基于断路器失灵保护后备的电力系统三道防线结构技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于断路器失灵保护后备的电力系统三道防线结构，包括失灵保护装置、继电保护、稳控系统和失步解列系统，继电保护、稳控系统和失步解列系统均连接至失灵保护装置，失灵保护装置连接断路器，用于跳开元件或线路；继电保护、稳控系统和失步解列系统其中任一在断路器跳闸信号开出时，若断路器成功跳开则保护成功，若断路器开断失败则输出启失灵信号，将启动失灵保护，通过失灵保护装置切断元件所连母线上的其他所有元件或线路，间接实现开断。接实现开断。接实现开断。

Three line defense structure of power system based on breaker failure protection backup

【技术实现步骤摘要】
基于断路器失灵保护后备的电力系统三道防线结构


[0001]本技术属于电力系统运行控制领域，具体涉及一种基于断路器失灵保护后备的电力系统三道防线结构。

技术介绍

[0002]随着电网系统的规模不断扩大，电力系统能否保持稳定，及在出现大小扰动后能否进入新的稳定状态，对于电力系统安全可靠运行尤为重要。大规模电网，尤其是在特高压直流和大规模新能源接入的高比例新能源交直流混联电网，已经逐步成为目前大电网的发展趋势，其安全稳定尤为重要。
[0003]在目前的二次系统和三道防线配置中，继电保护、稳控系统和失步解列分别配置，相互独立，互不影响。这种配置方法和手段在一定程度上保证了三道防线的可靠运行和电力系统安全稳定。长期的运行实践也验证了这一点。
[0004]然而，目前的三道防线配置，仅仅考虑了系统正常运行，包括一次设备和二次系统、通信回路等，对于开关失灵等引起的控制失败的情况并未考虑到。继电保护系统由于主要服务于被保护元件范围内，其影响较小，且由于长期受到广泛关注，其后备系统相对非常完善。但是，在三道防线中的第二、第三道防线，因其动作的机率极小，且均为小概率事件，但一旦启动，若其控制效果未达到预期，将会引起极其严重的后果，甚至于全系统的崩溃。正是由于其动作概率低，因此长期的配置并未考虑后备因素。在对部分稳控系统进行调试过程中，曾发生由于断路器失灵导致稳控系统切除负荷失败，造成切除量不足，影响系统稳定的恢复。若在实际运行中发生类似事件，按照现有配置，将无法完成控制目标，造成系统不稳定时间持续甚至系统奔溃，带来极大经济损失。
[0005]原有的继电保护、稳控系统、失步解列组成的三道防线，彼此通过时间配合，在一定程度上逐级为上一道的后备。当稳控系统切机切负荷失败后，系统失稳状态持续并继续恶化，将会触发第三道防线，也就是失步解列，通过解列电网来实现紧急控制。该种情况恶化了电力系统运行环境，挤压了控制空间，延长了电力系统异常运行时间，不经济不可靠也不允许。当系统解列失败后，系统将继续恶化，导致系统崩溃的风险，造成极其严重的后果。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中存在的不足，本技术的目的在于，提供一种基于断路器失灵保护后备的电力系统三道防线结构，在继电保护的启失灵信号回路中并联接入稳控系统和失步解列的信号，将原有继电保护中的失灵保护独立出来，作为继电保护、稳控系统和失步解列三道防线的共同后备。
[0007]本技术采用如下的技术方案。
[0008]一种基于断路器失灵保护后备的电力系统三道防线结构，所述电力系统三道防线结构包括失灵保护装置、继电保护、稳控系统和失步解列系统，继电保护、稳控系统和失步解列系统三道防线相关装置均连接至失灵保护装置；
[0009]继电保护、稳控系统和失步解列系统的断路器跳闸信号在各自的开出回路开出，同时发送断路器跳闸信号至失灵保护装置；
[0010]失灵保护装置连接断路器，用于跳开元件或线路。
[0011]进一步地，继电保护、稳控系统和失步解列系统其中任一在断路器跳闸信号开出时，若断路器成功跳开则保护成功，若断路器开断失败则输出启失灵信号，将启动失灵保护装置，通过失灵保护装置切断元件所连母线上的其他所有元件或线路，间接实现开断。
[0012]进一步地，失灵保护装置包括或门、启失灵信号回路、综合判断回路，综合判断回路根据启失灵信号、断路器位置和断路器是否有电流，综合判断开出动作信号至相邻断路器，跳开相邻断路器。
[0013]进一步地，失灵保护装置包括或门、启失灵信号回路、综合判断回路，综合判断回路根据启失灵信号、断路器位置和断路器是否有电流，综合判断进行延时试跳失灵断路器的操作，若成功则断开断路器，否则跳开相邻断路器。
