一种应用于智能配电网的差动后备保护方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于智能配电网的差动后备保护方法，包括以下步骤：步骤一：通信检测及通信故障处理；步骤二：CT检测及CT故障处理；步骤三：主保护；步骤四：后备保护。本发明专利技术将分布式差动保护应用到后备保护中来，将主保护和后备保护结合起来。当二次侧故障时，一次侧故障发生在二次侧故障区内时，主保护失效，后备保护能正确跳闸，仅将故障范围扩大到上一级，该后备保护时间接近于主保护时间，保护速度快，且一次侧故障发生在二次侧故障区外时，主保护正确动作，后备保护不误动；拒动情况下，这种方式成为主动后备保护方式，以区别于邻居及邻居的邻居组成的主差动环内发出的补位信息要求后备补位；比传统补位方式更快速。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于智能配电网的差动后备保护方法
本专利技术涉及配电领域，特别涉及一种应用于智能配电网的差动后备保护方法。
技术介绍
随着社会经济的发展，用户侧对供电可靠性要求越来越高，为提供安全优质的电力，电子电力技术在智能电网中的应用、分布式电网对电力系统规划、电能质量、继电保护、可靠性等方面都起到积极作用。对于含分布式电源的配电系统，由于其电源处理的随机性，导致传统电流保护的定制难以确定。在传统的配电网保护系统中，含电流速断保护、限时电流速断保护和定时限过流保护的阶段式电流保护，但随着分布式电源系统接入，存在保护死区、参数整定及灵敏度等问题，基于重合器方式的馈线保护导致广的停电范围、长的停电时间且及存在后备保护功能不足。基于集中通信的馈线自动化保护系统、以集中控制为核心的馈线自动化保护系统、基于同步向量量测单元的广域测控与保护系统，能获取配电网全局信息并能对整个系统进行协调与优化。然而，这种基于集中通信与集中控制的保护方式，在配电网发生故障时，存在着信息传输拥塞和计算量大的问题，特别是其后备保护的响应速度慢。近年来出现的分布式差动保护，利用快速的通信网络和基于基尔霍夫电流定律的差动保护原理，采用多端电气量来判断故障，响应速度快且不受系统震荡影响，具有优良选相能力等优点，一直作为主保护使用至今。遗憾的是，因通信上各通信节点仅与其邻居节点通信，不具备后备保护的通信通道，在后备保护领域一直没有获得实际应用。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种算法简单、安全可靠的应用于智能配电网的差动后备保护方法。本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种应用于智能配电网的差动后备保护方法，包括以下步骤：1)每个智能馈线终端周期性地与其邻居智能馈线终端进行通信帧检测，进入步骤2)；2)判断自身智能馈线终端与邻居智能馈线终端间是否发生通信故障，是则进入步骤3)，否则转步骤6)；3)判断自身智能馈线终端是否所有通信链路发生故障，是则转步骤5)；否则意味着是邻居智能馈线终端发生通信故障，进入步骤4)；4)标识与邻居通信链路故障，闭锁包含故障通信链路的主保护，并上报主站，转步骤6)；5)开启三段保护并上报主站，然后转步骤20)；6)每个智能馈线终端周期性地进行CT断线检测，进入步骤7)；7)判断每个智能馈线终端CT是否断线，是则进入步骤8)，否则转步骤9)；8)CT断线的断路器闭锁，包含CT断线的断路器的主保护闭锁，并上报主站，然后转步骤20)；9)判断自身智能馈线终端是否满足保护启动条件，是则进入步骤10)，否则转步骤18)；10)自身智能馈线终端与邻居智能馈线终端交换电流信息并进行主差动计算，与所有邻居的邻居智能馈线终端交换电流信息并进行后备差动计算，然后进入步骤11)；11)判断主差动环内是否故障，是则转步骤15)；否则进入步骤12)；12)判断后备差动环是否故障，是则进入步骤13)，否则转步骤18)；13)判断后备差动环内是否CT故障或通信故障，是则转步骤15)，否则进入步骤14)；14)判断后备差动环内由邻居断路器与邻居的邻居断路器组成的主差动环内是否存在断路器拒动，是则进入步骤15)，否则转步骤18)；15)输出断路器跳闸指令，进入步骤16)；16)判断自身断路器是否拒动，是则进入步骤17)，否则转步骤20)；17)发送邻居补位信息并上报主站，转步骤20)；18)判断是否收到邻居补位信息且未输出跳闸指令，是则进入步骤19)，否则转步骤20)；19)输出断路器跳闸指令，进入步骤20)；20)程序结束。