一种基于无线网络和站域信息的失灵保护系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无线网络和站域信息的失灵保护系统和方法，所述系统包括保护主机和若干个保护子机，每个保护子机对应多断路器接线形式的一串，且分别与所述保护主机通过无线网络相连；各保护子机采集对应串上的相关模拟量和开关量，并发送至所述保护主机；所述保护主机采集站内母线保护跳闸命令信息，并结合各保护子机上送的信息进行相关串的失灵及死区故障判别，当判定某串出现故障后，所述保护主机将跳闸信息传送至对应的保护子机，由对应的保护子机确认后跳相关断路器。本发明专利技术可实现断路器失灵及死区故障快速可靠切除，同时，可简化变电站网络拓扑结构，节约变电站建设成本。

A failure protection system and method based on wireless network and station information

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线网络和站域信息的失灵保护系统和方法
本专利技术属于继电保护
，具体涉及一种基于无线网络和站域信息的失灵保护系统和方法。
技术介绍
当前，我国电网已基本形成特高压交直流混联新格局，交直流混联电网中，交流与直流既相互支撑，同时也相互耦合交互作用，二者结构发展的均衡态势，将会深刻影响电网运行特性。换相失败作为直流输电系统常见故障，会导致直流电压降低、直流输送功率减小等不良后果，连续换相失败甚至会导致直流闭锁，严重影响交直流互联系统的稳定运行。换相失败主要是由于交流系统故障使得逆变侧换流母线电压下降，若故障快速切除，有些换相失败可以自动恢复，但如果发生两次或多次连续换相失败，换流阀就会闭锁，中断直流系统的输电通道，严重情况下甚至会导致电网崩溃。一次换相失败恢复时间约200ms，当电网交流系统发生断路器失灵或死区故障时，失灵(死区)保护需整定较长延时防止保护误动，故障判定后，为隔离故障点，需通过本保护跳本串相关断路器、母差保护跳相邻串相关邻断路器、通过线路保护装置远跳线路对侧，其中，母差保护和线路保护跳相关断路器时均固有较长延时，另外线路的光纤通道本身存在通道延时，进一步延长了失灵(死区)故障的切除时间，综合上述环节，现有失灵(死区)故障的切除时间基本大于故障后400ms，可能导致多回直流同时连续换相失败，造成电力系统失稳。对于上述问题，如果采用站域保护模式，综合全站信息进行失灵和死区故障判别会是一个很好的解决办法，既可提高故障判别可靠性，同时可缩短故障切除时间。但现有站域保护以组网方式获取信息，各子机作为采集单元将获取的信息通过光纤发送至中心交换机进行汇总，站域保护主机从中心交换机获取全站信息后进行相关逻辑判别，该方式网络拓扑结构复杂，需要大量光纤和交换机，增加了较多的建设成本，同时，用于网络连接的光纤质量和交换机性能将严重制约站域保护的可靠性；另外，失灵(死区)故障涉及线路间隔时需远跳对侧，站间的站域保护需要互传信息，如果参照现有线路保护互联方式进行通信，站域保护将增加大量光纤接口，同时变电站间铺设的通信网络及通信设备都将随之增加，且受限于各厂家光纤通道收发信息的私有协议，将有大量变电站必需配置同一厂家站域失灵(死区)保护，不同变电站的耦合关系严重，不利于变电站装置采购及后期运行维护，迫切需要提供合理的解决方案。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种基于无线网络和站域信息的失灵保护系统和方法，可实现断路器失灵及死区故障快速可靠切除，同时，可简化变电站网络拓扑结构，节约变电站建设成本。为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：第一方面，本专利技术提供了一种基于无线网络和站域信息的失灵保护系统，包括：保护主机；若干个保护子机，每个保护子机对应多断路器接线形式的一串，且分别与所述保护主机通过无线网络相连；各保护子机采集对应串上的相关模拟量和开关量，并发送至所述保护主机；所述保护主机采集站内母线保护跳闸命令信息，并结合各保护子机上送的信息进行相关串的失灵及死区故障判别，当判定某串出现故障后，所述保护主机将跳闸信息传送至对应的保护子机，由对应的保护子机确认后跳相关断路器。可选地，当所述保护主机的数量大于1，且各保护主机分别对应一变电站时，若某两个变电站之间存在线路间隔互联时，则与该两个变电站对应的保护主机之间通过无线网络相连。可选地，所述保护主机采集站内母线保护跳闸命令信息，并结合各保护子机上送的信息进行就地判别，当发生涉及线路间隔的断路器失灵或死区故障时，则故障侧保护主机将跳闸信息通过无线网络发送至对侧保护主机，对侧保护主机在收到该信息后，结合自身的就地判别结果，确认是否对相关保护子机下发跳闸命令。可选地，所述保护子机采集的模拟量包括对应一串每个断路器的三相电流、对应一串每个间隔的三相电压；所述保护子机采集的开关量包括对应一串每个断路器的三相跳闸位置、对应线路间隔的分相跳闸命令、对应变压器间隔的三相跳闸命令。可选地，各保护主机与保护子机的配比为1：N，当保护子机的数量大于N时，所述保护主机的数量大于1，各保护主机之间通过无线网络相连。第二方面，本专利技术提供了一种基于无线网络和站域信息的失灵保护方法，包括：利用各保护子机采集对应串上的相关模拟量和开关量，并发送至所述保护主机；利用保护主机采集站内母线保护跳闸命令信息，并结合各保护子机上送的信息进行相关串的失灵及死区故障判别，当判定出现故障后，所述保护主机将跳闸信息传送至对应的保护子机，由对应的保护子机确认后跳相关断路器。可选地，所述方法还包括：各保护子机按串编号，并将所述编号信息、模拟量和开关量采集信息组成一帧数据，由保护子机编码后形成编码信息，通过无线网络发送至对应的保护主机；所述利用保护主机采集站内母线保护跳闸命令信息，并结合各保护子机上送的信息进行相关串的失灵及死区故障判别，具体为：利用保护主机采集站内母线保护跳闸命令信息，结合保护子机上送的编号信息识别保护子机对应的串，并根据对应保护子机上送的模拟量和开关量进行失灵及死区故障判别。可选地，所述方法还包括：各保护子机按串编号，并设有对应线路间隔的本对侧识别码，将所述编号信息、对应线路间隔的本对侧识别码、模拟量和开关量采集信息组成一帧数据，由保护子机编码后形成编码信息，通过无线网络发送至对应的保护主机；当所述保护主机的数量大于1，且各保护主机分别对应一变电站时，若某两个变电站之间存在线路间隔互联时，则所述保护主机采集站内母线保护跳闸命令信息，并结合各保护子机上送的信息进行就地判别，当发生涉及线路间隔的断路器失灵或死区故障时，则故障侧保护主机将跳闸信息通过无线网络发送至对侧保护主机，对侧保护主机在收到该信息后，结合自身的就地判别结果，确认是否对相关保护子机下发跳闸命令。可选地，所述跳闸信息为跳闸矩阵，所述跳闸矩阵是基于失灵及死区故障的隔离原则得到的；所述隔离原则包括：1)区分故障发生于哪一串；2)区分故障发生于主变间隔还是线路间隔；3)区分对应串接线形式为完整串还是不完整串；4)区分故障点靠近哪条母线；5)区分故障点靠近边断路器还是中断路器。可选地，所述由对应的保护子机确认后跳相关断路器，具体为：由对应的保护子机经防误判别确认后跳相关断路器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：(1)本专利技术基于站域信息对失灵和死区故障进行综合判别，可实现断路器失灵及死区故障快速可靠切除，同时，可简化变电站网络拓扑结构，节约变电站建设成本。(2)本专利技术的基于无线网络和站域信息的失灵保护方法易于实现，既可通过改造现有站域保护实现，也可通过单独配置站域失灵(死区)保护实现，实现方式灵活多样。(3)本专利技术的基于无线网络和站域信息的失灵保护系统，站内保护主机和保护子机之间采用无线网络通信相连，降低了保护设备对光纤质量和交换机性能等相关通信设备的依赖，同时简化了网络拓扑结构，减少了光纤、交换机等通信相关材料设备的使用，节约了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无线网络和站域信息的失灵保护系统，其特征在于，包括：/n保护主机；/n若干个保护子机，每个保护子机对应多断路器接线形式的一串，且分别与所述保护主机通过无线网络相连；/n各保护子机采集对应串上的相关模拟量和开关量，并发送至所述保护主机；所述保护主机采集站内母线保护跳闸命令信息，并结合各保护子机上送的信息进行相关串的失灵及死区故障判别，当判定某串出现故障后，所述保护主机将跳闸信息传送至对应的保护子机，由所述对应的保护子机确认后跳相关断路器。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于无线网络和站域信息的失灵保护系统，其特征在于，包括：
保护主机；
若干个保护子机，每个保护子机对应多断路器接线形式的一串，且分别与所述保护主机通过无线网络相连；
各保护子机采集对应串上的相关模拟量和开关量，并发送至所述保护主机；所述保护主机采集站内母线保护跳闸命令信息，并结合各保护子机上送的信息进行相关串的失灵及死区故障判别，当判定某串出现故障后，所述保护主机将跳闸信息传送至对应的保护子机，由所述对应的保护子机确认后跳相关断路器。


