jù)，準確隔離故障范圍；差動后備保護不是常規(guī)意義的后備保護，差動后備保護是在開關(guān)失靈或者本開關(guān)的CT異常，也或者本開關(guān)的網(wǎng)絡(luò)通訊中斷時，差動后備保護使用擴大故障隔離范圍的模擬量數(shù)據(jù)，瞬時或短延時切出故障，不存在常規(guī)主后保護整定范圍和整定延時的配合問題，確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。同時·就地安裝綜合單元配置后備零序保護，整定靈敏，動作延時較長，作為電網(wǎng)的最后一級保護，確保故障可靠切除。所以本發(fā)明解決了復雜電網(wǎng)保護配合關(guān)系難以整定和動作時間長的難題，達到功能配置和定值整定簡單化；提高了電力系統(tǒng)運行安全性、穩(wěn)定性。


圖I是本發(fā)明的區(qū)域保護系統(tǒng) 圖2是本發(fā)明保護配置效果示意 圖3是本發(fā)明的保護配置示例圖；。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。如圖I、圖2所示的一種區(qū)域電網(wǎng)繼電保護系統(tǒng)，包括覆蓋整個區(qū)域電網(wǎng)各元件的至少一臺集中式保護控制裝置，以及就地安裝綜合智能單元，所述集中式保護控制裝置與所述綜合智能單元通過光纖以太網(wǎng)通訊連接；光纖以太網(wǎng)采用IEC 61850-9-2作為數(shù)字化采樣值傳輸協(xié)議。光纖以太網(wǎng)包括區(qū)域?qū)崟r數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和站內(nèi)實時數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。區(qū)域電網(wǎng)的保護控制體系結(jié)構(gòu)分為兩層，第一層為區(qū)域集中式的繼電保護，其涵蓋了區(qū)域電網(wǎng)各個元件(包括線路)的主保護及區(qū)域電網(wǎng)的后備保護，作為區(qū)域電網(wǎng)系統(tǒng)的主保護和主要的較為快速的后備保護；第二層為就地安裝的后備保護和測控、計量功能，其主要配置為作為最后一道確保故障可靠切除的后備保護，其特點是整定較為靈敏，動作延時較長，但在線路上安裝有ECT時，就地安裝的保護還配置有動作速度非常快的基于元件參數(shù)識別的快速距離保護，可保護線路長度的95%。線路重合閘功能應(yīng)部署在就地，根據(jù)位置或者跳閘命令啟動，接收到閉鎖命令時放電?；谕負浼夹g(shù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲進行保護功能的自動配置。利用計算機遍歷電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，為網(wǎng)絡(luò)中所有的開工自動創(chuàng)建節(jié)點ID標識碼，并在拓撲結(jié)構(gòu)圖中標注每個斷路器CT極性的安裝指向。遍歷整個電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)圖后，可以為每個支路即斷路器(包括其CT)建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，根據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系配置對應(yīng)的差動主保護和差動后備保護。電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)變化時，拓撲結(jié)構(gòu)自動更新，標注新增元件或線路的電氣連接關(guān)系，并為新增元件自動分配ID標識，配置對應(yīng)保護。區(qū)域集中式保護裝置采用高性能雙核CPU，設(shè)置其一核用于與各個就地單元之間進行數(shù)據(jù)交換，接收電網(wǎng)中各個CT的采樣值存儲到采樣緩存區(qū)，實時計算各個采樣通道的相量值，還用于實時更新拓撲結(jié)構(gòu)圖。第二個核用于保護邏輯的啟動、故障點識別確認、差動保護運算工作。第一層集中式的差動主保護和差動后備保護
