数字化变电站中继电保护的故障闭锁方法技术

本发明专利技术涉及一种数字化变电站中继电保护的故障闭锁方法，继电保护采用多IED分布式故障检测元件，综合多种故障识别判据对电力系统故障进行有效识别，采用保护装置和智能单元双重故障闭锁机制，保护装置上的过程层通信CPU只有在保护CPU的跳闸命令和故障检测FD开放命令同时存在的前提下，才解除GOOSE跳闸闭锁并转发GOOSE跳闸信号给智能单元，智能单元只有在同时收到GOOSE跳闸命令和FD开放命令的前提下，才解除闭锁并出口跳闸；本发明专利技术在网络信息共享的基础上，采用多IED检测元件，综合多种故障识别判据对电力系统故障进行有效地识别，利用GOOSE信息闭锁机制，防止保护IED异常引起误动，从而提高电力系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及属于电学领域，涉及一种数字化变电站中防止继电保护误动的继电保 护故障检测元件闭锁保护方法。
技术介绍
高压输电系统继电保护装置的可靠性是电力系统安全稳定运行的保证。在常规的 变电站中，为防止保护装置发生软、硬件故障时可能引起保护的误动作，继电保护装置大都 采用启动元件驱动启动继电器开放保护出口回路电源的方法，即通过硬接点闭锁出口回路 的方法防止保护误动。专利号为ZL20031011(^60. 6的中国专利公开了一种继电保护故障 检测模块，且公开了相应的检测系统扰动的检测方法，但是该专利是基于传统微机保护，在 数字化变电站中，保护IED的体系结构发生变化，相对于常规保护装置，IED无交流变换和 AD采样回路，也取消了继电器出口回路，但增加了过程层信息处理模块或插件，用以接收模 拟量信息和交换数字量信息。在数字化变电站中，电子互感器取代常规互感器采集一次回 路电流、电压量进行AD变换为数字量并传送给合并器。保护IED的模拟量信息是来自合并 器的数字量，跳闸命令通过GOOSE信号传给智能单元，智能单元负责一次开关设备的操作 和位置读取，通过GOOSE信号通知IED。因此，常规的故障检测以及闭锁机制在数字化变电 站的保护IED中失去作用。目前，有个别厂家在数字化变电站中借用传统闭锁模式，采用在 IED中增加CPU冗余的方法进行互检，即保护CPU发出GOOSE跳闸信号需经启动CPU的故 障检测信号开放才能再发出，但该方法存在以下缺点一是在IED内增加硬件成本，导致 许多设备生产厂家不愿采用；二是闭锁机制未在跳间出口的最后一级(一般指智能单元)把 关，当网络上跳闸GOOSE数据异常而智单元漏检的情况下可能误动。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于根据在数字化变电站的网络构架和 保护IED的特点，提出一种低成本且可靠性高的。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如 下继电保护采用多IED分布式故障检测元件，综合多种故障识别判据对电力系统故障进 行有效识别，采用保护装置和智能单元双重故障闭锁机制，保护装置上的过程层通信CPU 或通信功能模块只有在检测到保护CPU的跳闸命令和反映电力系统扰动的相关故障检测 FD开放命令同时存在的前提下，才解除GOOSE跳闸闭锁并转发GOOSE跳闸信号给智能单元， 智能单元只有在同时收到GOOSE跳闸命令和故障检测FD开放命令的前提下，才解除闭锁并 出口跳闸。进一步的，所述故障检测元件采用或门方式发出故障检测FD开放GOOSE信号，即 任一故障检测元件检测到电力系统故障时，就发出故障检测FD开放GOOSE信号给相关保护 装置和智能单元。进一步的，所述任一故障检测元件检测到电力系统故障时，以组播方式发出故障 检测FD开放GOOSE信号给相关保护装置和智能单元。进一步的，所述分布式设置的故障检测元件是根据数字化变电站中的IED的功能 灵活配置。进一步的，母线PT测控装置IED配置电压故障特征的检测元件，出线间隔IED配 置电流故障特征的检测元件。进一步的，所述电压故障特征检测元件包括电压变化量检测元件、零序电压变化 量检测元件、零序电压检测元件、负序电压检测元件以相或相间低电压检测元件；所述电流 故障特征检测元件包括电流变化量检测元件、零序过流检测元件、负序过流检测元件。进一步的，所述保护CPU的跳闸命令和故障检测FD开放命令同时存在是指两个命 令出现时刻或其变为有效时刻的间隔时间在100 ms以内。进一步的，所述智能单元只有在同时收到GOOSE跳闸命令和故障检测FD开放命令 的前提下，才解除闭锁并出口跳闸中的同时是指两个命令间隔时间在100 ms以内。