一种缩短就地化失灵保护动作时延方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种缩短就地化失灵保护动作时延方法，基于断路器保护和线路保护配合，通过就地化保护专网实现本站各保护装置失灵动作信号的交互，以断路器保护配置的边开关失灵联跳和优化失灵保护算法实现对输电线路本侧发生开关失灵的快速故障隔离，以线路保护配置的快速远方跳闸流程以及增加相间距离和接地距离的远跳就地判据实现对输电线路对端开关的快速切开。通过这种一整套技术方案，可以将本侧主保护动作‑失灵保护动作启动远跳线路对侧开关的时间缩短至200毫秒以内，确保不发生直流换相失败，减小交流系统故障对直流系统的冲击，从而提高交直流互联系统的安全稳定性。

A Method and System for Shortening Action Delay of In-situ Failure Protection

The invention proposes a method to shorten the action delay of in-situ failure protection. Based on the cooperation of circuit breaker protection and line protection, the interaction of failure action signals of each protection device in the station is realized through in-situ protection private network, and the fast fault isolation of the transmission line side where the switch failure occurs is realized by the side switch failure tripping and the optimized failure protection algorithm of the circuit breaker protection configuration. The fast remote trip process of line protection configuration and the local criterion of long jump to increase the distance between phases and grounding are used to realize the fast cut-off of the switch on the opposite end of transmission line. Through this set of technical scheme, the time of starting the opposite switch of the long jump line by the main protection action failure protection action on the side can be shortened to less than 200 milliseconds, ensuring that no DC commutation failure occurs, reducing the impact of AC system fault on DC system, thus improving the safety and stability of AC-DC interconnected system.

【技术实现步骤摘要】
一种缩短就地化失灵保护动作时延方法及系统
本专利技术属于电力系统失灵保护
，具体涉及一种以断路器保护和线路保护配合来优化就地化失灵保护动作流程、缩短保护动作时延、降低就地化保护隔离故障时间的方法。
技术介绍
国内交流电网500kV断路器失灵保护均按照断路器开关配置，即使用断路器保护装置来实现失灵保护功能。但对于系统故障开关失灵，按现有整定规程，断路器失灵保护动作时间约为200-250ms。失灵保护动作后才通过线路保护远跳对侧开关，通过母线保护失灵保护动作跳开相邻串安装于同一母线的边开关。通过这一系列动作流程完成系统隔离故障的时间可能达到400ms左右，存在导致多回直流系统同时连续三次换相失败的风险，极有可能进一步降低受端电网频率，威胁电网系统安全运行。特别是当失灵故障发生在特高压直流集中馈入近区，可能导致多回直流同时发生连续两次以上换相失败，巨大的暂态能量冲击对送、受端电网造成严重影响，甚至存在垮网的风险。经过国家电网系统稳定核算，对于交直流混联电网，交流侧系统故障必须在200ms内隔离才能降低直流换相失败的概率、满足系统安全稳定运行的要求。