通過實時數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)收集全站各個就地安裝綜合單元采集的數(shù)據(jù)和信息。區(qū)域電網(wǎng)劃分為多個保護節(jié)點。主保護故障隔離范圍為直接與故障節(jié)點相連的所有開關(guān)，用這些開關(guān)CT做多端差動保護，保護動作時跳開與故障點相連的所有開關(guān)。后備保護分為兩級，第一級后備保護為當主保護隔離范圍中的一個開關(guān)CT異?；蜷_關(guān)失靈時，用與此開關(guān)直接相連的所有開關(guān)CT節(jié)點電流和代替此異常的開關(guān)CT電流與其它故障點直接相連的CT電流進行多端差動保護，保護動作時除跳開與故障點相連的所有開關(guān)外還要跳開與CT異?；蚴ъ`開關(guān)直接相連的所有開關(guān)。第二級后備保護為與CT異?；蚴ъ`開關(guān)直接相連的開關(guān)中仍然存在著CT異常或失靈的情況，則再要與這個CT異常或失靈開關(guān)直接相連的所有CT電流代替此電流進行級聯(lián)式差動保護計算，保護動作時，跳閘范圍更進一步擴大。第二層就地安裝綜合單元配置的后備保護
在就地安裝綜合單元配置一段后備零序保護，作為網(wǎng)絡(luò)異常時的后備保護，整定靈敏，延時較長，保證系統(tǒng)故障的可靠切除，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。如圖3，kl故障，差動主保護關(guān)聯(lián)的開關(guān)為1DL、8DL。kl故障IDL失靈或IDL數(shù)據(jù)異常，差動后備主保護關(guān)聯(lián)的開關(guān)為2DL、 L、8DL。
權(quán)利要求
1.區(qū)域電網(wǎng)保護配置方法，其特征在于，將區(qū)域電網(wǎng)劃分為至少兩個保護節(jié)點，以節(jié)點為保護對象；集中式保護控制裝置通過實時數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)收集區(qū)域電網(wǎng)中各個就地安裝綜合智能單元采集的數(shù)據(jù)和信息，配置區(qū)域電網(wǎng)的差動主保護和差動后備保護，作為網(wǎng)絡(luò)保護的第一層保護，以網(wǎng)絡(luò)拓撲 為基礎(chǔ)識別每個節(jié)點所關(guān)聯(lián)的支路，每個節(jié)點與其所關(guān)聯(lián)的支路參與該節(jié)點的第一層保護；同時在就地安裝綜合單元配置一段后備保護，作為網(wǎng)絡(luò)保護的第二層保護。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的區(qū)域電網(wǎng)保護配置方法，其特征在于，所述第一層保護包括主保護和后備保護。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的區(qū)域電網(wǎng)保護配置方法，其特征在于，所述主保護故障隔離范圍為直接與故障節(jié)點相連的所有開關(guān)，用這些開關(guān)CT做多端差動保護，保護動作時跳開與故障點相連的所有開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的區(qū)域電網(wǎng)保護配置方法，其特征在于，所述后備保護分為兩級，第一級后備保護為當主保護隔離范圍中的一個開關(guān)CT異常或開關(guān)失靈時，用與此開關(guān)直接相連的所有開關(guān)CT節(jié)點電流和代替此異常的開關(guān)CT電流與其它故障點直接相連的CT電流進行多端差動保護，保護動作時除跳開與故障點相連的所有開關(guān)外還要跳開與CT異常或失靈開關(guān)直接相連的所有開關(guān)；第二級后備保護為與CT異常或失靈開關(guān)直接相連的開關(guān)中仍然存在著CT異?；蚴ъ`的情況，則再要與這個CT異?；蚴ъ`開關(guān)直接相連的所有CT電流代替此電流進行級聯(lián)式差動保護計算。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的區(qū)域電網(wǎng)保護配置方法，其特征在于，所述第二層保護為在就地安裝綜合單元配置一段后備零序保護。
全文摘要
本發(fā)明涉及區(qū)域電網(wǎng)保護配置方法，把區(qū)域電網(wǎng)整體看作一個保護對象配置差動主保護和差動后備保護；同時在就地安裝綜合單元配置一段后備保護，用于實現(xiàn)保護功能配置簡單化，從而實現(xiàn)保護定值整定的簡單化，解決復雜電網(wǎng)保護配合關(guān)系難以整定和動作時間長的難題，提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
文檔編號H02H7/26GK102904222SQ20111043848
公開日2013年1月30日 申請日期2011年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月24日
發(fā)明者馮秋芳, 程天保, 姜自強, 王定國, 馬永念, 倪傳坤, 李貞 , 余高旺, 雷振鋒 申請人:許繼集團有限公司, 許繼電氣股份有限公司, 許昌許繼軟件技術(shù)有限公司, 國家電網(wǎng)公司