上述应用于智能配电网的差动后备保护方法，所述步骤2)中，判断自身智能馈线终端与邻居智能馈线终端间发生通信故障的判据为：自身智能馈线终端多次发送通信检测帧给邻居智能馈线终端，但未收到任何回复信息；所述步骤3)中，判断自身智能馈线终端所有通信链路发生故障的判据为：自身智能馈线终端与所有邻居智能馈线终端均存在通信链路故障。上述应用于智能配电网的差动后备保护方法，所述步骤7)中，判断CT断线的判据为：满足下式其中：为两侧零序电流；为差电流最大相的本侧电流，获得方式为：先分别计算A、B、C三相差电流判断得到最大相差电流的相，记此相的差电流为差电流最大相的本侧电流IMK为预先设定的门槛值等于6％In，In为额定电流；IWI为无电流门槛值。上述应用于智能配电网的差动后备保护方法，所述步骤8)中，包含CT断线的断路器的主保护闭锁是指：CT断线的智能馈线终端与其所有的邻居智能馈线终端组成的主差动保护闭锁，CT断线的智能馈线终端有多少个邻居就有多少个差动环与主差动保护。上述应用于智能配电网的差动后备保护方法，所述步骤9)中，保护启动条件的启动判据为:起动元件包含电流变化量起动元件、零序过流起动元件、相过流起动元件、电压辅助起动元件，只要其中一个元件动作，则认为起动元件起动，满足保护启动条件。上述应用于智能配电网的差动后备保护方法，所述步骤11)中，主差动环的定义为：对于环网柜形式的结构，包括两个差动环，即母线自身差动环、与相邻环网柜对侧组成的差动环；主差动环内的故障判据为：满足动作逻辑的数学表达式为：规定以母线流向被保护线路为正方向，流过线路两端保护电路的电流为以两端电流向量和作为差动继电器动作电流Id，以两端电流向量差作为差动继电器制动电流Ir,即Iqd为启动电流，Kr为制动系数。上述应用于智能配电网的差动后备保护方法，所述步骤12)中，后备差动环的定义为：自身断路器的任意主差动环与包含其邻居断路器但不包含其自身断路器的主差动环的边界作为一个后备差动环；自身断路器的后备差动环的个数等于其不是边界开关的邻居的个数；所述步骤12)中，后备差动环内的故障判据为：满足动作逻辑的数学表达式为：上述应用于智能配电网的差动后备保护方法，所述步骤13)中，后备差动环内通信或CT故障的判据为：判断后备差动环内的两个主差动环的主保护都CT断线闭锁，或后备差动环内的一个主差动环的主保护都通信闭锁。上述应用于智能配电网的差动后备保护方法，所述步骤14)中，判断邻居断路器拒动的判据为：后备差动环判断出故障，而后备差动环内的自身主差动环不能判断出故障，但邻居断路器及邻居的邻居断路器组成的主差动环能判断出故障，经过一段时间的延时ΔT＝Tp+Tpb，Tp为断路器跳闸最大时间，Tpb为时间余量，过流条件依然满足，则判断出后备差动环内各主差动环交界的断路器拒动。上述应用于智能配电网的差动后备保护方法，所述步骤16)中，判断自身断路器拒动的判据为：智能馈线终端所在主差动环内的断路器输出了跳闸指令，经过一段时间的延时ΔT＝Tp+Tpb，Tp为断路器跳闸最大时间，Tpb为时间余量，断路器跳闸到位信息未置位，判断出自身断路器拒动。本专利技术的有益效果在于：本专利技术将分布式差动保护应用到后备保护中来，相比于之前的主保护，多了后备差动环内的后备计算。当二次侧故障(CT断线与通信故障)时，一次侧故障发生在二次侧故障区内时，主保护失效，后备保护能正确跳闸，仅将故障范围扩大到上一级，该后备保护时间接近于主保护时间，保护速度块，且一次侧故障发生在二次侧故障区外时，主保护正确动作，后备保护不误动；拒动情况下，这种方式成为主动后备保护方式，以区别于邻居及邻居的邻居组成的主差动环内发出的补位信息要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于智能配电网的差动后备保护方法，包括以下步骤：1)每个智能馈线终端周期性地与其邻居智能馈线终端进行通信帧检测，进入步骤2)；2)判断自身智能馈线终端与邻居智能馈线终端间是否发生通信故障，是则进入步骤3)，否则转步骤6)；3)判断自身智能馈线终端是否所有通信链路发生故障，是则转步骤5)；否则意味着是邻居智能馈线终端发生通信故障，进入步骤4)；4)标识与邻居通信链路故障，闭锁包含故障通信链路的主保护，并上报主站