一种具有远后备功能的站间纵联保护系统及其方法技术方案

本发明专利技术属于电力系统继电保护领域，尤其涉及一种具有远后备功能的站间纵联保护系统及其方法。具有远后备功能的站间纵联保护系统包括顺序相连的保护信息上传模块、站间信息交互模块、远后备加速模块；保护信息上传模块基于保护线路间隔输出结果，提取距离保护和零序电流保护信息；站间信息交互模块基于信息上传模块上传的保护信息并发送站间交互信息；远后备加速模块依据交互信息和本地保护启动信息识别故障，本线路故障全线速动切除，下级线路故障远后备加速动作。本发明专利技术对各类型故障均能准确快速识别定位，本线路故障全线速动，下级线路故障远后备保护加速可靠动作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统继电保护
，尤其涉及一种具有远后备功能的站间纵联保护系统及其方法。技术背景目前，在高压和超高压电力系统的继电保护中广泛采用双重化或多重化的主保护加后备保护配置方式，其中主保护一般基于纵联差动或纵联比较原理快速地确定出故障所在的区段，在区内故障时能够瞬时出口；后备保护一般采用基于本地量的阶段式距离保护和零序过电流保护，通过定值和动作时间的配合来保证选择性。在这种配置方式中，主保护动作速度快、灵敏度高、选择性好，但对相邻元件没有后备保护功能；后备保护不仅可以作为本线路主保护的近后备，而且还能为相邻线路的保护提供远后备，但不同保护之间需要定值和动作时间的配合，动作速度慢、性能较差。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出一种具有远后备功能的站间纵联保护系统，其特征在于，包括顺序连接的保护信息上传模块、站间信息交互模块及远后备加速模块；所述保护信息上传模块基于变电站间保护线路上配备的线路保护，提取线路保护启动信息，并将上传信息传输至站间信息交互模块；所述站间信息交互模块基于保护信息上传模块上传的线路保护启动信息计算并发送至有直接线路连接关系的变电站交互信息；所述远后备加速模块依据变电站交互信息和本地保护启动信息识别故障位置，故障发生在线路内部，本线路全线速动；故障发生在下级线路，若下级线路主保护、断路器拒动，则本线路作为远后备0.5秒快速动作。所述保护信息上传模块以变电站为基本单元，相对于传统纵联保护交互线路两侧保护信息外，利用各有直接线路连接关系的变电站间保护线路上配备的线路保护；所述线路保护指距离保护和零序保护信息；所述距离保护和零序保护信息指距离保护和零序电流保护不带时间延时的继电器信号；所述继电器信号包括启动状态和不启动状态；所述不启动状态还包括保护退出状态。所述站间信息交互模块在故障发生后，若本侧线路保护I段启动，直接跳开本侧断路器，允许对侧保护跳闸，并开放有连接关系的上级线路作为远后备；若本侧线路保护II段启动，设置本侧线路保护动作时间延时为0.5秒，开放对侧保护，并开放有连接关系的上级线路作为远后备。所述远后备加速模块在故障发生后，若本侧线路保护I段启动，且收到对侧保护的允许跳闸信号，判断故障发生在本线路，全线速动，跳开本侧断路器；若本侧线路保护II段启动，且收到对侧保护的开放信号，判断故障发生在本线路，全线速动，跳开本侧断路器；若本侧线路保护III段启动，且收到下级变电站发来的开放远后备信号，设置本侧线路保护动作延时为0.5秒；若0.5秒内，本侧线路保护未返回，在0.5秒时确认下级变电站侧线路断路器拒动，加速跳开本侧断路器，为下级线路提供加速远后备作用。一种具有远后备功能的站间纵联保护方法，其特征在于，该方法包括：步骤1：保护信息上传模块基于变电站间线路连接关系输出结果，提取线路保护启动信息，并将上传信息传输至站间信息交互模块；步骤2：站间信息交互模块根据变电站间线路连接关系，利用保护信息上传模块的上传信息，发送站间交互信息，并传输至远后备加速模块；步骤3：远后备加速模块根据站间信息交互模块传输的信息和本地保护启动信息实现故障定位，本线路故障全线速动切除，对下级线路故障远后备加速动作。有益效果本专利技术摆脱局部或本地信息的束缚，站在电力系统全局角度，充分利用电网中的多点多元信息，提出一种具有远后备功能的站间纵联保护系统及其方法，本线路内部故障全线速动切除故障，下级线路故障远后备加速动作，并适合于常规的单电压等级电网。基于RTDS平台的算例验证结果表明，本专利技术对各类型故障时均能得到准确故障定位，在本线路内部故障时全线速动切除故障，下级线路故障远后备加速动作，并适合于常规的单电压等级电网。附图说明图1为本专利技术所提出的一种具有远后备功能的站间纵联保护系统结构示意图。图2为陕西某电网站间交互信号逻辑图。图3为本侧线路保护I段启动站间信号传递图。图4为本侧线路保护I段启动站间信息传递逻辑框图。图5为本侧线路保护II段启动站间信号传递图。图6为对侧线路保护I段启动站间信号传递图。图7为对侧线路保护II段启动站间信号传递图。图8为本侧线路保护II段和对侧线路保护I、II段启动站间信息传递逻辑框图。图9为本侧线路保护III段启动站间信号传递图。图10为本侧线路保护III段启动站间信号传递逻辑框图。具体实施方式本专利技术提出一种具有远后备功能的站间纵联保护系统及其方法。