本发明专利技术公开了一种电力系统配电网分段继电保护新方法，利用FTU感受短路电流后，向其前后相邻FTU发送跳闸请求信号，获得允许跳闸信号后实现相应分段断路器跳闸的双向允许式保护，适用于主站不参与控制，变电站出口断路器不参与允许信号收发，特别适用于闭环设计、开环运行（即存在停电转供的拉手结构）配电网的线路分段保护。该方法利用光纤通信技术，完成相邻前后两级分段保护的故障信息交换，利用故障信息准确定位故障区间，实现精确的分段保护，有效缩短多级分段保护配合的动作延时，快速隔离故障，减小受故障影响停电区间。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统配电线路继电保护领域，尤其涉及一种基于FTU角色识别的配电网双向允许式保护方法。
技术介绍
近年来，配电网对于降低短时停电次数、缩小故障影响停电区间的需求日益迫切。配电网负荷数量大且沿线路不均匀分布，为了减小故障停电区域和停电时间，需要通过多级保护装置将线路划分为多个区段。区别于输电线路，配电线路一般较短，电流保护主要通过时间级差进行配合。一般保护级差为0.3s，当保护级数过多时（如四级或更多级），这将导致出口断路器保护动作过长（>1s），短路电流以及由此引起的电压骤降长时间存在，威胁配电网及设备安全、影响电压质量及敏感负荷的正常运行，因此常规电流保护不能满足需要四级及以上保护配合的要求，亟需可以短时间内完成故障隔离的配电网分段保护。广域同步测量和数字化变电站技术的发展与成熟，为从根本上提高和改善继电保护的性能提供了契机。因此，在复杂电网环境下审视传统继电保护存在的问题，研究能够快速识别与隔离故障的继电保护新方法，是保障电网安稳高效运行的重要内容。而现有的广域测量继电保护方法亦存在许多问题。例如，未考虑到目前电网的管理体制下，大多数出口断路器不纳入配电网自动化，即不参与故障和保护信息的发送和接收。另外，现有的允许式保护方法，多需要主站的参与才能识别配电线路动态网络拓扑结构变化。《重庆大学自然学报》中论文《配电线路快速保护原理及分析》中提到了两种保护方法：双向闭锁式过电流保护和双向允许式过电流保护，其中，双向允许式过电流保护又分为判断故障电流方向的双向允许式过电流保护和不判断故障电流方向的双向允许式过电流保护。双向闭锁式过电流保护方法的工作原理为：判别故障电流方向，感受到过电流FTU对故障电流正方向(故障电流流出)侧不发送信号，仅对故障电流反方向(故障电流流入)侧发送闭锁信号，即FTU仅向其相邻一侧的FTU发送信号。判断故障电流方向的双向允许式过电流保护方法的原理为：判别电流方向，FTU向故障电流流出方向发允许信号,对于故障电流流入方向不发信号，同样是FTU仅向其相邻一侧的FTU发送信号。两种保护方法均需判别故障电流方向、实际上只单向发送闭锁或者允许信号，且均未考虑现场出口断路器不参与闭锁的实际情况，不适用于现场应用。不判别故障电流方向的双向允许式过电流保护方法不判别电流方向，FTU感受到过电流后向其相邻两侧发允许信号，要求出口断路器参与允许信号的发送，不能适应现场出口断路器不参与信号发送或是接收的情况。
技术实现思路
本专利技术是针对现有技术所存在的不足，而提供了一种不需要主站参与确定配电线路的动态网络拓扑结构变化情况，有效适用于现场出口断路器不参与收发跳闸允许信号的分段保护的实际情况的一种基于FTU角色识别的配电网双向允许式保护方法。本专利技术适用于静态网络拓扑结构确定、主站不参与动态网络拓扑结构变化识别，出口断路器不参与允许信号收发，尤其适用于闭环设计、开环运行（即手拉手结构）配电网的线路保护。利用相邻FTU之间的通信，完成前后相邻保护之间故障信息的交换，并判断故障区间、允许相应保护动作，实现故障的快速准确定位和隔离，减小故障危害。本专利技术解决技术问题采取的技术方案是：定义FTU为出口FTU和线路FTU，FTU在感受到过电流后，向其前后相邻FTU发送跳闸请求询问信号；FTU在接收到其他FTU发送的跳闸请求询问信号后，根据自身是否检测到过电流作出相应回答，当未检测到过电流时向相应FTU回复跳闸允许信号，若感受到过电流则对于跳闸请求不予应答；对于出口FTU，根据其是否感受到过电流、过电流功率方向，以及在规定时间内是否接收允许跳闸信号，控制相应断路器动作与否。对于线路FTU，根据其是否感受到过电流，以及在规定时间内是否接收到允许跳闸信号，控制相应断路器动作与否；若在故障后时间（），仍存在过电流，出线断路器动作，实现出口FTU与出线断路器之间故障的保护。具体实现方法包括以下步骤：步骤1：将FTU划分为边界FTU和中间FTU，针对闭环设计、开环运行的双电源配电网络，定义与两端电源出口断路器相邻的FTU为边出口FTU，其余全部FTU为线路FTU；步骤2：设置继电保护动作电流整定值1）若采样电流值，则表明无过电流出现；2）若采样电流值，则表明有过电流出现；步骤3：在出口FTU感受到过电流后，识别所监测的过电流功率方向，具体为，针对出口FTU，定义由相邻电源指向线路为电流正方向，1）若监测到的电流方向与正方向一致，则为正；2）若监测到的电流方向与正方向相反，则为负；步骤4：在FTU感受到过电流后，立即向其前后相邻FTU发送跳闸请求询问信号并开始计时；步骤5：当FTU接收到相邻FTU发送的跳闸请求询问后，判断自身是否感受到过电流，1）若未感受到过电流，则向发送跳闸请求询问的FTU返回跳闸允许信号；2）若感受到过电流，则不答复其他FTU的跳闸请求询问；步骤6：设置时间T1，当时,判断FTU是否接收到相邻FTU返回的跳闸允许信号：1）对于出口FTU，A、若感受到过电流，并判断故障电流功率方向为正，且接收到相邻FTU返回的跳闸允许信号，则相应分段断路器动作跳闸。