专利名称：一种双母线系统微机型失灵保护方法
技术领域：
本发明涉及一种电力系统的保护方法，尤其是涉及一种双母线系统微机型失灵保护方法。
在电压为110KV及以上的发电厂、变电所中，当输电线路、变压器或母线发生短路，在保护装置动作切除故障时，可能伴随发生故障元件的断路器拒绝动作。此外，当短路发生在断路器和电流互感器之间时(也即死区故障时)，该元件的继电保护虽可将本侧的断路器跳开，但故障仍不能切除。利用线路后备保护虽可以切除故障，但一方面扩大了切除范围，另一方面延长了故障切除时间，其后果是造成电力系统大范围停电，甚至造成系统瓦解。
目前，电力系统中运行的失灵保护装置多为整流型或集成电路型，如许继电气股份有限公司的ZDS-10、ZDS-45失灵保护装置和PMH型母差保护所配失灵保护。以上装置或者是用于单线路，或者是没有失灵判别元件，存在灵敏度低，应用范围小，整定不方便等缺点。
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种微机型失灵保护方法，以便使失灵保护能够迅速准确地切除故障，保证电力系统的经济安全运行。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是一种双母线系统微机型失灵保护方法，当某元件继电保护跳闸后，通过跳闸继电器向失灵保护发出一副触点和电流继电器触点串联作为失灵保护的启动节点，该保护方法包括以下几个步骤(1)判断是哪路元件发生了失灵，并且失灵保护延时启动；(2)判母线延时和母联延时，若母联延时超过设定值，且同时有母线运行方式识别判别出母联投入，则母联出口；若母线延时超设定值，则看由母线运行方式识别判别出的该元件所在母线，在哪段母线，哪段母线出口；(3)采样读取每段母线上的零序电压，负序电压和相电压，若那段母线满足下述任一条件零序电压大于定值、负序电压大于定值、相电压小于定值，则那段母线的电压动作，且电压动作出口；(4)母联出口和电压动作出口同时满足时，跳母联，那段母线同时满足母线出口和电压动作出口时，跳那段母线。
上述的失灵保护启动节点是单独由跳闸继电器发出的一副触点构成的，当失灵启动节点启动后，微机通过计算发生失灵元件的电流值，若电流值大于失灵保护电流判别定值Id·min/K1*n1，则失灵保护延时启动，上式中，Id·min保护线路末端短路时的最小短路电流K1灵敏系数，K1≥1.5n1电流互感器变比从上述技术方案可以看出，本发明具有以下优点(1)可以用微机读入各元件继电保护的跳闸继电器触点和电流继电器触点，根据触点位置判断是哪路元件发生了断路器失灵，能够迅速准确地切除故障，有利于电力系统的经济安全运行；(2)可以进行母线运行方式自动识别，使失灵保护完全独立，不再依赖母线保护，减轻了母线保护的负担；(3)具有失灵判别元件，线路保护可以不再考虑失灵时电流的计算；(4)引入负序，零序，低相电压判别措施后，使线路末端短路时有足够的灵敏度，并起到了电压闭锁作用，防止了值班人员的误碰，误通电引起的保护误动，确保了动作的准确性，避免了保护误动带来的损失。
下面结合附图对本发明进一步的解释与说明
图1为本发明的方法步骤的逻辑原理图；图2为本发明的第二种方法步骤的逻辑原理图；图3为双母线系统示意图。
图1所示的方法用于发电厂、变电所中的双母线电力系统中，图中所示“失灵启动节点”是1#元件L1至n#元件Ln的几个启动触点(本图中用9个元件L1-L9的9个启动触点用以说明问题)，每个启动触点是每路元件的跳闸继电器的跳闸触点和电流继电器的常开触点串联触节点。