具有远后备功能的站间纵联保护系统，如图1所示，该系统包括保护信息上传模块、站间信息交互模块及远后备加速模块依次相连；保护信息上传模块基于变电站间线路上配备的线路保护实际状态，提取保护启动信息；站间信息交互模块根据变电站间连接关系，利用保护信息上传模块的上传信息，发送站间交互信息，并传输至远后备加速模块；最后，远后备加速模块根据站间交互信息和本地保护启动信息实现故障定位，本线路故障全线速动切除，对下级线路故障远后备加速动作。1.保护信息上传模块以如图2所示陕西某电网，介绍具有远后备功能的站间纵联保护具体实施方案。具体实施方案中，主要利用线路保护启动信号。2.站间信息交互模块故障发生后，若本侧线路保护I段启动，直接跳开本侧断路器，允许对侧保护跳闸，并开放有连接关系的上级线路作为远后备。具体跳闸逻辑和图例如图3。故障发生后，若本侧线路保护II段启动，设置本侧线路保护动作时间延时为0.5秒，开放对侧保护，并开放有连接关系的上级线路作为远后备。具体跳闸逻辑和图例如图4。3.远后备加速模块故障发生后，若本侧线路保护II段启动，且收到对侧保护的允许跳闸信号，判断故障发生在本线路，全线速动，跳开本侧断路器。具体跳闸逻辑和图例如图5为本侧线路保护II段启动站间信号传递图。故障发生后，若本侧线路保护II段启动，且收到对侧保护的开放信号，判断故障发生在本线路，全线速动，跳开本侧断路器。具体跳闸逻辑和图例如图6为对侧线路保护I段启动站间信号传递图。图7为对侧线路保护II段启动站间信号传递图。故障发生后，若本侧线路保护III段启动，且收到下级变电站发来的“开放远后备”信号，设置本侧线路保护动作延时为0.5秒；若0.5秒内，本侧线路保护未返回，在0.5秒时确认下级变电站侧线路断路器拒动，加速跳开本侧断路器，为下级线路提供加速远后备作用。相对于传统纵联保护不具备远后备功能而言，远后备加速模块消除了过长的保护延时，加速切除故障。具体跳闸逻辑和图例如图8为本侧线路保护II段和对侧线路保护I、II段启动站间信息传递逻辑框图。图9为本侧线路保护III段启动站间信号传递图。图10为本侧线路保护III段启动站间信号传递逻辑框图。具有远后备功能的站间纵联保护方法的步骤为：步骤1：保护信息上传模块基于变电站间线路连接关系输出结果，提取线路保护启动信息，并传输至站间信息交互模块；步骤2：站间信息交互模块根据变电站间连接关系，利用保护信息上传模块的上传信息，发送站间交互信息，并传输至远后备加速模块；步骤3：远后备加速模块根据站间信息交互模块传输的信息和本地保护启动信息实现故障定位，本线路故障全线速动切除，对下级线路故障远后备加速动作。在RTDS上搭建陕西省某220kV电网的模型做仿真验证，在L2线路的首端、中点、末端，设置单相短路、相间短路、三相短路、两相接地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有远后备功能的站间纵联保护系统，其特征在于，包括顺序相连的保护信息上传模块、站间信息交互模块及远后备加速模块；所述保护信息上传模块基于变电站间保护线路上配备的线路保护，提取线路保护启动信息，并将上传信息传输至站间信息交互模块；所述站间信息交互模块基于保护信息上传模块上传的线路保护启动信息计算并发送至有直接线路连接关系的变电站交互信息；所述远后备加速模块依据变电站交互信息和本地保护启动信息识别故障位置，故障发生在线路内部，本线路全线速动；故障发生在下级线路，若下级线路主保护、断路器拒动，则本线路作为远后备0.5秒快速动作。

【技术特征摘要】
1.一种具有远后备功能的站间纵联保护系统，其特征在于，包括顺序相连的保护信息上传模块、站间信息交互模块及远后备加速模块；所述保护信息上传模块基于变电站间保护线路上配备的线路保护，提取线路保护启动信息，并将上传信息传输至站间信息交互模块；所述站间信息交互模块基于保护信息上传模块上传的线路保护启动信息计算并发送至有直接线路连接关系的变电站交互信息；所述远后备加速模块依据变电站交互信息和本地保护启动信息识别故障位置，故障发生在线路内部，本线路全线速动；故障发生在下级线路，若下级线路主保护、断路器拒动，则本线路作为远后备0.5秒快速动作。2.根据权利要求书1所述的具有远后备功能的站间纵联保护系统，其特征在于，所述保护信息上传模块以变电站为基本单元，利用变电站仅与同电压等级相邻的变电站进行通信，各有直接线路连接关系的变电站间保护线路上配备的线路保护，获取基于变电站间保护线路两侧信息；所述线路保护指距离保护和零序保护信息；所述距离保护和零序保护信息指距离保护和零序电流保护不带时间延时的继电器信号；所述继电器信号包括启动状态和不启动状态；所述不启动状态还包括保护退出状态。3.根据权利要求书1所述的具有远后备功能的站间纵联保护系统，其特征在于，所述站间信息交互模块在故障发生后，若本侧线路保护I段启动，直接跳开本侧断路器，允许对侧保护跳闸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王增平，孙吕祎，马静，林一峰，王桐，陈亦骏，孙伟楠，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11