B、若感受到过电流，并判断故障电流功率方向为负，则相应分段断路器动作跳闸；C、若条件不满足A和B，相应断路器不动作；2）对于线路FTU，A、感受到过电流，接收到相邻FTU返回的跳闸允许信号，相应分段断路器动作跳闸；B、若条件不满足A，相应断路器不动作；步骤7：设置时间T2，且T2>T1，在故障时间t≥T2后，若线路中仍存在过电流，出口断路器动作，实现出口FTU与出线断路器之间故障的保护和隔离。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术基于角色识别的双向允许式保护新方法，将FTU划分为出口FTU和线路FTU，除出口FTU须判别故障功率方向外，线路FTU无需判别故障功率方向。出口和线路FTU相互交换故障信息，根据各自的判据控制相应分段断路器的跳闸动作，并设置后备保护，不需要主站参与确定配电线路的动态网络拓扑结构变化情况，有效适用于现场出口断路器不参与收发跳闸允许信号的分段保护的实际情况。本方法利用光纤通信技术实现FTU之间的信息交换，实现故障的准确快速定位、隔离，减小故障危害。充分考虑到了现场大多数出口断路器不参与允许式分段保护的现状，在出口断路器不参收发跳闸允许信号的情况下，准确快速定位、隔离。变电站内出线保护作为后备保护，相对于双向闭锁式保护方法，可避免在通讯中断情况下的分段保护误动。并考虑到配电网闭环设计、开环运行的问题，在停电转供，静态网络拓扑变化时，仍能准确定位、隔离故障。整个保护过程无需主站的参与，减少主站的工作量，具有更高的可靠性。附图说明图1为系统结构图。图2为配电自动化的结构图。图3为A电源单独供电结构图。图4区域3、4由B电源转供的线路结构。图5区域1、2、3、4由B电源转供的线路结构。具体实施方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。实施例11.线路设备配置一般手拉手环节的配电网都是闭环设计，开环运行，系统结构如附图1所示。由A、B两电源供电，线路上各分段保护的断路器装设相对应FTU。、为变电站内的出线断路器，出线保护设备不参与允许信号的接收或发送，相对应的出线保护为CB1、CB7；本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于FTU角色识别的配电网双向允许式保护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将FTU划分为边界FTU和中间FTU，针对闭环设计、开环运行的双电源配电网络，定义与两端电源出口断路器相邻的FTU为边出口FTU，其余全部FTU为线路FTU；步骤2：设置继电保护动作电流整定值1）若采样电流值，则表明无过电流出现；2）若采样电流值，则表明有过电流出现；步骤3：在出口FTU感受到过电流后，识别所监测的过电流功率方向，具体为，针对出口FTU，定义由相邻电源指向线路为电流正方向，1）若监测到的电流方向与正方向一致，则为正；2）若监测到的电流方向与正方向相反，则为负；步骤4：在FTU感受到过电流后，立即向其前后相邻FTU发送跳闸请求询问信号并开始计时；步骤5：当FTU接收到相邻FTU发送的跳闸请求询问后，判断自身是否感受到过电流，1）若未感受到过电流，则向发送跳闸请求询问的FTU返回跳闸允许信号；2）若感受到过电流，则不答复其他FTU的跳闸请求询问；步骤6：设置时间T1，当时,判断FTU是否接收到相邻FTU返回的跳闸允许信号：1）对于出口FTU，A、若感受到过电流，并判断故障电流功率方向为正，且接收到相邻FTU返回的跳闸允许信号，则相应分段断路器动作跳闸；B、若感受到过电流，并判断故障电流功率方向为负，则相应分段断路器动作跳闸；C、若条件不满足A和B，相应断路器不动作；2）对于线路FTU，A、感受到过电流，接收到相邻FTU返回的跳闸允许信号，相应分段断路器动作跳闸；B、若条件不满足A，相应断路器不动作；步骤7：设置时间T2，且T2>T1，在故障时间t≥T2后，若线路中仍存在过电流，出口断路器动作，实现出口FTU与出线断路器之间故障的保护和隔离。...
【技术特征摘要】
1.一种基于FTU角色识别的配电网双向允许式保护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将FTU划分为边界FTU和中间FTU，针对闭环设计、开环运行的双电源配电网络，定义与两端电源出口断路器相邻的FTU为边出口FTU，其余全部FTU为线路FTU；步骤2：设置继电保护动作电流整定值1）若采样电流值，则表明无过电流出现；2）若采样电流值，则表明有过电流出现；步骤3：在出口FTU感受到过电流后，识别所监测的过电流功率方向，具体为，针对出口FTU，定义由相邻电源指向线路为电流正方向，1）若监测到的电流方向与正方向一致，则为正；2）若监测到的电流方向与正方向相反，则为负；步骤4：在FTU感受到过电流后，立即向其前后相邻FTU发送跳闸请求询问信号并开始计时；步骤5：当FTU接收到相邻FTU发送的跳闸请求询问后，判断自身是否感受到过电流，...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾廷波，王晓梅，李兵，尹德强，申磊，郑楠，王邦惠，孙晓斌，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司日照供电公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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