，转步骤6)；5)开启三段保护并上报主站，然后转步骤20)；6)每个智能馈线终端周期性地进行CT断线检测，进入步骤7)；7)判断每个智能馈线终端CT是否断线，是则进入步骤8)，否则转步骤9)；8)CT断线的断路器闭锁，包含CT断线的断路器的主保护闭锁，并上报主站，然后转步骤20)；9)判断自身智能馈线终端是否满足保护启动条件，是则进入步骤10)，否则转步骤18)；10)自身智能馈线终端与邻居智能馈线终端交换电流信息并进行主差动计算，与所有邻居的邻居智能馈线终端交换电流信息并进行后备差动计算，然后进入步骤11)；11)判断主差动环内是否故障，是则转步骤15)；否则进入步骤12)；12)判断后备差动环是否故障，是则进入步骤13)，否则转步骤18)；13)判断后备差动环内是否CT故障或通信故障，是则转步骤15)，否则进入步骤14)；14)判断后备差动环内由邻居断路器与邻居的邻居断路器组成的主差动环内是否存在断路器拒动，是则进入步骤15)，否则转步骤18)；15)输出断路器跳闸指令，进入步骤16)；16)判断自身断路器是否拒动，是则进入步骤17)，否则转步骤20)；17)发送邻居补位信息并上报主站，转步骤20)；18)判断是否收到邻居补位信息且未输出跳闸指令，是则进入步骤19)，否则转步骤20)；19)输出断路器跳闸指令，进入步骤20)；20)程序结束。...

【技术特征摘要】
1.一种应用于智能配电网的差动后备保护方法，包括以下步骤：1)每个智能馈线终端周期性地与其邻居智能馈线终端进行通信帧检测，进入步骤2)；2)判断自身智能馈线终端与邻居智能馈线终端间是否发生通信故障，是则进入步骤3)，否则转步骤6)；3)判断自身智能馈线终端是否所有通信链路发生故障，是则转步骤5)；否则意味着是邻居智能馈线终端发生通信故障，进入步骤4)；4)标识与邻居通信链路故障，闭锁包含故障通信链路的主保护，并上报主站，转步骤6)；5)开启三段保护并上报主站，然后转步骤20)；6)每个智能馈线终端周期性地进行CT断线检测，进入步骤7)；7)判断每个智能馈线终端CT是否断线，是则进入步骤8)，否则转步骤9)；8)CT断线的断路器闭锁，包含CT断线的断路器的主保护闭锁，并上报主站，然后转步骤20)；9)判断自身智能馈线终端是否满足保护启动条件，是则进入步骤10)，否则转步骤18)；10)自身智能馈线终端与邻居智能馈线终端交换电流信息并进行主差动计算，与所有邻居的邻居智能馈线终端交换电流信息并进行后备差动计算，然后进入步骤11)；11)判断主差动环内是否故障，是则转步骤15)；否则进入步骤12)；12)判断后备差动环是否故障，是则进入步骤13)，否则转步骤18)；13)判断后备差动环内是否CT故障或通信故障，是则转步骤15)，否则进入步骤14)；14)判断后备差动环内由邻居断路器与邻居的邻居断路器组成的主差动环内是否存在断路器拒动，是则进入步骤15)，否则转步骤18)；15)输出断路器跳闸指令，进入步骤16)；16)判断自身断路器是否拒动，是则进入步骤17)，否则转步骤20)；17)发送邻居补位信息并上报主站，转步骤20)；18)判断是否收到邻居补位信息且未输出跳闸指令，是则进入步骤19)，否则转步骤20)；19)输出断路器跳闸指令，进入步骤20)；20)程序结束。2.根据权利要求1所述的应用于智能配电网的差动后备保护方法，其特征在于，所述步骤2)中，判断自身智能馈线终端与邻居智能馈线终端间发生通信故障的判据为：自身智能馈线终端多次发送通信检测帧给邻居智能馈线终端，但未收到任何回复信息；所述步骤3)中，判断自身智能馈线终端所有通信链路发生故障的判据为：自身智能馈线终端与所有邻居智能馈线终端均存在通信链路故障。3.根据权利要求1所述的应用于智能配电网的差动后备保护方法，其特征在于，所述步骤7)中，判断CT断线的判据为：满足下式其中：为两侧零序电流；为差电流最大相的本侧电流，获得方式为：先分别计算A、B、C三相差电流判断得到最大相差电流的相，记此相的差电流为差电流最大相的本侧电流IMK为预先设定的门槛值等于6％In，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李稳国，陈春，王祎枭，李勇，曹一家，姜鹏，邹勇军，
申请(专利权)人：湖南世优电力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43