2.根据权利要求1所述的一种基于无线网络和站域信息的失灵保护系统，其特征在于：当所述保护主机的数量大于1，且各保护主机分别对应一变电站时，若某两个变电站之间存在线路间隔互联时，则与该两个变电站对应的保护主机之间通过无线网络相连。


3.根据权利要求3所述的一种基于无线网络和站域信息的失灵保护系统，其特征在于：所述保护主机采集站内母线保护跳闸命令信息，并结合各保护子机上送的信息进行就地判别，当发生涉及线路间隔的断路器失灵或死区故障时，则故障侧保护主机将跳闸信息通过无线网络发送至对侧保护主机，对侧保护主机在收到该信息后，结合自身的就地判别结果，确认是否对相关保护子机下发跳闸命令。


4.根据权利要求2所述的一种基于无线网络和站域信息的失灵保护系统，其特征在于：所述保护子机采集的模拟量包括对应一串每个断路器的三相电流、对应一串每个间隔的三相电压；所述保护子机采集的开关量包括对应一串每个断路器的三相跳闸位置、对应线路间隔的分相跳闸命令、对应变压器间隔的三相跳闸命令。


5.根据权利要求1所述的一种基于无线网络和站域信息的失灵保护系统，其特征在于：各保护主机与保护子机的配比为1：N，当保护子机的数量大于N时，所述保护主机的数量大于1，各保护主机之间通过无线网络相连。


6.一种基于无线网络和站域信息的失灵保护方法，其特征在于，包括：
利用各保护子机采集对应串上的相关模拟量和开关量，并发送至所述保护主机；
利用保护主机采集站内母线保护跳闸命令信息，并结合各保护子机上送的信息进行相关串的失灵及死区故障判别，当判定出现故障后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹磊，薛明军，张祥，韩志勇，陈实，王胜，
申请(专利权)人：南京国电南自电网自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32