因此，优化就地化线路失灵保护动作流程、缩短就地化保护隔离故障的时间极有必要。失灵保护整体解决方案对交直流混联电网的安全稳定运行非常有必要。分析现有传统失灵保护动作时间环节，存在着要防止CT拖尾导致的失灵动作时间长、失灵动作后才给对侧线路保护发远跳信号、对侧线路保护收到后再经整定延时跳闸、切除相邻串开关需通过本侧母线失灵联跳经延时动作等一系列不可避免的动作延时。对于边开关发生失灵跳开相邻串的开关，通过母线保护失灵联跳有一定延时；对于开关失灵需要同时远跳对侧线路间隔需要借用线路保护的通道，中间环节比较多，每个环节的消抖延时叠加导致远跳对侧间隔的时间也比较长。边开关失灵，通常保护系统需要在405ms完成故障的切除。拖尾电流对失灵保护的影响主要体现在：一次故障切除后，拖尾电流经过保护二次CT传变后会形成如图所示的衰减直流分量，该直流分量经滤波算法及傅式算法后在一段时间内仍得到一个较大的电流值，影响了保护装置对故障电流切除时刻的判断。传统的失灵保护动作跳开相邻串上通过同一条母线相连的开关的流程为：(1)边断路器失灵保护动作信号开出给母线保护；(2)母线保护收到失灵联跳开入再结合失灵保护判据经过延时后，母线失灵联跳动作去跳开相邻串的开关；母线失灵联跳动作延时时间长，不能够及时切除故障。传统的失灵保护动作经线路保护的光纤通道远跳对侧保护装置的基本流程为：(1)断路器失灵保护动作信号开出给线路保护。(2)本侧的线路保护收到“远传1”开入后经过20ms收信确认的时间然后通过线路保护的光纤通道将远传信号发送至对侧线路保护。(3)对侧线路保护远方跳闸的就地判据在满足的情况下，结合收到“远传1”的远跳信号后，经“远跳经故障判据时间”后再出口跳对侧断路器。线路保护发送端收到相邻装置失灵保护动作发出的开入时，要求远方跳闸开入和远传开入经20ms延时确认后再通过光纤通道发送至对侧线路保护，失灵保护动作延时长。通过保护专网以GOOSE报文的形式实现站内各装置间开关量信息交互的就地化保护，在解决开入防抖、信号确认产生的动作延时方面有了很大进步，已经不需要以原先规范要求的20ms如此长时间的以延时来提高收信可靠性的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了缩短就地化断路器失灵保护动作跳开相邻串开关、远跳线路对侧的动作时间，提供了一种适用于无防护安装的就地化保护装置的失灵保护技术方案：以断路器保护和线路保护配合实现，包括具有边开关失灵联跳功能和优化失灵保护动作性能的断路器保护来快速切开和发生开关失灵相连的各个开关、以优化远方跳闸动作流程、增加全阻抗圆特性的距离就地判据的线路保护来切开发生开关失灵的输电线路对侧开关。边开关发生失灵时同时跳开相邻串开关并远跳对侧线路开关、中开关失灵时同时远跳本串两条线路对侧开关。通过这一整体方案构成失灵保护延时优化，缩短失灵隔离故障时间。本专利技术技术方案如下。一种缩短就地故障电流化失灵保护动作时延方法，包括以下步骤：S1，基于就地无防护安装的就地化保护进行故障电流化失灵保护，就地化保护包括断路器保护和线路保护；S2，通过安装于同一母线上的相邻串上的边断路器保护的失灵联跳实现与发生断路器失灵的开关隔离；通过断路器保护优化电流互感器拖尾算法对是否发生开关失灵进行识别；S3，将发生开关失灵的一侧线路保护的启动作为侧线路保护的远方跳闸的启动信号，以断路器保护的失灵动作信号作为远方跳闸的动作信号，基于远方跳闸的就地判据在满足定值整定的动作条件下直接开始远方跳闸动作计时。较优地，还包括步骤S4，通过距离就地判据实现切除线路对侧开关。步骤S2通过安装于同一母线上的相邻串上的边断路器保护的失灵联跳实现与发生断路器失灵的开关隔离，具体包括以下步骤：任一断路器保护的边开关失灵保护动作时通过就地化保护专网发送失灵联跳命令给相邻串上安装于同一母线上边开关的断路器保护；相邻的断路器保护收到失灵联跳命令后直接动作跳开各自的被保护开关。步骤S3中将发生开关失灵的一侧线路保护的启动作为侧线路保护的远方跳闸的启动信号，包括以下步骤：以输电线路一侧发生故障和侧线路保护启动作为线路对侧保护进行远跳就地判据运算和动作计时的启动信号，侧线路保护收到所述启动信号后启动远方跳闸就地判据逻辑，进行远方跳闸就地判据逻辑的比较计算和动作计时。步骤S3所述的以断路器保护的失灵动作信号作为远方跳闸的动作信号，基于远方跳闸的就地判据在满足定值整定的动作条件下直接开始远方跳闸动作计时，包括以下步骤：发生开关失灵一侧的线路保护收到断路器保护的失灵动作信号后不经延时直接通过纵联光纤通道发给对侧线路保护；对侧线路的远方跳闸保护在远方跳闸就地判据满足动作值和动作计时的条件下收到失灵动作信号后直接动作。