本专利技术的在网络信息共享的基础上，采 用多IED检测元件，综合多种故障识别判据对电力系统故障进行有效地识别，利用GOOSE信 息闭锁机制，防止保护IED (即保护装置)异常引起误动，从而提高电力系统的可靠性。其中 故障检测为多IED分布式检测，完全保持硬件和软件上的独立性；故障检测的冗余设计不 但为多种检测原理的冗余，而且为多个IED参与的完全硬件层次冗余，故障检测元件共同 作用，互相配合，极大提高了故障检测元件应用的灵活性，系统的可靠性高；故障检测IED 虽为分布式，但可借助现有数字化变电站系统结构，对IED安装、系统架构和通信模式不需 改变，完全兼容，工程实用性很强，实现简单方便；双模式GOOSE闭锁机制的安全性极高。附图说明图1是PT测控IED故障检测逻辑框图； 图2是间隔保护测控IED故障检测逻辑框图； 图3是双重故障闭锁机制的原理图。具体实施例方式本专利技术的是在网络信息共享的基础上， 采用分布式设置的多保护装置IED检测元件，综合多种故障识别判据对电力系统故障检修 有效识别，采用保护装置和智能单元双重故障闭锁机制，保护装置上的过程层通信CPU只 有在保护CPU的跳闸命令和故障检测FD (Fault Detect)开放命令同时(指两个命令出现 时刻或其变为有效时刻的间隔时间在100 ms以内，考虑到电力系统故障的相关性和相关命 令在不同网络结构中传输的延时和失效重发机制等因素，具体应用中100 ms的门槛可能会 有调整)。存在的前提下，才解除GOOSE跳闸闭锁并转发GOOSE跳闸信号给智能单元，智能 单元只有在同时(指两个命令间隔时间在100 ms以内)收到GOOSE跳闸命令和故障检测FD 开放命令的前提下，才解除闭锁并出口跳闸，防止保护装置IED异常引起保护误动，从而提 高电力系统的可靠性。一、故障检测元件的设置故障检测元件功能需由独立于被闭锁保护的不同硬件来实现，以防止保护插件遇到强 干扰或发生软、硬件故障时，发生误动。在数字化变电站中，可完全利用原有的系统结构、网 络构架和各IED智能装置实现故障检测和闭锁方案，即不需增加新IED设备，不需改变原有 网络连接方式，不需对IED设备进行修改，只需各IED在基于网络信息共享基础上，在其原 有功能上增加故障特征识别元件即可，如电压变化量、零(负)序电压、电流变化量和零(负) 序电流等检测元件，当其识别到电力系统故障时，以GOOSE形式给出相应的故障检测开放 标志，用于解除其它保护IED的GOOSE跳闸闭锁和智能单元的闭锁。 PT测控IED在完成PT测控基础上可增加电压故障特征监测元件，如电压变化量 检测元件、零序电压变化量检测元件、零序电压检测元件、负序电压检测元件以及相或相间 低电压检测元件等。如图1所示，具体描述如下 ①电压变化量检测元件(Δυφ)权利要求1.一种，其特征在于，继电保护采用多IED 分布式故障检测元件，综合多种故障识别判据对电力系统故障进行有效识别，采用保护装 置和智能单元双重故障闭锁机制，保护装置上的过程层通信CPU或通信功能模块只有在检 测到保护CPU的跳闸命令和反映电力系统扰动的相关故障检测FD开放命令同时存在的前 提下，才解除GOOSE跳闸闭锁并转发GOOSE跳闸信号给智能单元，智能单元只有在同时收到 GOOSE跳闸命令和故障检测FD开放命令的前提下，才解除闭锁并出口跳闸。2.根据权利要求1所述的，其特征在于所 述故障检测元件采用或门方式发出故障检测FD开放GOOSE信号，即任一故障检测元件检测 到电力系统故障时，就发出故障本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字化变电站中继电保护的故障闭锁方法，其特征在于，继电保护采用多ＩＥＤ分布式故障检测元件，综合多种故障识别判据对电力系统故障进行有效识别，采用保护装置和智能单元双重故障闭锁机制，保护装置上的过程层通信ＣＰＵ或通信功能模块只有在检测到保护ＣＰＵ的跳闸命令和反映电力系统扰动的相关故障检测ＦＤ开放命令同时存在的前提下，才解除ＧＯＯＳＥ跳闸闭锁并转发ＧＯＯＳＥ跳闸信号给智能单元，智能单元只有在同时收到ＧＯＯＳＥ跳闸命令和故障检测ＦＤ开放命令的前提下，才解除闭锁并出口跳闸。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：易永辉，刘跃新，路光辉，牛元立，杨红旗，熊浩清，杜剑波，封耀东，贺要锋，江波，王来军，梁经宛，
申请(专利权)人：许继电气股份有限公司，河南省电力公司，许昌许继软件技术有限公司，许继集团有限公司，
类型：发明
国别省市：41