图1中的“隔离刀闸辅助节点”方框内所指是1#元件L1至9#元件L9的9副辅助触点的常开触点。由于双母线的运行方式，经常改变，因此失灵保护应该能动态跟踪母线的运行状况，本方法利用隔离刀闸辅助触点和软件判别实现双母线运行方式的自动识别，各元件的隔离刀闸辅助触点状态通过微机读入。双母线的运行方式以运行方式字表示，如图3所示，L1为连接在双母线上的一个元件，1G、2G为L1的隔离开关，微机通过读入隔离开关的辅助触点状态，即可以运行方式字将母线的运行方式表示如下表(高电平“1”表示开关合上，低电平“0”表示开关断开
上述方法是现有的普遍采用的方法，这种方法虽然简单直观，但如果辅助触点接触不可靠，运行方式字将不能表示元件的运行状态，从而引起保护误动。为此，本方法又引入软件自动识别方法，先根据辅助触点形成方式字，当母线正常运行时，据基尔霍夫定律，两段母线上的所有连接元件都满足Ij＝0即大差为零，此时，I母、II母所连元件也满足上式，即各自的小差为零，倒闸情况下，或辅助助点接触不良时，微机计算出的I、II母大差仍为零，而I、II母小差则各有一个不平衡电流，微机搜索到此情况时，将根据隔离开关辅助触点状态形成的I、II母运行方式字逐次逐位取反，按字位顺序每次对其中一位取反，再计算并判断两小差是否为零，直到搜索到两小差为零的情况，得到新的运行方式字。
失灵保护动作后，将跳开母线上的各断路器，因此要求保护十分可靠，为防止值班人员的误碰、误通电引起的保护误动，本发明的方法中引入了电压闭锁措施。图1中，微机把每个母线的UA、UB、UC、UN电压经“电压回路”，由交流变换器、采样保持器和智能A/D板读入，进行处理，对于母线保护来说，在母线发生短路时，电压闭锁元件都有足够的灵敏度，但当用于失灵保护时，在引出线路的末端或变压器的其它两个电压侧发生短路时，电压闭锁元件的灵敏度应满足规定的要求，在引出线路末端发生接地短路，电压闭锁元件的灵敏系数不小于1.5；而在引出线路末端或变压器的其它两个电压侧发生相间短路时，要求电压闭锁元件的灵敏系数不小于1.3。
为了使线路末端短路时，有足够的灵敏度，本发明的方法中引入负序、零序、低电压判据低电压判据为U＜Uset零序电压判据为U0＞U0set负序电压判据为U2＞U2set其中Uset、U0set、U2set分别为低电压、零序电压、负序电压的定值。
图1中对本发明的方法进行了较详细的表述。
当某元件失灵启动节点启动后，通过电平转换被微机读入，微机从失灵启动节点的位置判断是何元件发生了失灵，然后失灵保护延时启动。失灵保护启动后，判母线延时和母联延时，若母联延时到(T＞T1set)，且同时有母线运行方式识别出母联投入，则母联出口；若母线延时到(T＞T2set)，则看由母线运行方式识别判别出的该元件所在母线，若在I母，I母出口，在II母，II母出口。
电压回路，通过电压采样进入微机，当I母电压零序大于定值(U0＞U0set)，负序大于定值(U2＞U2set)，相电压小于定值(U0＜U0set)任一条满足时，I母电压动作；当II母电压零序大于定值(U0＞U0set)、负序大于定值(U2＞U2set)、相电压小于定值(U0＜U0set)任一条满足时，II母电压动作。I母电压动作和II母电压动作任一条件满足时，电压动作出口。
从图1可以看出，当母联出口和电压动作出口同时满足时，跳母联；I母出口和电压动作出口同时满足时，跳I母；II母出口和电压动作出口同时满足时，跳II母。
图2为本发明的另一种实施方式。图中所示“失灵启动节点”是1#元件L1至n#元件Ln的几个启动触点(本图中用9个元件L1-L9的9个启动触点用以说明问题)，每个启动触点是每路元件的跳闸继电器的跳闸触点。
图2中的“隔离刀闸辅助节点”及其母线运行方式字的确定与图1中的一样。
图2中的“电压回路”方框及其电压闭锁方法与图1中的一样。