[0014]进一步地，断路器电流信号采自继电保护装置，断路器位置信号采自继电保护装置或相应断路器智能终端，构成断路器失灵保护判据中断路器有流信号和位置信号。
[0015]进一步地，断路器位置为开则为高电平，视为有效，否则为低电平，视为无效，断路器有流为高电平，视为有效，断路器无流为低电平，视为无效；启失灵信号，高电平为有效，低电平为无效。
[0016]进一步地，对于常规变电站，需要修改二次回路接线，从开出回路引出一路信号至断路器失灵保护装置屏柜；
[0017]对于智能变电站，需要在SCD文件中增加虚拟端子及连线，将动作信号接入断路器失灵保护装置中。
[0018]本技术的有益效果在于，与现有技术相比，本技术基于断路器失灵保护后备的电力系统三道防线结构，改善电力系统三道防线的运行效果，完善三道防线运行机制，优化三道防线控制效果。
[0019]本技术基于断路器失灵保护后备的电力系统三道防线结构，一方面，依旧保持继电保护、稳控系统和失步解列系统的相互独立；另一方面，通过重新划分，将断路器失灵保护作为三道防线共同的后备措施，实现开关失灵情况下依旧可以完成继电保护切除故障、稳控系统切机切负荷、失步解列系统解列大系统的功能。
[0020]本技术的电力系统三道防线结构，其组成部分为继电保护装置组成的第一道防线，安全稳定控制装置等组成的第二道防线，解列装置等装置组成的第三道防线，及断路器失灵保护组成的后备防线。后备防线作为第一、二、三道防线的共同后备，以补偿因断路器机构故障等问题引起的开断失败及其导致的切除量不足的问题。
[0021]本技术所提出的结构，能够有效防止因切除量不足导致的控制效果减弱、系统失稳持续、系统遭到破坏的情况，补偿控制效果，尽快完成控制任务，使电力系统回到正常运行状态。同时，不影响原有三道防线相互独立、互不关联的基本原则，保证了原有三道防线的正常稳定运行。
附图说明
[0022]图1为本技术所述的基于断路器失灵保护后备的电力系统三道防线结构示意
图；
[0023]图2为本技术所述的基于断路器失灵保护后备的电力系统三道防线结构应用的二次回路示意图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0025]本技术通过引入失灵保护作为电力系统三道防线的后备措施，将失灵保护独立出来，作为电力系统稳定安全防御体系的总体系的后备措施。
[0026]如图1所示，本技术所述的基于断路器失灵保护后备的电力系统三道防线结构，包括失灵保护装置、继电保护、稳控系统和失步解列系统，继电保护、稳控系统和失步解列系统均连接至失灵保护装置，失灵保护装置连接断路器，用于跳开元件、线路等。
[0027]继电保护、稳控系统和失步解列系统其中任一在断路器跳闸信号开出时，若成功跳开断路器则保护成功，若出现开断失败时，则输出启失灵信号，将启动失灵保护，通过失灵保护装置切断元件所连母线上的其他所有元件或线路，间接的实现开断。
[0028]本技术基于现有电力系统三道防线的特点，提出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于断路器失灵保护后备的电力系统三道防线结构，其特征在于，对变电站二次回路进行改造，修改二次回路接线，从稳控系统和失步解列系统的断路器跳闸信号的开出回路引出一路信号至失灵保护装置，实现继电保护、稳控系统和失步解列系统三道防线相关装置均连接至失灵保护装置；失灵保护装置连接断路器，用于跳开元件或线路。2.根据权利要求1所述的基于断路器失灵保护后备的电力系统三道防线结构，其特征在于，对于智能变电站，在SCD文件中增加虚拟端子及连线，将稳控系统和失步解列系统的动作信号接入断路器失灵保护装置中。3.根据权利要求1所述的基于断路器失灵保护后备的电力系统三道防线结构，其特征在于，继电保护、稳控系统和失步解列系统的断路器跳闸信号在各自的开出回路开出，同时发送断路器跳闸信号至失灵保护装置；继电保护、稳控系统和失步解列系统其中任一在断路器跳闸信号开出时，若断路器成功跳开则保护成功，若断路器开断失败则通过失灵保护装置切断元件所连母线上的其他所有元件或线路，间接实现开断。4.根据权利要求3所述的基于断路器失灵保护后备的电力系统三道防...

【专利技术属性】
技术研发人员：党一奇，荆琳，姚峰，陈文哲，刘磊，王骅，韩伟，马伟东，陈宇，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：