所述通过断路器保护优化电流互感器拖尾算法对是否发生开关失灵进行识别，具体包括以下步骤：以电流采样值是否具有偏正或偏负限定时间来判别是否发生了CT拖尾；若判别出故障电流持续存在但不满足拖尾特性则由失灵保护动作，否则由失灵保护经额外延时动作；断路器保护通过对采样CT拖尾波形是否具有电流采样值长时间偏正或偏负特性来判定是否发生故障电流拖尾，实现失灵保护的快速动作和可靠闭锁；在保护启动后，如果判别出电流采样值偏正或偏负持续限定时间Tms，则认为故障电流拖尾，否则失灵保护经短延时动作隔离故障。距离就地判据为当线路保护采集的电压电流量计算出的接地阻抗或相间阻抗值小于定值整定值，则判定距离就地判据满足动作条件；一种缩短就地故障电流化失灵保护动作时延系统，包括以下步骤：就地化保护单元、失灵联跳控制单元和远方跳闸控制单元；就地化保护单元用于基于就地无防护安装的就地化保护进行故障电流化失灵保护，就地化保护包括断路器保护和线路保护；失灵联跳控制单元用于通过安装于同一母线上的相邻串上的边断路器保护的失灵联跳实现与发生断路器失灵的开关隔离；通过断路器保护优化电流互感器拖尾算法对是否发生开关失灵进行识别；远方跳闸控制单元用于将发生开关失灵的一侧线路保护的启动作为侧线路保护的远方跳闸的启动信号，以断路器保护的失灵动作信号作为远方跳闸的动作信号，基于远方跳闸的就地判本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缩短就地故障电流化失灵保护动作时延方法，其特征在于，包括以下步骤：基于就地无防护安装的就地化保护进行故障电流化失灵保护，就地化保护包括断路器保护和线路保护；通过安装于同一母线上的相邻串上的边断路器保护的失灵联跳实现与发生断路器失灵的开关隔离；在发生开关失灵时，将发生开关失灵的一侧线路保护的启动作为侧线路保护的远方跳闸的启动信号，以断路器保护的失灵动作信号作为远方跳闸的动作信号，基于远方跳闸的就地判据在满足定值整定的动作条件下直接开始远方跳闸动作计时。

【技术特征摘要】
1.一种缩短就地故障电流化失灵保护动作时延方法，其特征在于，包括以下步骤：基于就地无防护安装的就地化保护进行故障电流化失灵保护，就地化保护包括断路器保护和线路保护；通过安装于同一母线上的相邻串上的边断路器保护的失灵联跳实现与发生断路器失灵的开关隔离；在发生开关失灵时，将发生开关失灵的一侧线路保护的启动作为侧线路保护的远方跳闸的启动信号，以断路器保护的失灵动作信号作为远方跳闸的动作信号，基于远方跳闸的就地判据在满足定值整定的动作条件下直接开始远方跳闸动作计时。2.根据权利要求1所述的一种缩短就地故障电流化失灵保护动作时延方法，其特征在于，还包括：通过距离就地判据实现切除线路对侧开关。3.根据权利要求1所述的一种缩短就地故障电流化失灵保护动作时延方法，其特征在于，所述通过安装于同一母线上的相邻串上的边断路器保护的失灵联跳实现与发生断路器失灵的开关隔离，具体包括以下步骤：任一断路器保护的边开关失灵保护动作时通过就地化保护专网发送失灵联跳命令给相邻串上安装于同一母线上边开关的断路器保护；相邻的断路器保护收到失灵联跳命令后直接动作跳开各自的被保护开关。4.根据权利要求1所述的一种缩短就地故障电流化失灵保护动作时延方法，其特征在于，所述将发生开关失灵的一侧线路保护的启动作为侧线路保护的远方跳闸的启动信号，包括以下步骤：以输电线路一侧发生故障和侧线路保护启动作为线路对侧保护进行远跳就地判据运算和动作计时的启动信号，侧线路保护收到所述启动信号后启动远方跳闸就地判据逻辑，进行远方跳闸就地判据逻辑的比较计算和动作计时。5.根据权利要求1所述的一种缩短就地故障电流化失灵保护动作时延方法，其特征在于，所述以断路器保护的失灵动作信号作为远方跳闸的动作信号，基于远方跳闸的就地判据在满足定值整定的动作条件下直接开始远方跳闸动作计时，包括以下步骤：发生开关失灵一侧的线路保护收到断路器保护的失灵动作信号后不经延时直接通过纵联光纤通道发给对侧线路保护；对侧线路的远方跳闸保护在远方跳闸就地判据满足动作值和动作计时的条件下收到失灵动作信号后直接动作。6.根据权利要求1所述的一种缩短就地化失灵保护动作时延方法，其特征在于，所述通过断路器保护优化电流互感器拖尾算法对是否发生开关失灵进行识别，具体包括以下步骤：以电流采样值是否具有偏正或偏负限定时间来判别是否发生了C...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴通华，陈国洲，姚刚，郑玉平，王小红，裘愉涛，汪冬辉，洪丰，郑小江，余洪，江源，侯小凡，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，南瑞集团有限公司，国网浙江省电力有限公司，国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32