由于本实施方式的失灵保护的启动触点纯粹是一副继电保护跳闸触点，没有电流继电器触点的串入，因此本实施方式又引入了失灵保护鉴别的步骤。失灵保护的鉴别是利用微机把每个元件的每相电流IA、IB、IC通过“电流回路”的电平转换、交流变换器、采样保持器和智能A/D板读入微机系统。微机对保护失灵的判别采用相电流方式，根据以下方式判据判别是否有断路器失灵Idz＝Id·min/K1*n1式中，Idz·min被保护线路末端短路时的最小短路电流K1灵敏系数，K1≥1.5n1电流互感器的变比。
图2所示的方法，当某元件失灵启动节点启动后，经过电平转换被微机读入，微机从失灵启动节点的位置判断是何元件发生了失灵，并计算该元件的电流值，若电流大于失灵保护电流判别定值I＞Idz＝Id·min/K1*n1，则失灵保护延时启动。失灵保护延时启动后，判母线延时和母联延时，若母联延时到(T＞T1set)，且同时有母线运行方式识别判别出母联投入，则母联出口；若母线延时到(T＞T2set)，则看由母线运行方式识别判别出的该元件所在母线，若在I母，I母出口，若在II母，II母出口。
“电压回路”，通过电压采样进入微机，当I母电压零序大于定值(U0＞U0set)，负序大于定值(U2＞U2set)，相电压小于定值(U0＜U0set)任一条件满足时，I母电压动作；当II母电压零序大于定值(U0＞U0set)、负序大于定值(U2＞U2set)、相电压小于定值(U0＜U0set)任一条件满足时，I母电压动作。I母电压动作和II母电压动作任一条件满足时，电压动作出口。
当母联出口和电压动作出口同时满足时，跳母联；I母出口和电压动作出口同时满足时，跳I母，II母出口和电压动作出口同时满足时，跳II母。
权利要求
1.一种双母线系统微机型失灵保护方法，当某元件继电保护跳闸后，通过跳闸继电器向失灵保护发出一副触点和电流继电器触点串联作为失灵保护的启动节点，其特征在于该保护方法包括以下几个步骤(1)判断是哪路元件发生了失灵，并且失灵保护延时启动；(2)判母线延时和母联延时，若母联延时超过设定值，且同时有母线运行方式识别判别出母联投入，则母联出口；若母线延时到设定值，则看由母线运行方式识别判别出的该元件所在母线，在哪段母线，哪段母线出口；(3)采样读取每段母线上的零序电压，负序电压和相电压，若那段母线满足下述任一条件零序电压大于定值、负序电压大于定值、相电压小于定值，则那段母线的电压动作，且电压动作出口；(4)母联出口和电压动作出口同时满足时，跳母联，那段母线同时满足母线出口和电压动作出口时，跳那段母线。
2.根据权利要求1所述的微机型失灵保护方法，其特征在于所述的失灵保护的和启动节点是单独由跳闸继电器发出的一副触点构成的，当失灵启动节点启动后，微机通过计算发生失灵元件的电流值，若电流值大于失灵保护电流判别定值Id·min/K1*n1，则失灵保护延时启动，上式中，Id·min保护线路末端短路时的最小短路电流K1灵敏系数，K1≥1.5n1电流互感器变比
全文摘要
本发明涉及一种电力系统的微机型失灵保护方法,其特征是,微机根据启动节点位置判断是何元件发生了失灵,失灵保护延时启动,判母联延时和母线延时,两者是否超定值结合母线运行方式字判母联是否出口;再根据零序、负序、相电压与各自定值的比较,确定电压动作是否出口;母联出口、母线出口两者哪个与电压动作出口同时满足,哪个被分断跳开。本发明克服了现有技术或者是针对单线路、或者没有失灵判别元件而存在的灵敏度低,应用范围小,整定不方便的缺点,具有母线方式自动识别功能,使失灵保护完全独立,不再依赖母线保护,减轻了微机母线保护的负担,能够迅速正确地切除故障,对电力系统经济安全运行意义重大。
文档编号H02H7/04GK1243348SQ98116830
公开日2000年2月2日 申请日期1998年7月28日 优先权日1998年7月28日
发明者宋小舟, 冯国东, 李瑞生, 程天保 申请人:许继电气股份有限公司